Conception d'un moule pour fonderie alu amateur

[Gwen1]

Bonjour,

C'est mon premier post sur le forum, que je consulte pourtant depuis longtemps. Pour me présenter très rapidement, j'aime beaucoup l'idée de fabriquer des pièces moi-même (ou à plusieurs, c'est encore mieux), et suis très curieux.
Je dispose d'une imprimante 3D (maison), et j'ai récemment fabriqué un four pour fondre de l'alu, très rustique, mais étonnamment efficace. Pour obtenir une pièce, je la conçois, imprime un modèle en 3D, fabrique un moule en 1 morceau avec un mélange plâtre de Paris/Sable autour, chauffe le moule pour faire fondre et évacuer le plastique du modèle, et enfin coule l'alu dedans.
Nous avons obtenu de belles pièces, mais aussi appris (à nos dépends à concevoir les pièces en vue de les couler grâce aux règles de conception glanées sur internet. Un autre aspect très important, mais sur lequel j'ai plus de mal à trouver des infos, est la conception du moule: positionnement de la pièce, et surtout placement et nombre des canaux d'alimentation et des évents.
J'ai une pièce particulière à réaliser, dont la géométrie ne se prête pas forcément à la fonderie, mais je n'ai pas le choix. Je souhaitais donc avoir votre avis (ou de la doc sur le sujet) concernant la conception du moule: je me demande ou placer les conduits d'alimentation et évents.

3D de la pièce en PJ, hauteur ~ 90mm, largeur 60mm.

Si je n'ai pas été clair, ou pour toute autre raison d'ailleurs, n'hésitez pas à revenir vers moi!
Par avance, merci.

 

[jetpack2013]

en tres simplifié la plus grosse masse en bas ,alimentation en bas de la piece masselote sur les partie massives,les events .....heu le plus possible ,voila

 

[Gwen1]

Bonjour Jetpack, merci pour ta réponse.
Si je comprends bien tu partirais sur un schéma comme çà, avec les admission en bleu et évents en rouge ?
Et éventuellement des masselottes sur les côtés au niveau de la concentration de matière importante. Je n'en ai encore jamais utilisé, je ne sais pas trop comment les dessiner et placer.

 

[jetpack2013]

bonjour
je ne suis pas non plus un expert je fond depuis une dizaine d'année en cherchant les infos dont j'ai besoin
ce que tu doit te representer c'est la solidification de ta piece
je verrais plus ta piece horizontale pour le coup
les masselotes il y a des formules de calcul un volume egal a celui de tes parties massives est bien (ou deux plus petites )
les events tu en mets le plus possible sans en mettre un tout les cm quand meme
prevois plus long sur tes parties fines sinon tu aura des defauts au bout
a mon sens ta piece vas criquer autour du trou rectangulaire (le retrait vas fissurer la piece dans les angles au refroidissement ) n'oublie pas de prevoir les cotes de ton modele plus grandes a cause du retrait (typiquement 1,015 ça le fait )
l'attaque de coulée en bas n'est pas obligatoire cela depend aussi comment tu as orienté ta piece
je "rajoute "toujours de la hauteur de coulée 15 /20 cm au dessus de la piece et je me debrouille pour que les parties fines de mes pieces soit alimentées en alliage chaud (de l'alimentation au fond de la piece l'alliage refroidit sur son trajet)
voila je ne suis pas un grand fondeur je me debrouille je pense que tu auras d'autres reponses plus léchées de plus spécialistes que moi ils sont nombreux sur le forum
bon courage et bonne reflexion

 

[jo69]

hello
A mon sens je ferai comme ceci pour l'alimentation , déjà la pièce couchée a l'horizontale pour raccorder directement la coulée principale a la toile épaisse qui comporte 4 trous
sur le fond, une remonté importante vers le haut partant du fond ou il y a les grands rayons qui sert aussi d'évent , les deux avec au sommet un gros cône en forme d'entonnoir pour charger lors du refroidissement et pour faciliter lors de la coulée un espèce de mouvement de va et vient du métal entre la coulée et la remonté. Sur les deux parties qui se terminent en pointe pareil deux remontés moins importantes se terminant aussi par un entonnoir important qui se remplierons par la descente de coulée principale au fur et a mesure de la coulée.Comme représenté sur ton dessin la hauteur de chute est trop importante et tu risque d'avoir de gros entrainement de sable et un refroidissement des parties fines mal dirigées
Ceci n'est qu'un avis
Ps peux tu nous indiquer le poids de ta pièce

 

[Gwen1]

Merci pour vos réponses!

Jo, pour être sûr que j'ai bien compris, tu préconises:
- pièce à l'horizontale
- 1 coulée principale au niveau de la 'toile épaisse' qui comporte 4 trous
- des remontées avec entonnoirs au niveau
* du 'fond' (partie arrondie au dessus de l'enlèvement de matière) * 2
* au bout des parties qui se terminent en pointe * 2

Et de couler de l'alu aussi dans les entonnoirs des remontées connectées au fond de la pièce ? (c'est cette partie que je n'ai pas bien comprise)

Le poids de la pièce, en prenant une masse volumique de l'alu de 2.7g.cm-3 est de 132g.

 

[serge 91]

Bonjour,
Tu dis que tu n'as pas le choix, pourquoi?
Sachant qu'une piece de fonderie nécessite toujours une reprise des surfaces fonctionnelles, si comme je le pense, le passage rectangulaire fait un guidage, il faudra le reprendre!
Les perçages, pas la peine de les prévoir, ils sont à faire après!
Les angles vifs, en fonderie, ça se fait pas.
Donc, quel usage?, quelles surfaces fonctionnelles sur la piece finie?

 

[Gwen1]

Bonjour Serge,

Cette pièce à pour but d'être installée sur des poteaux (en haut) bordant un escalier, et de tenir une 'languette' souple qui fait toute la longueur de l'escalier (d'où le passage). Après fonderie, je la reprenderai à la main pour:
- amener les alésages au diamètre final. Ici les trous ne servent qu'à positionner les alésages finaux
- avoir un état de surface meilleur que le brut de fonderie
Je n'ai pas de surfaces assez 'fonctionnelles' pour nécessiter un usinage, que je souhaite d'ailleurs éviter.

Cependant, j'entends ta remarque, que je mets en application quand j'ai besoin de pièces à usage mécanique, et ayant des côtes fonctionnelles. Je sais qu'ici, le passage est le point critique, mais je veux quand même essayer, car je n'ai pas de moyen d'usinage à disposition facilement. Tu penses que des raccords arrondis dans les angles du passage aideraient ?

 

[serge 91]

Re,
Les angles vifs, aussi bien saillants qu'intérieurs, deux problèmes.
1/ à la coulée le métal y arrive pas,( c'est pas de l'eau!)
2/ à la solidification, déformation, amorce de ruptures, etc
Donc, essayes de reconcevoir ta piece avec des arrondis "partout", dans la mesure du possible.
On doit pouvoir faire de telle sorte qu'il n'y ait rien à reprendre (sauf les alésages)

Question, a quoi servent les 4 trous dans le fond, ça m'interpelle?

 

[jo69]

Bonsoir
Gwen 1
Non on ne coule que dans la descente principale les autres ne servent qu'a, comme je te l'expliquais mal peut être,qu'a servir de réservoir pour charger la pièce dans son ensemble et a créer un mouvement d'aller retour pendant la coulée (imagine que tu lèves une épaule après l'autre avec a la main une bassine d'eau ) "ce n'est pas en mode moqueur!!"Cette pièce est petite,au dessin je la voyais plus grosse.
bonne soirée

 

[Gwen1]

Bonjour à tous,

Merci pour vos réponses, je vais partir là-dessus et vous tiendrai au courant de ce qu'aura donné la coulée. COmme je ne vais pas la faire dans les jours qui viennent, si vous avez d'autres remarques/questions d'ici là, n'hésitez pas!

 

[Gwen1]

Et pour répondr à la question de Serge, les 4 perçages servent à bloquer la languette

 

[Gwen1]

Bonjour,

Après discussion avec des modeleurs, ils m'ont proposé une autre configuration de moule que celle préconisée par Jo. Je l'ai schématisée rapidement sur l'image ci-dessous (pièce à l'horizontale, en rouge les admissions, en bleu les évents ). Qu'en pensez vous ?

 

[Desavo]

bonsoir

pour moi par expérience des bulle d'air va ce produire ver les pointe de ta pièce,

je le ferrait comme sa :

et encor si ta couler est pas en conpression ( injection par compression du metal fondut ),il ce peut que tu te trouve avec des manque de matière,
le mieux est des faire des évent le plus possible,et en arriéré l'évent de l’alimentation en rouge rajout en un au milieu.

bon courage a plus Daniel

 

[Gwen1]

Merci Daniel!
Malheureusement, il n'y aura pas de compression, je ne maîtrise pas cette technique dans ma cour : )

 

[jo69]

Hello Gewen 1
Ta configuration de coulée me plait mieux mais je vois un point qui me chagrine tu attaques des deux coté a partir de ta descente de coulé or au niveau de la jonction du métal dans la partie épaisse il va y avoir des turbulences et des risques de refroidissement différentiels provoquant des bulles et des rotassures, sur l'images modifiée du post de daniel 18 je supprimerais l'alimentation de la partie gauche remplacée par une remonté direct en surface du moule avec un bon entonnoir pour stocker du chaud,cet entonnoir favorisant l'évacuation de l'air pendant le remplissage du moule
Il serait bien que les évents des pointes soient aussi pourvu d'entonnoir pour charger les pointes.Il te faudra surement couler avec une température élevée pour avoir une bonne venue de tes pièces.
bonne réalisation
jo

 

[Gwen1]

Merci Jo,
Je n'avais pas pensé à cette non-homogénéité du métal au niveau de 'la rencontre' des deux alimentations.
Vous pensez qu'une seule alimentation sur le côté sera suffisante pour remplir correctement tout le moule ?

 

[jo69]

hello
Oui si elle est bien dimensionné ni trop grosse ni trop petite mais pour 180 grs un tube écrasé sur un coté pour le rendre patatoïde de 20x25 devrait suffire
cordialement

 

[Gwen1]

Bonjour à tous,

J'ai fini d'imprimer mes modèles, je vais bientôt faire les moules, mais la coulée n'aura pas lieu avant mi-juillet.
D'ici là, pour patienter, je poste des photos du process pour une ancienne réalisation.
Si vous avez de remarques, questions, ..., n'hésitez pas!
A+
A+

 

[Kesuny]

C'est bien sympas ces coulée, l'état de surface est plutot propre , parcontre ca fait pas un peut lourd pour un chariot d'imprimante 3D?

 

[Gwen1]

Salut Kesuny,

Pour l'état de surface, les surfaces fonctionnelles ont bien sûr été usinées. Mais pour les autres, en utilisant du sable très fin, l'état de surface est assez bon, on distingue nettement les couches déposées en impression 3D. Et avec un polissage, on obtient un bon rendu (voir photo).
La pièce est en effet destinée à être montée sur mon imprimante. Mais elle va être percée/taraudée de partout (donc bien allégée) pour pouvoir monter au choix l'extrudeur, un laser ou une dremel : ). Mais avant, je vais faire un petit axe actionné manuellement avec la manivelle sur la photo.

A+

 

[Kesuny]

Perso pour le moment je fait la mienne uniquement avec de la pièce imprimer en 3D le gain de poid est énorme, apres je fait une architecture de type Core XY ou on doit réduire le plus possible l'inertie pour aller le plus vite possible sans problème

 

[jetpack2013]

juste pour répondre a ce qu'a dit jo :j'ai toujours été emmerdé avec des trop grandes temp de coulée c'est toujours a cause de ce parametre que mes pieces sont sorties avec des soufflures des bulles et des criques ,ma methode vaut ce qu'elle vaut mais elle marche je fond je decrasse dans le four je sort le creuset (rouge clair) je laisse refroidir jusqu'au presque noir et je coule mesuré au thermocouple je suis a 700/750 ° et la c'est tout bon (mon creuset est en inox )

 

[Gwen1]

Merci pour le retour jetpack.
J'étais parti pour couler le plus chaud possible pour maximiser les chances de remplissage du moule.
Je crois que je vais rester là dessus, n'ayant jamais eu de souci tels que tu les décris. Peut-être aussi que c'est parce que mon four ne monte pas aussi haut en t°. Je n'ai jamais eu le matériel à disposition pour la mesurer ...

 

[jo69]

quand je disait le plus chaud possible je me suis exprimé comme un bourrin en effet il ne faut pas monter a plus de 790 et la coulée doit avoir lieu au environ de 720 a 750 degré sinon selon le type d'alliage on surchauffe et c'est pas bon car on brule certaine composante du métal et on a plus de chance de gazer.
on peut aussi préchauffer le moule au chalumeau a gaz.

 

[jetpack2013]

le thermometre digital (couple k ) que j'utilise m'as couté 10 euros et la sonde 20 c'est pas un bien gros budget, comme dit jo le prechauffage du moule y fait beaucoup aussi

 

[Gwen1]

Super, je pensais que c'était bien plus cher.
Je vais en acheter, j'ai plein d'autres applications en tête -> la température est très souvent un paramètre important en physique/mécanique

 

[Charly 57]

Bonjour

Quel type de matière utilises tu pour faire tes modèles avec l'imprimante 3D ?

Merci

 

[Gwen1]

Bonjour Charly,

J'utilise indifféremment du PLA ou de l'ABS, sachant que le PLA fond à plus basse température, ce qui est utilise pour l'évacuer du moule (étape toujours pénible...). Donc en général PLA, mais l'ABS permet avec un traitement à la vapeur d'acétone très facile à réaliser, d'obtenir des pièces lisses ('gommant' les couches d'impression 3D), donc si je veux un rendu lisse en brut de fonderie, j'utilise de l'ABS.
D'ailleurs, j'en profite: si quelqu'un à des suggestions pour un matériau imprimable qui s'évacue facilement des moules, je suis preneur !

 

[Precis84]

le thermometre digital (couple k ) que j'utilise m'as couté 10 euros et la sonde 20 c'est pas un bien gros budget

Salut jetpack
Tu n'aurais pas 1 lien par hasard ? car j'ai rien trouvé de pas cher ( en dessous d'une centaine d'€ ).
Merci
claude