Chap4 - Systeme D Alimentation v2017 [PDF]

Zitiervorschau

MECA3-IP / ECO-(Partie1) Etude & Conception d’outillages – Partie 1 Chapitre 4 : Outillages pour le moulage en sable – Le Système d’alimentation F. Mzali ENIM, 2017

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Contenu 1. Système d’alimentation 2. Les 3 règles d’alimentation 3. Expression du temps de solidification 4. Règle des modules 5. Règle des rayons d’action 6. Règle des retraits

7. Etudes de cas 2

Système d’alimentation Rôle du système d’alimentation : Alimenter l’empreinte en métal liquide afin de compenser la perte de volume due au retrait à l’état liquide et la contraction de solidification. Il est composé de masselottes et de cols de liaison, ainsi que de refroidisseurs ; Masselotte 1 Col de liaison

Masselotte = réserve de métal liquide

Système de coulée

Masselotte 2

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Les trois règles d’alimentation 1- Règle des modules : le temps de solidification d’une masselotte doit être supérieur au temps de solidification de l’élément de pièce adjacent 2- Règle des rayons d’action : Le rayon d’action d’une masselotte doit être supérieure à la distance sur laquelle elle doit compenser le retrait (longueur de la zone à alimenter) 3- Règle des retraits : le volume des masselottes doit compenser à l’état liquide et pendant la solidification, le retrait volumique de l’alliage coulé

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Temps de solidification Cas d’un moule non permanent • Dans le cas d’un moule peu conducteur, la cinétique est contrôlée par le transfert de chaleur au sein de ce moule. Métal (forte conductivité)

Moule en sable (faible conductivité thermique )

Transfert de chaleur au sein du moule

ts= Bs ·(V/A)² = la loi de chvorinov ts= Bs ·M²(p) avec M(p)= (V/A) : module géométrique de la pièce

Avec : Tp : température de coulée; Tm : Température du solidus

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Temps de solidification Cas d’un moule permanent Dans le cas d’un moule conducteur de la chaleur, la cinétique est contrôlée par l’échange thermique (coef h) entre le moule et le métal : Métal fondu Tp Tm

Moule permanent Transfert de chaleur à l’interface moule – métal :

 Loi de Chvorinov en moule permanent

ts= Bs ·M (p) M(p): module géométrique d’une partie de la pièce

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E Thermique / moule permanent Modules géométriques de formes simples

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Etude Thermique Coefficient de forme et module thermique • L’étude précédente suppose un transfert de chaleur à travers une paroi plane : les lignes de flux sont parallèles entre elles et perpendiculaires aux faces planes. pièce plan dont deux dimensions sont infiniment grandes

• Pour des corps convexes (ou concaves), le flux est divergent (ou convergent), donc le refroidissement est accéléré (ou diminué): Corps convexe

Corps concave

𝑡𝑠 = 𝐵𝑠 ∙ 𝑀′2 avec : 𝑀′ = 𝜔 ∙ 𝑀 Où 𝜔 est le coefficient de forme et M’ : module thermique 8

Etude Thermique Coefficients de forme de corps convexes

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Etude Thermique Coefficients de forme de corps concaves (noyaux) Avec : (e’=2M’) M’: module thermique

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Règle des modules La masselotte doit se solidifier après la dernière partie solidifiée de la pièce : ts (masselotte) > ts(pièce) D’après la règle de Chvorinov : Bs * M² (m) > Bs * M² (p) (cas de formes simples) 1) Lorsque Bs (m) = Bs (p) (pièce et masselotte dans le même sable)

M(m) ≥ C * M(p) pour obéir à ts (m) > ts(p) (C : Coef. de masselotage)

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Règle des modules 2) Lorsque Bs (m) > Bs (p) (la masselotte est recouverte d’un isolant thermique) M(m) < M(p) peut aussi permettre d’obéir à ts (m) > ts(p)

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Règle des modules Valeurs du Coefficient de masselottage:

• Masselottage en bout: 1.20