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Petit rappel de la technologie : une pompe a chapelet c’est ça:

pompe

Une chaine fermée sur elle même est garnie à intervalle régulier de godets. Les maillons-godets sont constitués d’un corps métallique sur lequel est monté un épais joint souple. Entrainés dans un tube plongé dans le puis la chaine et les godets remontent l’eau par cette conduite. Description détaillée mais en anglais disponible ici.

Ce système autrefois très répandu est tombé en désuétude bien qu’ils offre l’avantage de pomper de l’eau depuis la surface plus profondément que 10 mètres, contrairement au systèmes à pistons ou a turbines . Cette chaine, élément central du dispositif, méritait un petit coup de neuf, en particulier au niveau des maillons-godets complètement cordés.

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Méthode classique : retro-conception, impression 3D, moulage et coulée. Le bronze offre une alternative plus durable que la fonte dans les conditions d’usage du produit.

Pompe1

Pompe2

Pièce corrodée, demis modèles et pièces finie en bronze

Il ne reste plus qu’a trouver un substitut au caoutchouc à monter sur le maillon. Il s’agira surement d’une balle de tennis coupée en deux.

… 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

Le moulage est l’opération qui consiste a fabriquer un moule comportant l’empreinte de la pièce que l’on cherche à obtenir. Par raccourci cela désigne aussi la pièce finie.

Aujourd’hui je suis sollicité pour fabriquer une pièce de réparation pour un tracteur John Deere 4650 dont le pivot du pont avant a subi une usure conséquente.

Pivot du pont avant d’un tracteur John Deere 4650

Le but du jeux est d’obtenir une pièce qui va combler le vide laissé par l’usure afin de préserver l’arbre et le palier d’un endommagement plus sévère.

Pour confectionner un moule, le mouleur utilise généralement un modèle. C’est a dire une pièce qui a une géométrie similaire ou identique à la pièce a obtenir. Dans ce cas, pour obtenir le modèle, on utilise du silicone. Après malaxage, on bourre le silicone dans l’interstice puis on attend la prise. Voici le résultat :

Moulage en silicone bi-composant du logement de pivot usé
Moulage en silicone bi-composant du logement de pivot usé

Par soucis d’optimisation, la pièce d’aujourd’hui va partager sa place avec celle d’un autre projet. L’autre pièce est la réplique à l’identique d’une pièce métallique elle même issue de fonderie.

Les deux modèles moulés aujourd'huiLes deux modèles d’aujourd’hui

Le matériaux de prédilection pour le moulage est le sable de silice (SiO2). En effet il cumule plusieurs caractéristiques intéressantes en particulier celle d’être réfractaire. Le sable est additionné d’un liant qui lui permet de garder une bonne cohésion une fois « tassé dans un cadre »  le vocable consacré mais moins compréhensible est « serré dans un châssis »

Des livres entiers ont été écrits au sujet des sables de moulage et de leurs liants. Aussi, le sujet est vaste et passionnant mais nous ne rentrerons pas dans les détails ici. Pour mémoire, il s’agit de SPEF 100 (concurrent d’OBB) sable pour fonderie d’art lié à l’huile, à la couleur rouge et à l’odeur caractéristiques.

On positionne les deux modèles dans le châssis sur une table, puis pour éviter que le sable n’adhère on talc le tout.

Modèles et châssis
Modèles et châssis
Talcage
Passage au talc

On recouvre de sable tamisé. Le tamisage a une fonction essentielle en plus d’éliminer les impuretés, celle de rendre le sable « flou ». Dans cette état le sable a une consistance très fluide ce qui lui permet d’épouser les moindres détails du modèle.

Pour l’anecdote, le sable utilisé est si fin qu’il possède une résolution suffisante pour faire apparaitre sur le brut de fonderie les empreintes digitales du mouleur maladroit qui aurait laissé ses doigts imprimer le moule.

Tamisage du sable de contact
Tamisage du sable de contact

Puis on commence a serrer avec les doigts. L’arts et la technique du mouleur s’exprime a cet instant précis, car le serrage doit être homogène, ni trop faible, ni trop fort;  s’adapter à la géométrie du modèle ainsi qu’à la stratégie de moulage.

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Après le serrage de la couche de contact on rajoute du sable (non tamisé cette fois ci) et on serre au doigts puis au « fouloir ».

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Le fouloir permet d’appliquer un effort de serrage conséquent. L’opération doit alors toujours se dérouler en spirale, en partant des bord et e finissant par le centre.

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Quand on a répété l’opération suffisamment de fois pour que le sable serré dépasse le bord supérieur du châssis, on aplani le tout à l’aide d’une « pilette ». Une massette fait aussi bien l’affaire.

jd-11Moule passé à la pilette

On termine en réglant le dessus du moule…

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Puis en « glaçant » le sable à l’aide d’une truelle.

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On peut enfin retourner le châssis, et voilà le résultat:

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Généralement un moule est constitué de deux parties, un dessus et un dessous, qui doivent pouvoir se séparer afin d’en retirer le modèle et ainsi libérer l’empreinte. La séparation dessus / dessous est appelée « plan de joint » et est naturellement confondue avec le bord du châssis.

Dans notre cas, on comprend bien qu’il n’est pas possible de sortir les modèle sans arracher le sable et détruire le moule. Il faut donc « abaisser le plan de joint ». Ainsi les modèles pourront « démouler »

jd-15Demi-moule, plan de joint abaissé – outils de moulage servant à l’opération

Après talcage, on peut alors attaquer la fabrication de l’autre demi-moule. On positionne un châssis sur le précédent, ils sont guidés l’un par rapport à l’autre à l’aide de « broches ». Il ne faut alors pas oublier de « faire soleil ». Cette astuce de vieux mouleur consiste à faire tourner le moule dans un sens donné, en exerçant l’effort sur le châssis du dessus qui entraine par le biais des broches celui du dessous.  Ce faisant on compense le jeu naturel des broches.

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 Après serrage du second demi-moule on procède au « démoulage », c’est à dire à l’ouverture du moule qui va nous permettre d’en extraire les modèles. On en profite pour tailler dans le sable les « artifices de coulée »

  • le système de remplissage : le réseau d’entonnoirs, de descentes, chenaux et attaques de coulée qui amènent le métal dans l’empreinte
  • le système de tirage des gaz : évents, « pattes d’araignée », tirage… qui permettent d’évacuer l’air de l’empreinte ainsi que les gaz libérés par le liant du sable qui se sublime à la coulée sous l’effet de la température
  • le système d’alimentation dont les organes principaux sont le masselottes qui compensent le retrait du métal lors de sa solidification afin d’éviter ce défaut bien connu des fondeurs : la « retassure »
jd-17Moule ouvert

Il ne reste plus qu’à souffler le moule avant de le refermer, c’est le « remmoulage ». Pendant le remmoulage on n’oublie pas de faire soleil. Le moule est ensuite « chargé » pour éviter que le dessus ne se soulève sous la pression du métal.

jd-18Moule fermé et chargé, les entonnoirs sont protégés afin qu’aucune crasse ne s’y introduise avant la coulée

On peut débuter la fusion… sujet d’un autre article, tout aussi copieux.

jd-19Creuset chargé dans un four à gaz – capacité 3kg de bronze – début de la chauffe 

Passer la phase de fusion et d’élaboration de l’alliage, on procède à la coulée. Aujourd’hui tout c’est bien passé, les deux entonnoirs sont remplis et l’excédant de métal est lingoté.

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Après refroidissement on « décoche » le moule pour en extraire les grappes de coulée. Il s’agit de casser le moule, séparer le sable qui a été cuit de celui qui est encore valable.

S’en suivent les opérations de parachèvement qui aboutiront à l’obtention de la pièce finie.

jd-21Modèle et pièce parachevé – modèle et grappe de coulée – deux lingots
Montage de la pièce finie
Montage de la pièce finie