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Noyaux destructibles en fonderie sous pression

20/11/2013

Projet R1B2068
Diffusion réalisée en 2011
Une présentation du programme de travail et des premiers résultats obtenus a été faite à la Commission Technique de la fonderie sous pression en février 2011 et en février 2012.
Une demande de brevet sur les conceptions les plus viables devrait être déposée en 2012.

Le noyautage des pièces en fonderie sous pression est une question récurrente de la profession pour la réalisation de pièces creuses complexes à coûts compétitifs.
Ce projet fait suite aux travaux réalisés en 2005 sur des tubes insérés en fonderie sous pression.

A ce jour, les brevets existants pour le noyautage en fonderie sous pression sont en grande partie orientés vers 3 directions : noyaux solubles, noyaux fusibles ou encore noyaux sable. Aucun de ces brevets ne peut satisfaire les contraintes de productivité et de faisabilité industrielle en fonderie sous pression car les mises en oeuvre sont longues, sensibles et polluantes (principalement pour les noyaux solubles).

Objectifs

L’objectif du projet initié par CTIF en 2010 en collaboration avec TECNALIA, est de mettre en oeuvre une solution de noyautage compatible avec :

  • la nature de l’alliage d’aluminium et sa température 680°C,
  • la vitesse d’injection 30 m/s,
  • la pression d’injection 200 à 1000 bars,
  • le débourrage ultérieur, à température faible en réduisant les risques de pollution.

Les retombées industrielles attendues sont :

  • une réduction du nombre de pièces moulées pour obtenir un « carter fermé »
  • un allègement des pièces par les formes intérieures sans impacter sur les fonctions externes
  • la possibilité de produire en une seule opération de fonderie des pièces à parois minces associées à des formes internes complexes.

La principale retombée technique est la réalisation industrielle de noyaux résistant à la pression et aux chocs de l’injection. Accessoirement, ces noyaux pourraient aussi être utilisés pour des processus gravité exigeants en forme et en résistance.

Travaux réalisés

Le développement a été mené avec un moule de carter CTIF spécialement conçu pour mettre en oeuvre deux types de noyaux :

  • Le modèle cylindrique illustre des applications de circulation de fluide dans une pièce,
  • Le modèle bloc illustre une application réservoir avec entrée et sortie de fluide.

Des solutions de renforcement des supports de noyaux et de renforcement du noyau lui-même ont été développées. Les essais de débourrage réalisés en aval ont montré qu’il était possible de détruire le noyau après injection et solidification de la pièce.

Points majeurs

Les travaux en cours ont permis en 2011 la réalisation de pièces creuses d’épaisseur maîtrisée en fonderie sous pression à l’aide de noyaux agglomérés résistants aux conditions d’injection des pièces en fonderie sous pression.
Par ailleurs, la constitution de ces noyaux permet le débourrage à l’issue du moulage et donc la réalisation de formes creuses non démoulables.
Les noyaux ne sont pas détruits lors de l’injection, la peau de pièce est régulière et la santé de la pièce est satisfaisante. Les mises au point du procédé seront poursuivies en 2012.

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