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Projet Oriban : des boîtes à noyaux obtenus par Stratoconception®

Le projet ORIBAN mené par CTIF, en association avec le CIRTES et les partenaires industriels : Saint-Gobain PAM, Montupet et Fonderies Brousseval et Montreuil, a permis la réalisation de boîtes à noyaux éco-conçues.

Les contraintes de la fabrication de noyaux en boîte froide

La fabrication de noyaux de fonderie en boîte froide utilise généralement des gaz catalyseurs de résine organique qui peuvent parfois engendrer des problèmes d’hygiène pour les opérateurs ainsi que des contraintes environnementales.

La production de noyaux par ce procédé rencontre des problèmes :

  • de productivité : surconsommation de gaz, temps de cycle importants.
  • de qualité en relation avec les paramètres de noyautage (tirage, gazage, lavage) ou de filtration.

Optimisation des outillages et gestion de l’écoulement des gaz

Boîte à noyaux stratoconçue avant assemblage

Le projet Oriban, achevé en 2016, avait pour objectif de se pencher sur ces problèmes en optimisant les outillages de mise en forme des noyaux et en améliorant la gestion de l’écoulement des gaz lors de la fabrication des noyaux.

La démarche envisagée dans ce projet de R&D a consisté à profiter des avantages du procédé breveté de Stratoconception® du CIRTES, et notamment sa capacité à intégrer des fonctionnalités internes aux outillages. La Stratoconception®, le morcellement en multicouches, des boîtes à noyaux a permis d’intégrer des canaux de gazage et de récupération des gaz réduisant leur consommation et limitant leur rejet dans l’atmosphère.

Un projet labellisé par Materalia

Le projet Oriban se rattachait à l’appel à projet éco-industrie 2012 « Eco-conception et production industrielle durable » et portait sur l’amélioration des performances environnementales et économiques du noyautage en boîte froide par le biais d’une nouvelle conception des outillages et d’un développement adapté et optimisé du procédé associé. Le projet ORIBAN a été labélisé en 2012 par le pôle de compétitivité Materalia et sélectionné dans le cadre de l’appel à projet Ecoindustrie 2012 de la DGE.

Face à ces enjeux économiques, environnementaux et de conditions de travail, les partenaires du projet ont proposé de travailler sur des boîtes à noyaux stratoconçues.

Le projet a permis d’étudier les paramètres techniques impactant la qualité des noyaux tels que :

  • Le positionnement des strates par rapport à la géométrique du noyau.
  • Le tracé des canalisations internes.
  • Le positionnement et dimensionnement des busages (extrémités des canalisations internes).
  • Les paramètres de noyautage (tirage, gazage, lavage – pression, temps, quantité de catalyseur).

Canalisation interne aboutissant au niveau de l’empreinte à des buses d’épaisseur réduite de 0,2 mm

Les résultats de l’éco-conception

Au final, l’éco-conception des boîtes à noyaux étudiées a permis de mettre en évidence :

  • Une réduction potentielle des consommations des gaz (jusqu’à -66 %) par une meilleure répartition du gaz catalyseur dans le noyau.
  • Une réduction des rejets de gaz dans l’atmosphère avec la possibilité de mettre en place un système de collecte.
  • Une réduction des émissions de gaz des noyaux par une consommation limitée des gaz.
  • Une majoration des coûts de fabrication (estimée à +20 %) des outillages stratoconçus par rapport à des outillages conventionnels.

Contact : Didier Tomasevic