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OBJECTIFS L’étudiant doit être capable de : ➢ Différencier les procédés d’obten

OBJECTIFS L’étudiant doit être capable de : ➢ Différencier les procédés d’obtention des bruts des procédés d’obtention de pièces finies ➢ Connaître, pour chacun des procédés étudiés o les principes o les possibilités o les domaines d'application o les principales variantes ➢ Choisir un parmi plusieurs procédés d’obtention pour une pièce de caractéristiques et de matériau donné. CONTENU II.1- CLASSIFICATION ET CHOIX DES DIFFERENTS PROCEDES II.2- MOULAGE II.3- FORGEAGE II.4- METALLURGIE DE POUDRES II.5- SOUDAGE II.6- DECOUPAGE ET POINÇONNAGE II.7- EMBOUTISSAGE II.8- PLIAGE, CINTRAGE ET FLUOTOURNAGE II.9- MISE EN OEUVRE DES PLASTIQUES II.10- MISE EN OEUVRE DES CERAMIQUES RÉFÉRENCES PRINCIPALES Réf. 1- Chevalier A. « Guide du dessinateur technique », Hachette, 2004. Réf. 2- Fanchon, J.L., « Guide des Sciences et Technologies Industrielles », 1994 Réf. 3- Trotignon, J.P. et al., « Productique », Éditions Nathan, 2002 PROCÉDÉS D'OBTENTION DES PIÈCES BRUTES CHAPITRE II Technologie de Fabrication (S.T.I.)- Chapitre : Procédés d’obtention des pièces brutes page 2 Hédi Chtourou –Ph.D. /M.C. - © 2015  CLASSIFICATION ET CHOIX DES DIFFERENTS PROCEDES ➢ Éléments du choix d’un procédé de fabrication ▪ Nature du matériau : Puisque chaque procédé fait intervenir un ou plusieurs modes de déformation et/ou de transformation, les propriétés mécaniques et métallurgiques du matériau à transformer influencent grandement le choix du procédé de fabrication. Exemples : ………………………………………………………………………………………………………………..………………….. ▪ Aspects économiques : Certains procédés sont plus adaptés aux grandes séries et deviennent très peu économiques en cas de production unitaire et ce, à cause du coût élevé de l’outillage spécifique qu’ils utilisent. Exemples : ………………………………………………………………………………………………………………..………………….. ▪ Aspects technologiques : Certaines opérations de fabrication peuvent être réalisées par plus qu’un procédé, le facteur tranchant devient alors les caractéristiques finales désirées comme la précision ou l’état de surface. Exemples : ………………………………………………………………………………………………………………..………………….. ➢ Classification sommaire des procédés de fabrication façonnage / déformation assemblage en barre FORGEAGE, MOULAGE, …. en feuille DECOUPAGE, EMBOUTISSAGE, PLIAGE, … en poudre céramiques plastiques INJECTION, SOUFFLAGE, … SOUDAGE métallique non métallique Matériau des pièces brutes SOUDAGE USINAGE des pièces finies Procédés de fabrication PRESSAGE/FRITTAGE, …. Technologie de Fabrication (S.T.I.)- Chapitre : Procédés d’obtention des pièces brutes page 3 Hédi Chtourou –Ph.D. /M.C. - © 2015  MOULAGE ➢ Description générale ▪ Principe : Consiste à faire …………….. le métal pour ensuite le …………….. dans des moules où il se ……………………..…….. pour constituer une pièce reproduisant le contour de l'empreinte du moule. ▪ Types : Selon la nature du moule on distingue :  Le moulage en moule permanent : On l’appelle également moulage en coquille (moule en acier). Il est utilisable pour des matériaux …………………….….. et ……………….….. volume de production.  Le moulage en moule non permanent : Utilisable quand il est impossible d’utiliser le premier type soit à cause de la nature du matériau (…………….. ) ou à cause du volume de production (……………..……………..) ou aussi à cause du volume de la pièce (……………..……………..). ▪ Choix du matériau approprié : Un métal approprié à la fonderie devrait posséder de bonnes ……………………….. et ………………………… ainsi qu’un faible …………………. Parmi ces matériaux on peut citer: les fontes grises et malléables, les aciers, le cuivre ainsi que les alliages d'aluminium et de magnésium. ▪ Avantages et limitations :  Possibilité d'obtention de formes particulièrement compliquées.  Défauts (retassures) et inclusions.  Nécessité d’un ………………………… pour éliminer les conduits d'alimentation et de coulée et pour améliorer ……………………………………………………………………………………………………………………………………. ➢ Moulage en moule non permanent …. Généralités ▪ Moulage en sable (en châssis et avec modèle) − Moule : Le moule est constitué d'un mélange de grains de silice (agent réfractaire), d'argile (servant de …………………………), de poudre de charbon (assurant la porosité du moule en se brûlant lors de la coulée) et d'eau. − Modèle : Le modèle a une forme similaire à la forme ………………………… de la pièce finale désirée à l'exception de certains détails qui seront présentés plus loin dans cette section. − Châssis : Une pièce à une seule surface de joint est généralement réalisée par le biais de deux châssis. Le cas échéant, des chapes (châssis supplémentaires) peuvent être utilisés. − Noyau : La forme ………………………… nécessite l'utilisation de noyaux placés dans le moule avant la coulée. Ces noyaux sont moulés en sable silico-argileux dans des boites à noyaux. − État de surface / Précision : Dépend surtout de la composition et de la granulométrie des sables de moulage alors que la précision dimensionnelle dépend de plusieurs facteurs dont l'ajustement des parties du moule, le positionnement des noyaux, … ▪ Autres variantes du procédé de moulage en moule non permanent − En grappe : Plusieurs moules sont assemblés horizontalement pour être coulés par le même système de remplissage. − En motte : Pour des pièces de petite taille, ce genre de procédé n'utilisant pas de châssis peut être envisagé. − Moulage avec trousseau : Similaire au premier sauf que l'empreinte est taillée dans le sable avec un trousseau sans avoir recours à un modèle (pièce de formes simples et petite série) − Moulage avec plaque modèle: Utilise un modèle sur une plaque facilitant sa manipulation automatique et ce dans le cas de la production sérielle. Technologie de Fabrication (S.T.I.)- Chapitre : Procédés d’obtention des pièces brutes page 4 Hédi Chtourou –Ph.D. /M.C. - © 2015 − Moulage en carapace (procédé Croning) :  Une carapace de 4 à 8 mm d'épaisseur, formée par agglomération de sable et de polymères thermodurcissables, est produite et ensuite introduite dans un moule soit comme empreinte ou soit comme noyau.  Ce procédé est envisagé quand une bonne précision est nécessaire. − Moulage avec modèle non permanent (cire perdue) :  Le moule réfractaire est constitué en une seule partie autour du modèle.  Ce dernier est ensuite éliminé par fusion ou par combustion soit avant ou lors de la coulée.  Ce procédé est utilisé quand la fabrication d'un modèle n'est pas économiquement justifiée ou quand la procédure de moulage est trop compliquée. − Autres: par centrifugation, en céramique, … ➢ Moulage en moule permanent (en coquille) …. Généralités ▪ Moule : La production de grandes séries de pièces en matériaux ……………………………….. justifie la fabrication et l'utilisation de moules métalliques permanents (appelés coquilles) ayant de grandes durées de vies. Ces durées de vies sont toutefois inversement proportionnelles à la …………………………… du métal coulé. ▪ Procédure : Les opérations fondamentales : moulage, remplissage, coulée et refroidissement, démoulage et éjection, sont généralement assurées par le moule qui devrait être …………………………… pour assurer une cadence industrielle. ▪ Principales variantes − Moulage par gravité : L'alliage liquide est tout simplement versé dans le moule métallique. Les noyaux utilisés peuvent être soit métalliques soit ……………… ( …………………………………………………….. ). − Moulage sous pression : L'alliage liquide est injecté sous pression (jusqu'à 1000 bars dans un …………………………… …………………………… …………………………… …………………………… …………………………… …………………………… Technologie de Fabrication (S.T.I.)- Chapitre : Procédés d’obtention des pièces brutes page 5 Hédi Chtourou –Ph.D. /M.C. - © 2015 laps de temps extrêmement court (0,1 seconde). La surpression a le même effet que les masselottes. Les noyaux utilisés ne peuvent être que ……………………. − Moulage par centrifugation: Le moule métallique ou en graphite est entraîné en rotation sur la machine à mouler avec une accélération de quelques dizaines de g. Cette technique permet d'éviter les ………………………………… et d'augmenter la ……………………de l'alliage. Elle permet aussi la réalisation de pièces en alliages composites centrifugés (par couches).Cependant la surface moulante doit être préparée avant chaque coulée. − Moulage en continu: Le métal fondu coule et se solidifie dans une filière refroidie. Ce procédé est utilisé en sidérurgie pour la production de produits …………………… à sections …………………… pleines ou creuses. ➢ Sables de moulage ▪ Généralités − Ils sont généralement constitués de sables siliceux ou de sables minéraux réfractaires additionnés de liants et d'adjuvants leur conférant des propriétés additionnelles. − Des enduits (à base de minéraux) sont également employés pour limiter la réaction moule - alliage alors que des isolants (talc) sont utilisés pour séparer les différentes parties du moule. − La masse des sables utilisés représente 5 à 30 fois la masse des pièces moulées d'où l'importance et la nécessité du ………………………………… . ▪ Propriétés − Perméabilité : Un sable de moulage devrait être perméable aux …………………… dissous dans le métal liquide coulé et qui s'en dissocient à la solidification. À ces gaz vient s'ajouter la vapeur d'eau se dégageant des sables eux-mêmes. À défaut de se dégager ces gaz restent emprisonnés dans le moule (donc dans le métal liquide et créent des soufflures). − Réfractairité : C'est cette propriété qui empêche les sables de se dégrader sous l'effet de la ……………………………………… . La dégradation en question peut se manifester par une fusion, un frittage, un ramollissement et même un collage au métal. − Cohésion : Cette propriété est indispensable pour éviter ………………………………… du moule lors du moulage, du montage, du transport et aussi lors de la coulée par effet d'érosion. C'est également grâce à la cohésion des sables que l'empreinte reste inchangée sous l'effet de la pression exercée par le métal coulé. − Plasticité: Cette propriété fait en sorte que uploads/Industriel/ proc.pdf