La fabrication de moules peut consommer jusqu’à 20 p. 100 de toute l’énergie d’une fonderie, selon la technologie employée. La fabrication de moules traditionnels par sable vert consiste à recevoir, à transporter, à préparer, à livrer le sable et l’argile au secteur du moulage, à traiter les moules, à les dépoussiérer, à les récupérer et à les régénérer, puis à les retransporter. Cela fait appel à toutes les formes d’énergie dans une fonderie, et tout le système doit être conçu de telle sorte qu’il ne se produise pas de goulots d’étranglement.

Suivant l’application, presque tous les procédés qui sont utilisés dans le noyautage produisent également des moules : le sable huileux, le four, la coquille, les non-cuits, le four froid et le sable vert. Un procédé utilise également rien que du sable sec épars autour des moulages en mousse perdue (voir ci-dessous). Des principes semblables s’appliquent également dans l’amélioration du rendement énergétique du service du moulage.

Séchage de l’enduit des moules
Pour protéger les moulages et les noyaux sableux des hautes températures du métal en fusion, les fonderies font appel à des enduits réfractaires. Cela réduit la ferraille, comprime les coûts de main-d’œuvre et améliore la productivité. L’enduit se présente sous la forme d’un lavage liquide. Le liquide de préservation peut être basé sur des mélanges à composé d’alcool chloré, qui sèchent rapidement sans chaleur, mais leur toxicité et leur volatilité exigent des contrôles d’émission. Les lavages à base d’eau sont moins dispendieux et non toxiques, mais exigent une longue période de séchage dans les étuves à gaz ou à résistance électrique. Les étuves sont efficaces. Néanmoins, l’application d’un chauffage à infrarouge pour enduire les moules, développée en collaboration avec l’Electric Power Research Institute (É.-U.), peut réduire la période de séchage jusqu’à 85 p. 100. L’économie d’énergie découle du caractère contrôlable de l’appareil à infrarouge, qui amène la surface du moule jusqu’à la température voulue, puis s’éteint selon une séquence préétablie. La chaleur se dissipe en moins grande quantité dans les alentours. L’élément à infrarouge dirige la chaleur de manière plus efficace sur le moule et peut sécher les cavités profondes et les poches du moule, ce qui contribue à améliorer la qualité des moulages. La sous-surface du moule n’est pas touchée. Autre avantage, seulement 25 p. 100 de la superficie occupée par les étuves à résistance est nécessaire. La période de récupération est inférieure à un an.

Mousse perdue
Cette technologie relativement nouvelle (à l’heure actuelle, seulement deux fonderies à mousse perdue sont exploitées au Canada) offre de considérables économies d’énergie (jusqu’à 30 p. 100). Le modèle de mousse peut être d’une conception très complexe. Par exemple, une fonderie a remplacé la nécessité d’assembler 125 pièces grâce à une seule forme en mousse. Le moulage en mousse perdue peut atteindre la précision dimensionnelle du moulage sous haute pression. Elle fait appel à du sable à expansion lente comme support de moulage.

Dans la coulée à mousse perdue, un modèle en mousse usiné est trempé ou aspergé au moyen d’un film céramique mince. Après le passage du modèle par un séchoir, le film offre une protection contre la pénétration du métal en fusion. Le modèle est ensuite déposé dans du sable sec (aucun liant nécessaire!), et il est compacté par les vibrations. Le métal en fusion est coulé dans la mousse par une descente. Il déplace la mousse par la fusion et la sublimation.

Dans des installations surveillées (par l’Université de l’Alabama, en 2000), l’usinage et l’assemblage ont été presque éliminés pour les pièces en mousse perdue. Les taux de production ont augmenté plusieurs fois. La consommation d’énergie a également baissé en réduisant la charge grâce à l’équipement auxiliaire. De plus, le gaspillage du métal a été réduit de façon importante. Une application de pression modérée durant la phase de solidification a réduit la porosité dans une relation d’ordre décimal, augmenté la résistance à la traction de 10 p. 100, et affiché des augmentations de 100 p. 100 dans l’allongement. La vie utile des machines-outils est pratiquement illimitée, tandis que les outils traditionnels doivent être remplacés après 200 000 pièces coulées.

Unique au procédé de mousse perdue, le brûlage des modèles en styromousse au fur et à mesure que le métal est coulé. Cela produit de grandes quantités additionnelles de chaleur récupérable dans les gaz ventilés; on peut y disposer un récupérateur de chaleur pour assurer une meilleure rentabilité.

Même si les coûts d’une machine de moulage en mousse perdue sont le double du coût d’une machine à coulée sous pression, le fort excédent de production et les avantages décrits ci-dessus en font une solution très attrayante sur le plan financier.

Autres PGE
Périodique

• Ne faites pas fonctionner l’équipement s’il n’est pas nécessaire.
• Procédez à l’entretien préventif de tout l’équipement.
• Veillez à l’étalonnement des commandes à intervalles réguliers.
• Surveillez la composition du sable.
• Contrôlez le déversement du sable à coquille (coûts).
• Contrôlez le déversement du sable (éliminez les pertes et le double traitement).

À faible coût

• Songez à installer un analyseur de sable automatique.
• Posez des commandes automatiques pour le maintien de la température du sable.

Par réfection; à coût élevé

• Analysez et optimisez le système : étudiez les modèles de convoyage et de traitement.
• Automatisez et synchronisez les éléments clés de la chaîne de fabrication des moules.
   

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