Maison de maître XVIIème
Chapelle Saint Eloi 1785
Maisons de maître
Cheminée d'affinage 1785
Etang de la Hunaudière 14ha
Fenil et grandes écuries 1785
Maison de maître de 1825
Pont des bourbiers
Vue d'ensemble
L'étang de la Hunaudière

Bienvenue sur le site officiel des Amis des Forges de la Hunaudière

05-07-2022

Traduction

French English German Italian Portuguese Russian Spanish

 

 

Diverses techniques


En fonction des métaux que l’on va utiliser il existe plusieurs techniques que l’on pourra utiliser.

Pour les métaux ayant des températures basses (aluminium, zinc, cuivre, zamac, …), il sera possible d’utiliser des moules permanents en acier ou en fonte.
Pour les métaux qui ont des températures de fusion plus élevées, on utilisera des techniques avec des moules non permanents : moulage au sable ou moulage à la cire perdue.

  • Moulage avec moules permanents

Cette technique est appelée moulage en coquilles. Dans ce cas le moule est constitué de 2 coquilles en acier ou en fonte. L’empreinte en acier plus noble, traitée thermiquement, détermine la forme de la pièce finie. Le métal en fusion est injecté par gravité ou sous pression sous forme liquide.

  • Moulage avec moules non permanents

Dans le cas de moulage avec des moules non permanents, il existe 2 techniques relativement similaires :

  • Le moulage à la cire perdue
  • Le moulage au sable

Moulage à la cire perdue


Cette technique, appelée aussi fonderie de précision, elle ressemble à la technique du moulage au sable qui sera expliquée plus loin, avec l’avantage d’avoir une meilleure précision.
Le modèle de la pièce à reproduire est réalisé en cire. Il existe différente façon de faire ces modèles en fonction du nombre de pièce à produire. Les modèles en cire sont regroupés en grappe, les éléments servant au regroupement servent ensuite de canaux d’alimentation du métal. Cet assemblage est plongé plusieurs fois dans un bain appelé barbotine, puis recouvert de sable réfractaire afin de former une couche suffisamment résistante pour supporter la coulée du métal. L’ensemble est placé dans un four pour éliminer la cire, puis cuire la céramique. Enfin, le métal choisi est coulé dans le moule ainsi formé, puis le moule est cassé et les pièces séparées de la grappe.

Moulage au sable


Cette technique, pratiquée dans la région de Châteaubriant, depuis le XVIIème, est toujours en activité, elle a bien sur évoluée au cours des siècles.


Plusieurs éléments sont nécessaires pour cette méthode :

  • Le sable
  • Le modèle

 

Le sable


Le sable utilisé anciennement dans les fonderies de la région était du sable argileux que l’on trouvait sur place (Carrière des fusillés de Châteaubriant par exemple), ce sable a été utilisé jusque dans les années 1960. Pour prendre la forme du modèle, il fallait que le sable soit légèrement humide ce qui interdisait une coulée immédiate et rendait nécessaire son séchage. Dans les années 1950-1960, les moules étaient mis dans une étuve durant une nuit pour les faire sécher, et le matin on pouvait couler le métal en fusion dans ces moules.


Aujourd’hui le sable provient des carrières de la région de Fontainebleau, il est extrait nettoyé et calibré, ainsi le sable utilisé dans les fonderies de la région est du 55-60 c’est-à-dire qu’il a 55 à 60 grains de sable par mm3 et que ces grains sont de même grosseur, mais pour que les grains se tiennent les uns aux autres il est nécessaire de mélanger ce sable avec un composant, on va alors mélanger se sable aves une résine à raison de 1/100 du poids de sable et ensuite avec un catalyseur à raison de 0,5/100 du poids de sable qui provoque la polymérisation et le durcissement du sable. Une fois le mélange effectué on ne dispose que d’un temps réduit pour que le sable reste utilisable (de l’ordre d’1/2 heure variant en fonction de la température), passé ce délai le sable devient dur. On peut utiliser ce sable, avant le durcissement, pour faire des noyaux ou remplir des moules pour des pièces de quelques kilogrammes à plusieurs tonnes. Il existe plusieurs sables : les sables à résines furaniques, les sables à résines phénoliques (procédé Alphaset) et des sables à résines polyuréthanes (procédé Pepset) …


On peut aussi utiliser du sable siliceux à l’huile. Ce sable permet d’obtenir un très bon aspect de surface, Ce sable à vert permet aussi une grande précision dimensionnelle et une fidélité très importante du modèle et entre autres du contour. Son inconvénient est que ce sable reste toujours semi rigide et par conséquent limite son utilisation à des pièces de 80 kg environ.

Pour la réalisation des noyaux il existe plusieurs techniques :


Le procédé croning permet la réalisation de noyau avec un mélange de sable et de résines spécifiques croning dans un outillage chauffé.


Le procédé moulage boîte froide utilise du sable siliceux mélangé à deux résines différentes et un gaz (CO2) et qui fait durcir l’ensemble rapidement.


Le procédé boîte chaude, le sable est mélangé à une résine et un catalyseur puis injecté dans la boîte à noyau, généralement réalisée en fonte pour résister aux températures de 200 à 300°C. Le noyau est extrait avant sa prise totale et fini de prendre à l’air libre.


Le procédé à prise chimique, le sable est mélangé à une résine puis un catalyseur qui va permettre à la résine de durcir et de prendre au bout d’un certain temps.

 

Les modèles


Le modèle donne la forme de l’objet à reproduire, il doit intégrer un certain nombre de contraintes

Le retrait du métal

  • Il faut prendre en compte le fait que l’empreinte que laisse le modèle dans le sable va être remplie de métal en fusion qui, en refroidissant, va se rétracter. Il faut donc que le modèle soit légèrement plus grand que la pièce finie.
    Ainsi à titre d’exemple une barre en aluminium dont la dimension finale est de 30 cm, devra être coulée dans un moule ayant 30,05382 cm de longueur. (Coefficient de dilatation de 23 10-6) pour avoir la dimension voulue au refroidissement.
    Autre exemple une barre de bronze de dimension finale de 30 cm devra être coulée dans un moule de 30,06195 cm. (Coefficient de dilatation de 17,5 10-6) pour obtenir la dimension souhaitée après refroidissement.
    Ces valeurs sont données à titre d’exemple et ne concerne que la dilatation linéaire. Pour rendre plus facile la réalisation des modèles, et éviter des calculs fastidieux, il existe des mètre ruban à retrait ou des règles à retrait, intégrant directement le retrait du métal.
    Les métaux sont soumis aussi à des dilatations volumiques.

Le plan de joint

  • La réalisation de l’empreinte pour reproduire un objet nécessite 2 moules, un moule inférieur et un moule supérieur, avec un plan commun, le plan de joint. Il faut pouvoir retirer le modèle et laisser l’empreinte libre pour la remplir de métal en fusion. Ce plan de joint peut être plat dans le cas le plus simple, mais il peut être de forme tourmentée dans beaucoup d’autres cas. (Voir exemple).
  • Ainsi lorsque l’on veut reproduire une pièce qui ne possède pas de surface plane, il va falloir réaliser un premier moule appelé « fausse partie » sur laquelle on va rechercher le plan de joint. Et ensuite, à partir de cette fausse partie, on va réaliser le moule inférieur et le moule supérieur.

Les dépouilles et contre dépouilles

  • Le modèle doit pouvoir être retirer du sable, sans arrachement, tout en garantissant que son empreinte ne sera pas touchée. Pour ce faire, il faut que le modèle possède de la dépouille (voir schéma 1). Autant cela peut être simple pour certaines pièces, pour d’autres, par exemple les sculptures faites par les artistes, qui doivent reproduire fidèlement un visage, un animal par exemple, les contredépouilles seront plus ou moins nombreuses afin de respecter la forme globale de la reproduction et rester fidèle au modèle de l’artiste.

La matière

  • Les modèles peuvent être réalisés en différentes matières, cela peut être du bois ce qui était souvent le cas dans les années 1950, mais aussi en métal pour les modèles très utilisés limitant ainsi leur usure. Aujourd’hui les machines à commande numérique et la gravure permettent de réaliser des modèles avec plus de facilité remplaçant souvent le travail manuel de l’homme.

Les noyaux

  • Certaines pièces doivent pouvoir avoir des endroits vides pour présenter un intérêt d’utilisation, ainsi un robinet. Pour d’autres, l’intérêt d’avoir un noyau est plus pour limiter le poids de métal et avoir une meilleure qualité de peau de la pièce réalisée. Une pièce massive aura tendance à avoir des retassures.
    Des pièces complexes comme une culasse de moteur, distributeur hydraulique par exemples seront réalisées par des assemblages de noyaux permettant ainsi de réaliser des pièces avec des espaces vides entourés de métal.