Moulage et techniques de coulée métalliques

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Questions and Answers

Quel est le principal inconvénient du moulage en sable concernant certains métaux?

  • Écologie du processus
  • Facilité avec le cuivre
  • Difficultés avec le plomb (correct)
  • Rapidité de production

Quel type de grains offre une meilleure perméabilité dans le sable?

  • Grains anguleux
  • Grains sphériques (correct)
  • Grains irréguliers
  • Grains fins

Le moulage à la cire perdue permet de produire 1000 pièces par heure.

True (A)

Des petits grains obstruent les pores et augmentent la perméabilité.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la hauteur de la plateforme dans le processus de moulage par coulée continue?

<p>20 m</p> Signup and view all the answers

Quel est le poids maximum pour le moulage shell?

<p>100+ kg (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la perméabilité standard mesurée en fonction du volume d'air qui passe à travers un échantillon de sable?

<p>2000 cm³</p> Signup and view all the answers

Le moule dans le processus de coulée continue est lubrifié avec de la ______.

<p>poudre de graphite</p> Signup and view all the answers

Le test de __________ est une méthode pour mesurer la résistance du sable.

<p>compression</p> Signup and view all the answers

Le moulage en plâtre est utilisé uniquement pour les métaux ferreux.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Associez les processus de moulage aux caractéristiques correspondantes :

<p>Moulage en sable = Difficultés avec certains métaux Moulage à la cire perdue = Production rapide Moulage par coulée continue = Vitesse de 25 mm/s Moulage en moule métallique = Pression atmosphérique</p> Signup and view all the answers

Quel est l'intervalle typique de finition de surface (R, en µm) pour le moulage en sable?

<p>5-25</p> Signup and view all the answers

Quel est le coût du moule d'expansion dans le processus de moulage par modèle jetable?

<p>Coût élevé (D)</p> Signup and view all the answers

Associez les types de liants aux descriptions suivantes:

<p>Argile = Silicate d'alumine hydraté Produits carbonés = Améliore l'état de surface du sable Ciment = Liant inorganique Résine = Liant organique</p> Signup and view all the answers

Quel est le paramètre mesuré qui affecte la résistance des sables vert?

<p>Teneur en argile (C)</p> Signup and view all the answers

Le coût pour le moulage de type _______ est considéré comme le plus bas parmi les différents procédés.

<p>dies</p> Signup and view all the answers

Le taux de production du moulage en moule métallique est compris entre 1 et 20 pièces par heure.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Les argiles ont une cristallisation tridimensionnelle.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le lead time typique pour le moulage en sable?

<p>plusieurs jours à plusieurs semaines</p> Signup and view all the answers

Associez chaque type de moulage avec ses caractéristiques correspondantes:

<p>Moulage shell = Finition de surface 1-3 µm Moulage en plâtre = Poids maximum 50 kg Moulage en sable = Poids maximum illimité Moulage par die = Tolérance dimensionnelle ±0.001-0.005 mm</p> Signup and view all the answers

Quel effet a le noir minéral lors de la fonte?

<p>Se transforme en carbone brillant</p> Signup and view all the answers

Quelle est la porosité typique pour le moulage évaporatif?

<p>3-5 (C)</p> Signup and view all the answers

Le moulage par centrifuge a une précision dimensionnelle plus élevée que le moulage en sable.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le coût relatif du moulage shell (sur une échelle de 1 à 5, 1 étant le meilleur)?

<p>2-3</p> Signup and view all the answers

Quel est le taux de production maximal pour le moulage sous pression en chambre chaude?

<p>Au-delà de 200 pièces/heure (D)</p> Signup and view all the answers

Le moulage par coulée centrifuge est limité aux alliages ferreux.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quels alliages sont utilisés dans le moulage sous pression en chambre froide?

<p>Aluminium, magnésium, alliage de cuivre</p> Signup and view all the answers

Le _____ est le processus de moulage où le métal reste sous pression jusqu'à la solidification.

<p>moulage sous pression</p> Signup and view all the answers

Associez les procédés de moulage avec leurs caractéristiques principales:

<p>Moulage sous pression (chambre chaude) = Limitée aux alliages non ferreux et taux de production au-delà de 200 pièces/heure Moulage par coulée centrifuge = Symétrie radiale, taux de production 50 pièces/heure Moulage sous pression (chambre froide) = Limitée à l'aluminium, au magnésium et à l'alliage de cuivre Fonderie-forgeage = Procédé squeezant le métal pour la fabrication</p> Signup and view all the answers

Quel est un des inconvénients des procédés de moulage sous pression?

<p>Coûts initiaux élevés (C)</p> Signup and view all the answers

Le processus de moulage sous vide est utilisé principalement pour des pièces avec une grande finesse.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Quelles sont les dimensions maximales pour les tubes dans le moulage par coulée centrifuge?

<p>Diamètre: 13mm - 3m, longueur à 16m, épaisseur: 6-125mm</p> Signup and view all the answers

Quel est un des effets de l'augmentation de la teneur en argile dans un moule?

<p>Améliore le finis de surface (C)</p> Signup and view all the answers

L'augmentation de l'humidité dans un moule améliore toujours la qualité de surface.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quels liants sont utilisés pour conserver un taux contrôlé en H₂O?

<p>Amylacés ou alginates</p> Signup and view all the answers

Le silicate de sodium est mélangé avec du sable pour obtenir un __________.

<p>durcissement</p> Signup and view all the answers

Associez les types d'argiles avec leurs propriétés principales:

<p>Bentonites = Très bonne résistance à chaud Kaolinites = Propriétés variables Illites = Bonne résistance Céréales = Améliore le finis de surface Silicate de sodium = Durcissement rapide en quelques secondes</p> Signup and view all the answers

Quel effet aura une diminution de l'humidité dans un moule?

<p>Rend les moules fragiles (A)</p> Signup and view all the answers

Le silicate de sodium utilise l'eau pour durcir.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est une propriété des argiles utilisées dans les fonderies pour des pièces coulées à hautes températures?

<p>Très grande réfractarité</p> Signup and view all the answers

Quelles caractéristiques limitent l'application du sable vert ?

<p>Pièces légères (A), Dimensions petites et moyennes (B)</p> Signup and view all the answers

Le procédé PEP-SET nécessite un outillage coûteux.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quels sont les composants principaux du sable vert ?

<p>Sable naturel, argile, eau</p> Signup and view all the answers

Le sable vert est utilisé pour des pièces de dimensions __________.

<p>petites et moyennes</p> Signup and view all the answers

Associez les procédés de durcissement à chaud avec leur description :

<p>Procédé 1 = Chauffage du sable en dehors de l'outillage Procédé 2 = Chauffage du sable en contact avec l'outillage chauffé</p> Signup and view all the answers

Quel ajout est fait au sable vert pour diminuer l'effet de trempe?

<p>2% de noir végétal (C)</p> Signup and view all the answers

Le sable auto durcissant nécessite un catalyseur qui se répand dans l'atmosphère.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Le sable mélangé avec les résines et le catalyseur est _______ au contact de l'outillage.

<p>durci</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Caractéristiques de moulage

Propriétés des différents procédés de moulage, incluant les matériaux, le poids, la finition de surface, la porosité, la complexité de la forme, la précision dimensionnelle, l'épaisseur des sections et le coût.

Matériaux typiques de fonderie

Liste des matériaux couramment utilisés dans les différents procédés de moulage, tels que le sable, la coquille, l'évaporatif, le plâtre, l'investissement, le moule permanent, la matrice, et la centrifugation.

Précision dimensionnelle (moulage)

Degré d'exactitude des dimensions des pièces moulées, mesurée par des tolérances.

Épaisseur de section minimum

L'épaisseur minimale requise pour une section de la pièce moulée, variable selon le procédé.

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Complexité de forme

Mesure de la difficulté de production de la forme de la pièce moulée.

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Coût de moulage

Évaluation du coût global d'un procédé de moulage en tenant compte de l'équipement, la main-d'œuvre, et le temps de production.

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Porosité du moulage

Présence de trous ou espaces vides dans la pièce moulée, impactant la qualité.

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Temps de production (moulage)

Durée nécessaire pour créer les pièces moulées, variable selon le processus.

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Moulage en sable

Méthode de coulée utilisant du sable comme matériau de moule pour créer des pièces métalliques.

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Coulée continue

Méthode de production de métaux en forme de barre continue.

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Moulage à cire perdue

Méthode de coulée où un modèle en cire est utilisé pour créer une forme permanente.

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Moulage en moule métallique

Méthode de coulée utilisant des moules métalliques permanents pour les métaux non ferreux et ferreux.

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Moulage sous pression (Die Casting)

Méthode de coulée sous pression utilisant des moules métalliques pour créer des pièces de précision.

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Moulage à Patron Dégradable

Méthode de coulée avec un modèle en polystyrène dégradable utilisé pour la forme du moule.

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Nombre de pièces/heure (Moulage en sable)

1 à 20 pièces/heure, dépendant de la taille des pièces.

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Vitesse de solidification (Coulée continue)

25 mm/seconde.

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Perméabilité du sable

Capacité du sable à laisser passer l'air. Elle dépend de la taille et de la forme des grains, ainsi que de la présence de poussières.

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Grains ronds

Ils offrent une meilleure perméabilité car ils laissent plus d'espace entre eux, permettant à l'air de circuler plus facilement.

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Grains anguleux

Ils créent des espaces plus petits entre eux, ce qui réduit la perméabilité du sable.

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Compromis pour la taille des grains

Il est préférable d'utiliser un sable avec des grains de différentes tailles (3 à 4 dimensions) pour obtenir une bonne perméabilité et une bonne résistance.

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Résistance du sable

La capacité du sable à résister à la pression et aux forces externes, comme la compression, le cisaillement et la fissuration.

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Sable vert

Un sable mélangé à de l'argile et de l'eau, offrant une bonne résistance avant le durcissement.

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L'argile

Un silicate d'alumine hydraté qui donne au sable sa capacité à être moulé.

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Thixotropie

Propriété des argiles à changer de viscosité en fonction des forces appliquées.

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Stabilisateur d'humidité

Substance ajoutée au sable de moulage pour maintenir un taux d'humidité stable, généralement entre 0,5 et 2%.

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Liants en fonderie

Substances qui lient les grains de sable ensemble pour former un moule solide.

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Bentonite

Argile utilisée comme liant, principalement constituée d'alumine et de silice.

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Kaolinite

Un autre type d'argile utilisée comme liant en fonderie, mais avec des propriétés légèrement différentes de la bentonite.

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Illites

Un troisième type d'argile, provenant de l'Illinois, utilisé comme liant en fonderie.

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Augmenter la teneur en argile

Augmenter la quantité d'argile dans le sable de moulage augmente la résistance du moule, son fini de surface, sa dureté et diminue sa perméabilité.

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Augmenter le pourcentage d'humidité

Augmenter l'humidité du sable rend le moule plus souple et plus facile à mouler, mais diminue sa résistance et la qualité de surface.

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Silicate de sodium

Un liant liquide qui, mélangé au sable, durcit rapidement au contact du gaz carbonique.

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Effet de trempe

Le refroidissement rapide du métal pendant le moulage dans le sable vert peut durcir les surfaces extérieures de la pièce, rendant l'usinage plus difficile.

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Noir végétal

Un additif utilisé pour réduire l'effet de trempe du sable vert, diminuant ainsi la dureté des surfaces.

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Séchage superficiel

Une technique utilisée pour contrôler le refroidissement du métal en séchant la surface du sable vert.

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Procédé PEP-SET

Un procédé de moulage utilisant un sable auto-durcissant au contact d'un outillage.

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Catalyseur gazeux

Un agent chimique qui déclenche la réaction de polymérisation dans le procédé PEP-SET.

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Avantages du procédé PEP-SET

Ce procédé offre plusieurs avantages, notamment une prise à froid, une excellente aptitude au débourrage des noyaux, une grande précision dimensionnelle, un stockage facile et une belle surface des pièces coulées.

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Procédés de durcissement à chaud

Des méthodes de moulage où le sable enrobé d'un liant est durci par chauffage.

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Moulage en Coquille

Procédé de moulage utilisant un moule en métal réutilisable, refroidi à l'eau, pour produire des pièces de forme complexe et de grande précision.

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Moulage sous Pression (Chambre Chaude)

Procédé de moulage utilisant un moule en acier réutilisable et un métal fondu qui est injecté sous pression ; utilisé pour les alliages non ferreux comme le zinc et l'étain, produisant des pièces aux détails précis et aux tolérances serrées.

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Moulage sous Pression (Chambre Froide)

Procédé de moulage utilisant un moule en acier réutilisable et un métal fondu qui est versé dans un moule à froid, puis injecté sous pression ; utilisé pour des alliages comme l'aluminium et le magnésium.

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Moulage par Coulée Centrifuge

Procédé de moulage utilisant un moule tournant à haute vitesse, la force centrifuge forçant le métal fondu à créer des formes tubulaires et cylindriques.

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Moulage sous Vide

Procédé de moulage où le moule est placé dans une chambre à vide, créant une pression négative qui aspire le métal fondu dans les détails du moule.

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Fonderie-Forgeage

Procédé de moulage où le métal fondu est versé dans un moule, puis pressé sous haute pression pour obtenir une pièce de forme complexe et de grande résistance.

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Lead Time (Délai de Livraison)

Le temps nécessaire pour produire et livrer un produit, spécifique à chaque procédé de moulage.

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Taux de Production

Le nombre de pièces produites par heure, variant selon le procédé de moulage ; un indicateur important d'efficacité.

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Study Notes

Généralités sur les procédés de mise en forme des matériaux

  • Les procédés de mise en forme des matériaux permettent de transformer des matières premières en pièces finies.
  • Le choix du procédé dépend de divers facteurs comme le type de matériau, la forme et les dimensions de la pièce, la quantité à produire, le coût, etc.

Chapitre 3 : Éléments de fonderie

  • Introduction: Ce chapitre introduit les différents aspects de la fonderie en tant que procédé de fabrication.
  • Rappels de physique et de métallurgie: Revue des concepts physiques et métallurgiques importants pour comprendre la fonderie.
  • Remplissage du moule: Description du processus de remplissage du moule avec le métal en fusion.
  • Défauts des pièces de fonderie: Analyse des défauts courants qui peuvent survenir lors du processus de fonderie.
  • Tracé correct des pièces de fonderie: Directives pour la conception et la fabrication de pièces de fonderie selon les meilleures pratiques.
  • Caractéristiques de moulage: Points importants pour la conception de moules.
  • Sable de moulage: Étude approfondie du sable de moulage et de ses propriétés essentielles pour la fonderie.

6.1 Caractéristiques des procédés de coulée

  • Matériaux coulés: Différentes catégories de métaux et alliages coulés (Aluminium, Magnésium, etc.).
  • Poids: Gamme de poids minimum et maximum pour chaque procédé (ex. 0.01 à 5000+ kg)
  • Finition de surface: Gamme de rugosité typiques en micro-mètre (µm), indiquant la qualité.
  • Complexité de forme: Dégradation des tolérances dimensionnelles en fonction de la complexité des formes.
  • Épaisseur de section: Gamme d'épaisseurs minimum et maximum.
  • Tolérance dimensionnelle: Gamme de tolérances dimensionnelles selon les procédés de fabrication.
  • Équipement: Coût relatif des équipements (faible à élevé, selon le procédé choisi)
  • Main d'œuvre: Coût relatif de la main d'œuvre (faible à élevé, selon les cas).
  • Délai de production: Durée de temps estimée pour la production d'un lot donné (jours à mois).
  • Taux de production: Nombre estimé de pièces produites par heure ou par moule (1 à 1000 pièces / heure).
  • Quantité minimale: Quantité minimale de pièces produite par lot, en fonction du procédé (1 à 10 000 pièces).

Moulage en sable

  • Caractéristiques principales du processus:
    • Types de métaux coulés (principalement, non ferreux ; plomb, étain, zinc sont plus difficiles)
    • Taux de production (1 à 20 pièces/heure)
    • Délais de production (jours à plusieurs semaines)

Moulage par coulée continue

  • Description générale du processus.
  • Diagramme du processus: illustration claire du procédé.
  • Paramètres importants:
    • Hauteur de la plateforme de coulée
    • Vitesse du métal
    • Méthode de lubrification du moule

Moulage à la cire perdue (Investment Casting)

  • Caractéristiques principales du processus:
    • Utilisation de cire pour créer le modèle (moule)
    • Procédé de traitement particulier du moule (cuisson, etc.).
    • Types de métaux coulés (tous les types)
    • Taux de production (1000 pièces/heure)
    • Délais de production (plusieurs semaines)

Moulage en moule métallique (moule permanent)

  • Description générale du processus.
  • Caractéristiques principales du processus:
    • Utilisation d'un moule métallique.
    • Conditions de pression durant le processus pour la coulée.
    • Types de métaux coulés (principalement, non ferreux).
    • Taux de production (5 à 60 pièces/heure).
    • Délais de production (plusieurs semaines).
    • Coût des équipements élevé et délai de production long.

Moulage sous pression (Die Casting)

  • Chambre froide:
    • Description générale du processus.
    • Limites du processus (types de métaux).
    • Taux de production élevé.
  • Chambre chaude:
    • Description générale du processus.
    • Limites du processus.
    • Taux de production élevé.

Moulage par coulée centrifuge

  • Description générale du processus.
  • Types de produits fabriqués (tubes, cylindres).
  • Taux de production (50 pièces/heure).
  • Délais de production (plusieurs semaines/mois).

Moulage sous vide

  • Description générale du processus.
  • Application/utilisation spécifique (avant processus de coulée).

Fonderie-forgeage (Squeeze-Casting)

  • Description générale du processus.
  • Combinaison de forgeage et de moulage.
  • Avantages du forgeage/avantages du moulage.

Techniques de moulage pour la croissance d'un monocristal

  • Description générale des techniques de croissance de monocristaux, notamment les méthodes de solidification directionnelle et la zone flottante.

Technique de solidification rapide (Melt-Spinning)

  • Description du procédé de fabrication des bandes métalliques amorphes, illustré schématiquement.

Sables de moulage

  • Sables argileux: Caractéristiques, avantages, inconvénients.
  • Sables synthétiques: Caractéristiques, avantages, inconvénients.
  • Liants: Les différents types et rôle des liants dans le processus de moulage.

Tolérances

  • Comparaison des tolérances dimensionnelles pour différents procédés de moulage.
  • Gamme des tolérances pour différentes catégories de procédés et poids/dimensions des pièces (ex. moulage en sable, moulage sous pression, etc.)

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