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Au commencement était le plan

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Il s’agit d’une pièce assez simple car le client souhaite qu’elle soit entièrement reprise en usinage. La demie-coupe de droite montre la pièce brute, celle de gauche l’usinée. C’est une pièce de révolution.

Si vous n’êtes pas familier des techniques de moulage, il vaut mieux commencer ici.

Les mouleurs ont souvent à travailler les pièces de révolution : diverses poulies, roues, bandages… mais les plus symboliques de toutes sont les canons et les cloches. Par ailleurs, les mouleurs sont généralement des gens économes, particulièrement de leur temps. Comme me l’a dit un jour un chef d’atelier pour le compte duquel je devais améliorer un process de production « va voire les feignants, ce sont eux qui ont les meilleures idées ». Pour réaliser un moule de révolution, l’idée est de ne pas s’embarrasser d’un modèle. On pratique le moulage au trousseau.

Prenez un châssis, un arbre et une crapaudine. Attention, une crapaudine n’est pas une espèce de batracien femelle mais une pièce qui assure une liaison pivot entre un arbre vertical et le sol.Assiette2On sert le sable dans le châssis.

Assiette3Jusqu’en haut, puis on règle le tout.

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On installe la planche a trousser sur l’arbre et c’est parti pour un tour, deux tours…Assiette5

Un dessein vaut mieux qu’un long discours. Voici l’empreinte dans le châssis inférieur, le châssis supérieur est moulé à part et ne contient que des évents et la descente de coulée. Je crée un joint en entaillant la périphérie du plan de joint du demi moule inférieur. La collerette de sable relevé va, en s’écrasant au moment du remmoulage, assurer l’étanchéité.Assiette6

On remmoule, et on charge.
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Le travail du mouleur est terminé, voici que rentre en scène le fondeur… 5 secondes pour couler, 30min de refroidissement (par-ce-que l’on est toujours trop pressé de voire le résultat) et voilà: Assiette8Assiette9

… d’un sécateur dont le contre-fer a rendu l’âme.

secateur1La pièce cassée

Un petit moulage avec absence de dépouille et plan de joint gauche.

secateur2 secateur3La pièce de rechange, montée

La plupart du temps en moulage sable, le plan de joint est horizontal. Cependant il arrive aussi que le fondeur ait envie de voir les choses sous un autre angle…

Les pièces d’aujourd’hui sont un lot de 12 « picots » qui vont intégrer le cadran d’une grande horloge. C’est une pièce avec un plan de symétrie, elle comporte une forme cylindrique prolongée par un cône qui constituent la partie visible de la pièce, celle qui va marquer les 12 segments de l’horloge. La partie plane sera noyée dans l’anneau externe qui formera le cadran.

En quelques photos, le process :

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Demis-modèles des pièces et du chenal dans le châssis

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Premier demi-moule, et ses repères de remmoulage

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Moule à joint vertical deux empreintes et modèles

Mes châssis verticaux n’ont pas de broches. Pour guider le remmoulage j’utilise une technique d’Ancien : les repères. On taille des cônes dans le premier demi moule et lorsque l’on serre par dessus le second, se crée naturellement leurs positifs. Le tout s’imbrique parfaitement. Si le sable est bien serré, et les moules pas trop grand, cette méthode est très précise et limite la « variation ».

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Les puristes critiquerons la « coulée en chute ». Les empreintes sont remplies par le haut ce qui augmente les turbulences du métal lors de la coulée. Les alliages d’aluminium sont fortement oxydables à l’état liquide, on préfère donc les remplissages garantissant peu de turbulences : en source (empreinte remplies par le bas). Sinon le risque est de former et d’emprisonner des peaux d’alumine dans le métal, ce qui le fragilisera. Aujourd’hui les pièces ne voient pas de chargement mécanique… et le rendu visuel n’a pas l’air d’avoir eu à pâtir de la coulée en chute :picot5

Le parrainage d’une promotion par une autre est une tradition aux Arts et Métiers. Ainsi, pour fêter et matérialiser le parrainage de la li213 par la li208 nous avons décidé de couler quelques 200 médailles à l’effigie de l’événement.

Voici en photos la genèse de ces pièces  :

Tout commence par une définition 3D en bonne et due forme. C’est Jérome et Guillaume qui s’y colle.

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Guillaume et son Ultimaker 2 nous impriment alors deux demies-médailles, les voici positionnées dans un coffrage.

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Protégées par du lubrifiant siliconé, elles sont recouvertes de plâtre. La prise est rapide. On enlève alors le coffrage, démoule les deux demies-médailles, puis l’on taille dans le bloc de plâtre divers artifices.

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Avec de l’argile on rebouche les empreintes puis l’on repositionne le coffrage ainsi que les deux modèles. On protège enduit le tout d’agent de démoulage.

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Après une deuxième coulée de plâtre on obtient un moule à médailles comportant deux empreintes et leurs jets de coulée, des évents et des clefs de positionnement.

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Nous pourrions alors couler le métal directement dans ce moule, mais ce dernier ne résisterait pas à un nombre suffisant de coulées. Nous allons donc mouler le moule! La technique utilisée est la classique : moulage sable – cuproaluminium.

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Le jeux des deux demis-moules métalliques obtenus se nomme coquille. Après enduction d’un produit réfractaire qui va faciliter l’écoulement du métal et réguler les échanges thermiques, la coquille est prête pour la production de masse : 2 coulées/minute soit 4 médailles/minute.

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Merci à toutes celles et ceux qui sont venus donner un coup de main à la Fonderie à cette occasion.