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RÉSUMÉ
En fonderie, les outillages sont les moyens matériels qui vont permettre de réaliser l'action de mise en forme du métal liquide. Ces procédés sont conduits soit avec des moules permanents, donc réutilisables (fonderie sous pression, coquilles), soit avec des éléments constituant des moules non permanents (plaques modèles, boîtes à noyaux, gabarits et modèles). Cet article expose tout d’abord la constitution, puis la démarche de conception des outillages de fonderie. Cette dernière débute avec l’analyse de moulage de la pièce et notamment les critères à retenir. Les particularités associées à la fonderie sous pression, dont le procédé squeeze-casting, et à la fonderie gravité sont ensuite détaillées.
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Sylvain PERRET : Ingénieur Arts et Métiers - Ex-responsable CFAO Outillage PSA Mulhouse - Ex-responsable Co-conception carters et culasses PSA La Garenne
INTRODUCTION
Ce dossier et son complément [M 3 586], qui traite de la partie fabrication de ce type d'outillage ont pour but d'apporter au lecteur un éclairage d'ensemble sur les outillages de fonderie, depuis leur constitution et leur conception jusqu'à leur finalité : méthodes de fabrication, matériaux et perspectives d'avenir.
Ici, nous commencerons par étudier, de façon très générale, leur constitution et leur conception. Soulignons que ce rôle n'est, en principe, pas du ressort du « fondeur » mais de l'« outilleur » dont les principales connaissances, en plus de celles propres aux outils qu'il conçoit et fabrique, sont la Conception Fabrication Assistée par Ordinateur (CFAO) et les étapes suivantes relevant de leur fabrication (voir dossier Outillage de fonderie- Fabrication et évolutions[M 3 586]).
Important : les diverses techniques de fonderie utilisées étant très précisément décrites dans d'autres dossiers des Techniques de l'Ingénieur, nous encourageons le lecteur à se reporter aux références suivantes : [M 3 500], [M 3 510], [M 3 512] et [M 3 540].
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3. Conception des outillages de fonderie
3.1 Critères et étapes préliminaires
Le cahier des charges de tout outillage de fonderie repose sur les données suivantes :
-
produire une pièce conforme géométriquement ;
-
produire la quantité de pièces définie ;
-
se monter sur les machines à mouler spécifiées.
Afin de prendre en compte ces exigences, le concepteur sépare en 2 catégories les données d'entrée qui vont déterminer sa conception :
-
liées à la pièce à produire (géométrie, taille, position de la pièce dans le moule,...) ;
-
liées à l'environnement dans lequel évoluera l'outillage (machine, branchements, maintenance, manutention, etc.).
C'est à partir de ces informations qu'il conçoit et dessine les éléments qui constitueront cet outillage.
HAUT DE PAGE3.1.1 Première phase : analyse de moulage de la pièce
La pièce à produire a déjà été conçue et dessinée en tenant compte de son mode d'obtention, et donc, selon les règles métier du procédé de fabrication choisi . Ainsi, les caractéristiques de moulage de la pièce à obtenir (directions de démoulage, position de la pièce dans l'outillage, plans de joints, zones en vis-à-vis, dépouilles, broches, etc.) sont clairement identifiables par l'outilleur.
Une étude de moulabilité approfondie de la pièce par l'outilleur peut mettre en évidence des lacunes qui auront des conséquences directes sur la faisabilité de l'outillage et son coût (figures 20 et ).
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