Fonderie bronze à mousse perdue

[electroremy]

Bonjour à tous,

Cette année, pour les Journées du Patrimoine, petite "infidélité", j'ai testé la fonderie à mousse perdue. (http://electroremy.free.fr/19092021JourneesDuPatrimoine/)

Voyons cela ensemble

La fonderie à mousse perdue est un procédé dans lequel un modèle en polystyrène expansé de la pièce à réaliser, noyé dans un bac de sable, est remplacé lors de la coulée par du métal fondu. Le modèle en polystyrène expansé se vaporise à la coulée. Cette technique s'apparente à la coulée avec moulage en cire perdue.

J'ai utilisé une machine à fil chaud pour découper du polystyrène extrudé :



Il a fallut créé un accessoire pour réaliser des découpes circulaires :

La pièce est une petite hélice :

Les découpes finales sont difficiles à faire proprement au fil chaud.

Il a fallu terminer à la main avec cutter et scalpel.

Attention : dans le procédé à mousse perdue, le modèle doit inclure les canaux de coulée et la masselotte.

Les différentes parties sont collées à la colle à bois, le temps de séchage doit être multiplié par 5.

Voici la pièce :

Non, ce n'est pas pour le porte-avions Charles-de-Gaulle

La pièce est un peu moche, elle possède à la fois des parties lisses et des parties marquées, des parties rondes et des angles vifs... mais c'est très bien pour faire un test, pour voir à quel point cette technique permet (ou pas) de reproduire les détails

Sur place, mon ami Daniel fondeur à la retraite, a réussi à se procurer de l'enduit réfractaire pour noyaux de sable.

Il est à base d'alcool, on fait d'abord un test pour être sûr qu'il ne bouffe pas le polystyrène :

Cet enduit permet de réaliser le poteyage de la pièce.

Il faut passer au pinceau pour éviter de faire une trop grosse couche.

Ensuite il faut laisser sécher au moins une heure.

suite au prochain message

 

[electroremy]

Ensuite, il faut placer la pièce dans une caisse avec du sable fluide.

NB : le sable pour fonderie traditionnelle n'est pas fluide, il contient du liant.

Mais pour la mousse perdue, il faut du sable fluide.

Il faut vibrer le moule.

La caisse est prévue pour resister aux vibrations (bois assemblée avec vis + collage)

Un poids est placé avec un panneau sur le dessus pour mettre le sable sous pression pendant la vibration.

La vibration est faite avec de petits marteaux enveloppé dans des chiffons pour ne pas abîmer la caisse. Il faut donner beaucoup de petits coups, dans toutes les directions (les 4 côtés + les bords par dessus). C'est pareil que quand on vibre du béton.

Là on se rend compte d'un soucis : le polystyrène et le sable ont la même couleur...

Lors de la coulée, le bronze liquide est éblouissant, les fondeurs auront besoin de bien voir le dessus de la pièce pour viser.

On marque la pièce au marqueur :

On allume le creuset :

Le chantier est prêt, ma caisse "mousse perdue" est au milieu des autres moules traditionnels :

Je laisse Daniel et son collègue procéder à la coulée :

Difficile de bien viser, on s'est rendu compte que le chantier était mal éclairé (et au passage pas de bol, dimanche dernier météo pourrie alors qu'avant et après grand soleil)

suite et fin au prochain message

 

[electroremy]

Ma caisse a pris un coup de chaud mais a tenu bon, je pourrais m'en resservir encore :

Petite angoisse, pas beaucoup de métal dans la masselotte, la pièce risque d'être ratée :

Vient le moment fatidique...

C'est super, la pièce est plutôt réussie :

On peut voit que les coups de crayons sur le dessus de la pièce ont été reproduits !

Évidemment c'est un premier essai, la pièce n'est pas parfaite ; certains détails sont reproduits avec une grande finesse, cependant certains angles n'ont pas été reproduits en totalité.

Un meilleur résultat pourrait être obtenu :
- En remplissant plus la masselotte ;
- En positionnant autrement le canal de coulée sur la pièce ;
- En plaçant dans le modèle des formes supplémentaires pour faciliter la coulée ;
- En éclairant mieux la zone de travail ; lors de la coulée, le bronze est éblouissant et il est difficile de viser l'orifice de remplissage du moule avec précision.

Voilà

A bientôt !

 

[damy]

Un meilleur résultat pourrait être obtenu :
- En remplissant plus la masselotte ;
- En positionnant autrement le canal de coulée sur la pièce ;
- En plaçant dans le modèle des formes supplémentaires pour faciliter la coulée ;
- En éclairant mieux la zone de travail ; lors de la coulée, le bronze est éblouissant et il est difficile de viser l'orifice de remplissage du moule avec précision.

Voilà

A bientôt !

Je vois toutes ces propositions pertinentes au niveau du moulage !
bravo et merci pour l'expérience .

 

[electroremy]

Je vois toutes ces propositions pertinentes au niveau du moulage !
bravo et merci pour l'expérience .

Il faut remercier les fondeurs de l'association des amis de la forge de Montagney

On pense qu'il aurait fallu faire la couler par le dessous ou "en cornichon" par le côté

Sur la pièce le principal défaut c'est au niveau du dessus des pâles qui sont incomplètes : il y a un arrondi au lieu d'un angle - mais c'est rigollot car chaque pale a été arrondi de la même façon, c'est presque une finition "automatique"

La solution aurait été de coller des "picots" en polystyrène au dessus de ces extrémités de pales... mais on contrevient un peu au principe et à l'intérêt du procédé qui est de ne pas avoir de retouches ou de parties à retirer.

Après ça reste un test "amateur", le produit de poteyage adapté est sûrement différent de celui qu'on a utilisé, et son épaisseur est mieux contrôlée. Le métal en fusion doit être bien fluide. La vibration du sable est aussi faite de façon plus contrôlée.

Et surtout, l'inconvénient est que le modèle est perdu, donc il faut construire autant de modèles en polystyrène que l'on veut de pièces finales. Si le modèle est difficile à fabriquer, ça limite l'intérêt sauf à disposer de moyens conséquents pour produire ces modèles en quantité.
Mais il est possible, comme je l'ai montré, de faire le modèle en plusieurs parties que l'on colle.
Car l'avantage de la fonderie traditionnelle, c'est qu'on peut couler autant de pièces que l'on veut à partir d'un seul modèle, il suffit de réaliser le moule en sable à partir du modèle avec soin.

Bref, la technique "à mousse perdue" est intéressante pour certains type de pièces mais pas toutes, à évaluer au cas par cas.

 

[damy]

Le moulage en sable est une technique ,l'humidité du sable ,les éléments a ajouté pour son remplissage "coulée et masselottes" ainsi que des évents pour le dégazage . cela me fait un retour en arrière (année 70) lors de mon apprentissage.

 

[SEVEN40]

Bonsoir
Merci pour ce reportage, ça donne envie de faire de la fonderie tellement je trouve ça esthétique!
Chapeau!

 

[philippe36200]

bonsoir à tous, bonsoir electroremy
Tu pouvais mouler ton hélice en coulée cornichon comme sur la pièce jointe
Le type de moulage de la pièce s'applique pour un modèle bois. Tu fais la même chose en polystirène extrudé et là pas besoin de démoulage du modèle
Par la coulée en cornichon qui sera déportée de ton hélice, le métal se répartira plus uniformément dans l'empreinte, pas de défaut de retassure dans la pièce, la masselotte ( de bonne dimension) que tu positionneras sur le dessus de ton hélice permettra aux gaz de s'échapper et justement éviter les retassures. La masselotte se trouvant bien sûr à la place de ton entonnoir et de ta descente de coulée
Une chose, si tu le veux bien, j'aimerais connaitre la nature et la composition de ton sable. Peut être de la silice ???. Il permet d'obtenir des pièces d'un bel aspect extérieur
Bonne réussite

 

[Dodore]

Je n’ai jamais fais de pièces en coulée par contre je suis sidéré de ce qu’on peut obtenir
j’ai appris , il y a peu de temps , que la coulée a la cire perdu ,en fait c’est souvent du polystyrène expensé , , , que la forme étaient assemblee pour avoir la pièce modèle
tout ce préambule pour dire que j’ai vu sur le forum que cette pièce modèle était recouverte d’une couche de.. ( je ne sais plus) pour avoir un beau fini

 

[fay]

bonjour , je trouve votre cet essai très instructif , l'intérêt c'est qu'il n'y a pas de liant a la silice et par rapport a la cire , il n'y a pas besoin d'étuver . l'idéal serais de pouvoir imprimer des modèles en mousse , ça viendra sûrement . pour la couche a mettre avant sur les modèles , j'ai posé la question a mon paternel qui bossait dans une fonderie qui utilisait cette technique dans les années 90 , il ne se rappelle plus du nom exact mais ce serais une sorte d'argile liquide de type kaolin . bonne journée

 

[greg_elec]

Et pourquoi pas usiner la pièce à la CNC ? en plusieurs parties collées

 

[Dodore]

Deux remarques
il me semble bien que c’est en plusieurs parties collées , d’après ce que j’ai lu sur le forum ( est-ce que j’ai tout compris) les blocs moteurs sont quelquefois , et de plus en plus souvent , fais de cette façon
la pièce modèle est faite en plusieurs morceaux de polystyrène , moulés séparément , qui sont assemblées pour faire la pièce modèle
usiner du polystyrène en cn je ne sais pas si ça va bien
edit est-ce que tu as essayé , par exemple , de scier du polystyrène ?

 

[fay]

je bossais pour une fonderie qui est maintenant fermé , leurs atelier de modelage avait été transformé pour usiné des modèles a la cn , en plusieurs parties si besoin . un modèle par pièce . le boulot des modeleurs consistait a assembler les bouts , a raccorder , a faire du ponçage . c'était de la grosse voir très grosse pièce en acier .

 

[Dodore]

Dommage que ça a été fermé . J’aurais bien aimé savoir comment il usinait du polystyrène

edit
bon ben le poystyrène ça s’usine
sur la deuxième vidéo je n’ai pas compris comment ils font pour avoir les chiffres , je pesais que c’était decoupé mais je vois que c’est pas tout à fait ça

Technique découpe polystyrène, finition brute, peinte, résinée, surfacée

Il existe 2 grandes familles de polystyrène : expansé (billes) ou extrudé (mousse). Différentes densités sont proposées de 15kg/m3 à 40 kg/m3.

volumevent.com

 

[damy]

A l'époque de mes culottes courtes dans les centres aérés ,ils étaient munis de ce genre d'appareil "inoffensif" pour nos mains ravageurs

 

[enguerland91]

La mise en forme d'une pièce en polystyrène EXPANSE se fait IDÉALEMENT par moulage. Avant expansion il se présente sous forme de billes transparentes qui s'expansent avec un chauffage à la vapeur d'eau par exemple. Il ne faut pas confondre le Polystyrène EXPANSE (les plaques blanches en GSB qui s'éffrittent facilement) avec le PS EXTRUDE que l'on voit sur ces vidéos (plaques bleues ou vertes en GSB)
Sur la dernière vidéo on voit une mousse beige. j'espère qu'il ne s'agit pas de mousse de PU car si on découpe celle-ci au fil chaud il se dégage un gaz MORTEL

 

[sangten]

bonjour à tous

Ca se fait maintenant à la résine perdue. Imprimé en 3D avec des filaments spécifiques, et procédé similaire.
Ne m'en demandez pas plus, je n'y connais rien.

 

[fay]

de mémoire , ils usinaient avec de outil plein de picots , un peu comme des râpes . pour ma part je le faisait avec des palettes en cp dur ep 10 mm montées sur un support fendue a 10 qui se prenait au mandrin ou sur un manche pour le tournage . ces palettes pouvaient êtres faites a la forme finale selon les cas . on collait du gros papier de verre sur la tranche des palettes . la tranche était amenée a une forme bombu . c'était pas du numérique , on travaillait a la volé en butée sur des guides a la forme

 

[Dodore]

J’avais entendu parler de « moulage » de découpe au fil chaud
je sais maintenant que ça peut d’usiner, je pense quand même qu’il faut un polystyrène spécial
par contre la découpe en 3 D comme sur la video que j’ai mise plus haut je ne comprends pas comment c’est possible , avec un fil chauffant (@damy attention ça brûle) on coupe de part en part , je ne comprends pas comment ils font de la découpe pour faire leur lettre

 

[Dodore]

mousse de PU

C’est quoi le PU ?

 

[enguerland91]

C’est quoi le PU ?

POLYURÉTHANE

 

[rabotnuc]

Poly Urethane
edit : devancé

 

[fay]

un petit exemple du polystyrène qui est utilisé en modelage . c'est du classe 5 , assez dense . c'est des chutes qu'il me reste des modèles qu'on faisait au ruban , lapidaire , tour et défonçage , en plusieurs bouts assemblés

 

[Alex31]

par contre la découpe en 3 D comme sur la video que j’ai mise plus haut je ne comprends pas comment c’est possible , avec un fil chauffant

c'est quoi le PB
si c'est l'image à la fin qui pose PB, c'est simplement après la découpe, ils ont fait coulisser les chiffres dans l'épaisseur

*

 

[Dodore]

Oui ça paraît plus normal , mais pourquoi ils disent « découpe 3 D »

 

[Alex31]

Oui ça paraît plus normal , mais pourquoi ils disent « découpe 3 D »

tu as raison c'est une découpe 2D

mais
c'est une vidéo de démonstration d'une entreprise de découpe, probablement à destination de ces clients

au début de la vidéo,, on voit le logiciel et l'indication découpe 2D (en haut à gauche)
effectivement la découpe est en 2 Axes
la 3ème dimension est donné par l'épaisseur

l'utilisation du terme 3D est par abus/simplification

 

[electroremy]

bonsoir à tous, bonsoir electroremy
Tu pouvais mouler ton hélice en coulée cornichon comme sur la pièce jointe
Le type de moulage de la pièce s'applique pour un modèle bois. Tu fais la même chose en polystirène extrudé et là pas besoin de démoulage du modèle
Par la coulée en cornichon qui sera déportée de ton hélice, le métal se répartira plus uniformément dans l'empreinte, pas de défaut de retassure dans la pièce, la masselotte ( de bonne dimension) que tu positionneras sur le dessus de ton hélice permettra aux gaz de s'échapper et justement éviter les retassures. La masselotte se trouvant bien sûr à la place de ton entonnoir et de ta descente de coulée
Une chose, si tu le veux bien, j'aimerais connaitre la nature et la composition de ton sable. Peut être de la silice ???. Il permet d'obtenir des pièces d'un bel aspect extérieur
Bonne réussite

Voir la pièce jointe 730485

Oui c'est que Daniel le fondeur retraité m'a dit - mais je n'avais pas le temps de refaire le modèle

 

[electroremy]

Pour répondre aux autres questions :

- mon modèle est en polystyrène extrudé, en plusieurs parties collées avec de la colle à bois ; poncer les surfaces à coller avec du gros grain, utiliser de la colle rapide et multiplier les temps de pressage et de séchage par 5

- le sable utilisé est de la silice blanche, très fluide

- l'enduit dans lequel on a trempé la pièce est le même que pour les noyaux sables, à base d'alcool ; d'ailleurs j'aurais dû enduire la pièce en entier c'est à dire y compris le cône et le canal masselotte ça aurai été mieux (sauf bien sûr le dessus)

- je conforme que le polystyrène extrudé peut très bien se scier, se percer... il faut des outils neufs bien coupants ; autre astuce avec le polystyrène extrudé : on peut assembler facilement des pièces avec des vis à bois (vis aggloméré), c'est de cette façon que j'avais réalisé mon caisson isolant thermique pour imprimer de l'ABS avec ma Prusa I3 MK2s : https://www.usinages.com/threads/coffret-isolant-pour-prusa-i3-mk2s-pour-imprimer-de-labs.114688/

- je confirme aussi que le polystyrène extrudé peut très bien s'usiner avec une fraiseuse CNC, il faut des outils bien coupant (neufs), c'est ce qu'on faisait à l'AIP dans mon université, cela permettait d'usiner rapidement et pas cher une forme pour valider un programme, avant d'usiner de la "vraie" matière

Je ne savais pas que la découpe de mousse PU au fil chaud était possible mais qu'elle dégageait un gaz très dangereux, bon à savoir, et à éviter donc.

Justement en parlant de fumées et de gaz dangereux, j'ai réalisé un établi avec aspiration qui est très utile :

Etabli d'intérieur ergonomique pour laser, impression 3D...

Bonjour, Les techniques « de fablab », c’est-à-dire l’impression 3D FDM, l’impression 3D SLA, la découpe laser, le post traitement des pièces (acétone smoothing, rinçage des pièces SLA) sont fortement émissives de fumées et de vapeur nocives. C’est aussi le cas de certains outillages « de...

www.usinages.com

Avec mon établi, j'ai pu faire mes découpes à fil chaud sans odeurs.

A bientôt