Le moulage à mousse perdue

lost-foam-casting-mousse-perdue-moulage-00.jpgLes blocs et les culasses des moteurs GM Vortec sont fabriqués dans l’usine de Saginaw (Michigan) grâce au système du moulage à mousse perdue. (texte Claude Lefebvre, photos General Motors, article paru dans Nitro 221 d’avril-mai 2006 en rubrique Usine)

La méthode classique de fonderie à base de moule au sable possède quelques inconvénients tels que le manque de stabilité des noyaux, les bavures de fonderie et la porosité. Il existe un procédé qui permet d’éliminer un grand nombre de ces problèmes. Bien qu’il existe depuis les années 50, il commence seulement à être utilisé industriellement. Il s’agit du moulage à mousse perdue. Ce procédé est similaire au principe de la cire perdue : dans ce dernier, le métal en fusion fait fondre la cire qui possède la forme de la pièce finale, et prend sa place à l’intérieur du lit de sable dans lequel elle est posée.
Ici c’est une forme en mousse de polystyrène qui est enfouie dans un bloc de sable compacté. Le métal en fusion, chauffé à 1000° F, est versé dans le moule en sable, et rend la place de la mousse au fur et à mesure que celle-ci s’évapore. Pour obtenir un fini ultra-lisse, on trempe la pièce en mousse dans un vernis réfractaire perméable. Cela permet de réduire les opérations d’usinage après démoulage. De plus, la mousse permet d’intégrer avec davantage de précision les conduits d’huile et de liquide de refroidissement directement dans la pièce, avec là aussi une réduction du nombre d’opérations ultérieures. Le moulage à mousse perdue est pour le moment utilisé par la GM dans son usine de Saginaw pour la fabrication des blocs alu modulaires 4, 5 et 6 cylindres équipant de nombreux véhicules du groupe. Il est probable que d’ici quelque temps, le procédé sera mis à la portée des fabricants de pièces adaptables, avec les possibilités que l’on imagine.

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C’est à la fonderie de Saginaw (Michigan) que la General Motors fabrique les blocs moteurs et les culasses des moteurs Vortec, qu’il s’agisse des 4 cylindres 2,8 l et des 5 cylindres 3,5 l montés dans les pick-ups Colorado et Canyon, et des 6 cylindres 4,2 l équipant les GMC Envoy et Chevy Trailbazer.
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Les noyaux en mousse sont faits de plusieurs tranches superposées. Chaque tranche est moulée dans une machine qui chauffe des billes de polystyrène à 270° F. Les tranches sont ensuite collées ensemble avec de la colle à chaud pour obtenir les noyaux finis.
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Les noyaux en mousse sont recouverts d’un vernis réfractaire spécial qui permet de réguler l’évaporation de la mousse pendant la coulée, et d’obtenir un fini parfaitement lisse. Ici les noyaux vernis sont mis à sécher sur des racks, et inspectés.
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A la station de compactage, le sable est versé en pluie dans le moule qui contient le noyau en mousse. Le moule est ensuite soumis à des vibrations de façon à ce que le sable se tasse autour du noyau et l’enserre fermement.
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Un robot verse l’aluminium fondu dans les moules acheminés par un convoyeur. L’utilisation d’un robot permet d’obtenir une coulée d’une régularité parfaite.
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Lors des opérations de finition, un ouvrier utilise un outil de retournement des blocs pour retirer les membrures de renfort utilisées lors du moulage.