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FR2977175A1 - ISOSTATIC COMPRESSION MOLD AND METHOD FOR PRODUCING FOUNDRY CORE FROM SUCH A MOLD - Google Patents

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Abstract

Le moule permettant un traitement par compression isostatique se caractérise en ce qu'il est réalisé en au moins deux parties (1a) (1b) qui sont susceptibles d'être assemblées pour correspondre aux formes du produit ou noyau à obtenir, et incluant un bouchon (3) permettant d'assurer une fermeture étanche du col (1c) après remplissage dans le moule ainsi constitué du matériau en forme de poudre constitutif de la pièce notamment un noyau de fonderie, et en ce que les dites parties constitutives du moule et du bouchon sont réalisées en un matériau élastomère notamment polyuréthane ayant une mémoire de forme.The mold for isostatic compression treatment is characterized in that it is made of at least two parts (1a) (1b) which are capable of being assembled to correspond to the shapes of the product or core to be obtained, and including a plug (3) making it possible to ensure a tight closure of the neck (1c) after filling in the mold thus constituted of the powder-like material constituting the part, in particular a casting core, and in that said constituent parts of the mold and the plug are made of an elastomeric material including polyurethane having a shape memory.

Description

MOULE POUR COMPRESSION ISOSTATIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION DE NOYAU DE FONDERIE, A PARTIR DE TEL MOULE. ISOSTATIC COMPRESSION MOLD AND METHOD FOR MANUFACTURING FOUNDRY CORE FROM SUCH MOLD.

L'invention se rattache au secteur technique de la mise en forme des poudres, et celui de la compaction isostatique et plus particulièrement des moules utilisés dans la mise en oeuvre de procédé de compression isostatique. The invention relates to the technical sector of shaping powders, and that of isostatic compaction and more particularly the molds used in the implementation of isostatic compression process.

A ce jour le procédé de compression isostatique est un procédé connu qui s'effectue dans des presses qui comportent une enceinte obtenue à partir de cylindres usinés dans un acier forgé. Ces enceintes sont fermées par un bouchon fileté ou par un cadre appelé "maille". Une fois l'enceinte fermée, une pompe injecte un liquide jusqu'à atteindre la pression isostatique souhaitée. Les moules utilisés sont monoblocs, dénommés "chaussettes" ou "vessies" et comportent deux éléments, un bouchon et un conteneur. On peut réaliser par ce procédé des pièces avec des contre-dépouilles importantes mais cela requiert la destruction des moules pour retirer la pièce. Cela limite donc d'une manière substantielle l'utilisation de ce procédé car à chaque fois, un nouveau moule est nécessaire à réaliser. At present, the isostatic compression process is a known method which is carried out in presses which comprise an enclosure obtained from rolls machined in a forged steel. These speakers are closed by a screw cap or a frame called "mesh". Once the chamber is closed, a pump injects a liquid until the desired isostatic pressure is reached. The molds used are monoblocs, called "socks" or "bladders" and comprise two elements, a cap and a container. It is possible to achieve by this process parts with significant undercuts but this requires the destruction of the molds to remove the piece. This therefore substantially limits the use of this method because each time, a new mold is necessary to achieve.

La démarche du Demandeur a donc été d'examiner la conception d'un moule différent permettant d'une part sa réutilisation et permettant également de traiter des pièces ayant des contre-dépouilles très importantes avec une plus grande diversité de formes à obtenir. The Applicant's approach was therefore to examine the design of a different mold on the one hand for its reuse and also to treat parts with very large undercuts with a greater variety of forms to obtain.

Ainsi le Demandeur a travaillé non seulement sur la conception du moule en lui-même, mais aussi sur le matériau constitutif de la pièce à obtenir pouvant être un noyau de fonderie avec le moule selon l'invention, selon les utilisations ultérieures envisagées. Thus, the Applicant has worked not only on the design of the mold itself, but also on the constituent material of the part to be obtained, which may be a foundry core with the mold according to the invention, according to the subsequent uses envisaged.

Selon une première caractéristique de l'invention, le moule permettant un traitement par compression isostatique est remarquable en ce qu'il est réalisé en au moins deux parties qui sont susceptibles d'être assemblées pour correspondre aux formes du produit ou noyau à obtenir, et incluant un bouchon permettant d'assurer une fermeture étanche du col après remplissage dans le moule ainsi constitué du matériau en forme de poudre constitutif de la pièce à obtenir notamment un noyau de fonderie, et en ce que les dites parties constitutives du moule et du bouchon sont réalisées en un matériau élastomère, notamment en polyuréthane ayant une mémoire de forme. According to a first characteristic of the invention, the mold allowing isostatic compression treatment is remarkable in that it is made of at least two parts that are capable of being assembled to correspond to the shapes of the product or core to be obtained, and including a plug making it possible to ensure a tight closure of the neck after filling in the mold thus constituted of the material in the form of a powder constituting the part to be obtained, in particular a casting core, and in that the said constituent parts of the mold and the plug are made of an elastomeric material, in particular polyurethane having a shape memory.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la fabrication d'une pièce ou noyau de fonderie en un matériau à base de poudre est remarquable en ce que l'on procède aux opérations suivantes : - Réalisation d'un moule en deux ou plusieurs parties réalisé en polyuréthane et assemblage du moule, According to another characteristic of the invention, the manufacture of a casting or casting core of a powder-based material is remarkable in that the following operations are carried out: - Making a mold in two or more parts realized in polyurethane and assembly of the mold,

- Introduction du matériau constitutif d'un noyau de fonderie à base de poudre pour remplir l'ensemble des espaces formés dans le moule, - Fermeture du moule à l'aide d'un bouchon réalisé en polyuréthane, - Introduction du moule rempli dans la presse à compression isostatique,25 - Opération de compression isostatique entraînant une déformation volumétrique du moule par une réduction de son volume et simultanément un compactage de la poudre pour constituer la pièce ou noyau, - Introduction of the material constituting a powder-based foundry core to fill all the spaces formed in the mold, - Closure of the mold using a cap made of polyurethane, - Introduction of the mold filled in the isostatic compression press, 25 - Isostatic compression operation causing a volumetric deformation of the mold by a reduction of its volume and simultaneously compacting the powder to form the part or core,

- Après compactage de la pièce, intervention et suppression de la pression isostatique pour supprimer la fonction `compression isostatique' entraînant la remise en forme initiale du moule grâce à sa mémoire de forme et dégagement du moule par rapport à la pièce ou noyau réalisé, - After compacting the workpiece, intervention and suppression of the isostatic pressure to eliminate the 'isostatic compression' function resulting in the initial shaping of the mold thanks to its shape memory and release of the mold relative to the part or core produced,

- Démontage du moule et enlèvement de la pièce ou noyau réalisé. Ces caractéristiques et d'autre encore ressortiront bien de la suite de la description. - Disassembly of the mold and removal of the part or core made. These and other characteristics will be apparent from the rest of the description.

20 Pour fixer l'objet de l'invention illustré d'une manière non limitative aux figures des dessins, où : For fixing the object of the invention illustrated in a nonlimiting manner to the figures of the drawings, where:

La figure 1 est une vue avant assemblage du moule et de ses parties constitutives, La figure 2 est une vue du moule assemblé avant positionnement de son bouchon, 25 La figure 3 est une vue à titre d'exemple non limitatif d'une pièce ou noyau compacté par pression isostatique après démoulage. FIG. 1 is a view before assembly of the mold and its constituent parts. FIG. 2 is a view of the assembled mold before positioning its plug. FIG. 3 is a view by way of non-limiting example of a part or core compacted by isostatic pressure after demolding.

Les figures 4 à 7 sont des vues à caractère schématique illustrant successivement l'introduction du moule dans la presse isostatique, l'exercice de la pression isostatique avec déformation du moule, la suppression de la pression isostatique avec retour en forme initiale du moule de par sa mémoire de forme, et enlèvement du noyau. FIGS. 4 to 7 are schematic views illustrating successively the introduction of the mold into the isostatic press, the exertion of the isostatic pressure with deformation of the mold, the suppression of the isostatic pressure with initial return of the mold from his memory of form, and removal of the nucleus.

Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. In order to make the object of the invention more concrete, it is now described in a nonlimiting manner illustrated in the figures of the drawings.

Le moule, selon l'invention, est référencé dans son ensemble par (1). The mold, according to the invention, is referenced as a whole by (1).

Il comprend deux parties (la) et (lb) qui ont des formes complémentaires pour être assemblées à étanchéité. Ces parties sont profilées intérieurement pour correspondre aux formes de la pièce (2) à compacter notamment un noyau de fonderie. Elles présentent un col (1c) en demi-partie qui lorsque les deux parties sont assemblées forment une goulotte d'introduction du matériau à compacter. Ce matériau est, selon l'invention, introduit en forme de poudre et par exemple notamment en sel. Lorsque le matériau remplit l'ensemble du volume intérieur formé et délimité par l'assemblage des deux parties (la) et (lb) est disposé ensuite un bouchon (3) qui assure la fermeture étanche du dit moule ainsi obtenu. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le moule dans ses deux parties (la) (lb) et le bouchon (3) sont réalisés en un matériau élastomère, notamment polyuréthane, ayant une certaine souplesse de forme pour pouvoir être déformé, ayant ainsi une mémoire de forme, tout en assurant au moule obtenu une certaine rigidité. It comprises two parts (la) and (lb) which have complementary shapes to be assembled to seal. These parts are internally profiled to match the shapes of the part (2) to be compact including a foundry core. They have a neck (1c) half-part which when the two parts are assembled form a chute for introducing the material to be compacted. This material is, according to the invention, introduced in the form of powder and for example in particular salt. When the material fills the entire internal volume formed and delimited by the assembly of the two parts (la) and (Ib) is then disposed a plug (3) which ensures the sealing of said mold thus obtained. According to an essential characteristic of the invention, the mold in its two parts (la) (Ib) and the plug (3) are made of an elastomeric material, especially polyurethane, having a certain flexibility of shape to be able to be deformed, thus having a memory shape, while ensuring the mold obtained a certain rigidity.

Le moule ainsi réalisé est mis en oeuvre dans un procédé de compression isostatique en vue de la transformation du matériau en poudre contenu en une pièce ou noyau compacté rigide et monobloc. The mold thus produced is used in an isostatic compression process for the conversion of the powder material contained in a rigid compact piece or compact core.

Le procédé de mise en oeuvre est alors le suivant : The method of implementation is then as follows:

- Réalisation d'un moule en deux ou plusieurs parties réalisé en polyuréthane et assemblage du moule, - Realization of a mold in two or more parts made of polyurethane and assembly of the mold,

- Introduction du matériau constitutif d'un noyau de fonderie à base de poudre pour remplir l'ensemble des espaces formés dans le moule, - Introduction of the constituent material of a powder-based foundry core to fill all the spaces formed in the mold,

- Fermeture du moule à l'aide d'un bouchon réalisé en polyuréthane, - Closure of the mold using a cap made of polyurethane,

- Introduction du moule rempli dans la presse à compression isostatique P, (figure 4) - Introduction of the filled mold in the isostatic compression press P, (Figure 4)

- Opération de compression isostatique entraînant une déformation 20 volumétrique du moule par une réduction de son volume et simultanément un compactage de la poudre pour constituer la pièce ou noyau, (figure 5) Isostatic compression operation resulting in a volumetric deformation of the mold by a reduction in its volume and simultaneously a compacting of the powder to form the part or core, (FIG. 5)

- Après compactage de la pièce, intervention et suppression de la 25 pression isostatique pour supprimer la fonction `compression isostatique' entraînant la remise en forme initiale du moule grâce à sa mémoire de forme et dégagement du moule par rapport à la pièce ou noyau réalisé, (figure 6) 10 15 - Démontage du moule et enlèvement de la pièce ou noyau réalisé (figure 7) After compacting the workpiece, intervention and suppression of the isostatic pressure to eliminate the "isostatic compression" function resulting in the initial shaping of the mold by virtue of its shape memory and release of the mold with respect to the part or core produced, (FIG. 6) 15 - Disassembly of the mold and removal of the part or core produced (FIG. 7)

Ainsi, selon l'invention, on combine la configuration d'un moule en plusieurs parties réalisées dans un matériau élastomère, notamment polyuréthane, ayant une capacité de déformation, avec le choix d'un matériau en forme de poudre susceptible de constituer la pièce à obtenir, et en introduisant cet ensemble dans la presse à compression isostatique pour assurer la fabrication de la pièce à obtenir ou noyau. La constitution du moule en matériau élastomère ayant une capacité de mémoire de forme et de déformation en reprenant sa forme initiale permet de démouler la pièce ou noyau et le retrait de la pièce ou noyau obtenu sans casse et sans devoir détruire, découper ou déchirer le moule. Thus, according to the invention, the configuration of a mold is combined into several parts made of an elastomer material, in particular polyurethane material, having a deformation capacity, with the choice of a material in the form of a powder capable of constituting the part to be formed. obtain, and introducing this set in the isostatic compression press to ensure the manufacture of the part to obtain or core. The constitution of the mold of elastomeric material having a shape memory capacity and deformation by resuming its original shape allows to unmold the piece or core and the removal of the part or core obtained without breakage and without having to destroy, cut or tear the mold .

La solution selon l'invention permet de réutiliser le moule puisque celui-ci reprend sa forme initiale lorsque la pression isostatique a été supprimée. Ce procédé, et le moule en particulier, permettent l'obtention de pièces ou noyaux ayant des formes complexes et des contre-dépouilles très importantes. The solution according to the invention makes it possible to reuse the mold since it returns to its original shape when the isostatic pressure has been eliminated. This method, and the mold in particular, make it possible to obtain parts or cores having complex shapes and very large undercuts.

Les parties (la) (lb) constitutives du moule peuvent avoir des épaisseurs plus ou moins importantes de l'ordre par exemple de 3 à 20 mm en formant une peau déformable autour de la pièce à compacter. The constituent parts (la) (Ib) of the mold may have more or less important thicknesses of the order, for example from 3 to 20 mm, forming a deformable skin around the part to be compacted.

La liaison des parties (la) (lb) du moule s'effectue de toute manière appropriée par assemblage mâle-femelle par exemple pour pouvoir être démonté facilement en vue d'extraire la pièce ou noyau compacté obtenu. On peut envisager aussi que les dites parties (la) (lb) présentent une lèvre au plan de joints permettant leur assemblage avec un tenon placé sur cette lèvre et disposé sur tout le périmètre des parties (la) (lb) jusqu'au bouchon pour assurer une étanchéité totale. The connection of the parts (la) (Ib) of the mold is carried out in any suitable manner by male-female assembly for example to be easily disassembled to extract the piece or compacted core obtained. It can also be envisaged that said portions (1a) (1b) have a lip at the joint plane allowing their assembly with a tenon placed on this lip and disposed over the entire perimeter of the parts (1a) (1b) to the plug for ensure complete waterproofness.

Les avantages ressortent bien de l'invention et en particulier on souligne la non destruction du moule et sa réutilisation. Il y a donc une économie de matière substantielle. L'invention permet en outre la réalisation d'un moule pour compacter des pièces ayant une grande variété de formes et pouvant comporter des contre-dépouilles. The advantages are apparent from the invention and in particular it emphasizes the non-destruction of the mold and its reuse. There is therefore a substantial economy of material. The invention also allows the production of a mold for compacting parts having a large variety of shapes and may include undercuts.

Claims (2)

REVENDICATIONS- 1- Moule permettant un traitement par compression isostatique, caractérisé en ce qu'il est réalisé en au moins deux parties (la) (lb) qui sont susceptibles d'être assemblées pour correspondre aux formes du produit ou noyau à obtenir, et incluant un bouchon (3) permettant d'assurer une fermeture étanche du col (1c) après remplissage dans le moule ainsi constitué du matériau en forme de poudre constitutif de la pièce notamment un noyau de fonderie, et en ce que les dites parties constitutives du moule et du bouchon sont réalisées en un matériau élastomère notamment polyuréthane ayant une mémoire de forme. - A mold for treatment by isostatic compression, characterized in that it is made of at least two parts (la) (Ib) which are capable of being assembled to correspond to the shapes of the product or core to be obtained, and including a plug (3) for ensuring a tight closure of the neck (1c) after filling in the mold thus formed of the powder-like material constituting the part including a casting core, and in that said constituent parts of the mold and plug are made of an elastomeric material including polyurethane having a shape memory. - 2- Fabrication d'une pièce ou noyau de fonderie en un matériau à base de poudre, caractérisé en ce que l'on procède aux opérations suivantes : - Réalisation d'un moule en deux ou plusieurs parties réalisé en polyuréthane et assemblage du moule, - Introduction du matériau constitutif d'un noyau de fonderie à base de 20 poudre pour remplir l'ensemble des espaces formés dans le moule, - Fermeture du moule à l'aide d'un bouchon réalisé en polyuréthane, - Introduction du moule rempli dans la presse à compression 25 isostatique P, - Opération de compression isostatique entraînant une déformation volumétrique du moule par une réduction de son volume et15simultanément un compactage de la poudre pour constituer la pièce notamment un noyau de fonderie, - Après compactage de la pièce, intervention et suppression de la pression isostatique pour supprimer la fonction `compression isostatique' entraînant la remise en forme initiale du moule grâce à sa mémoire de forme et dégagement du moule par rapport à la pièce ou noyau réalisé, - Démontage du moule et enlèvement de la pièce ou noyau réalisé. 2- Manufacture of a part or casting core in a powder-based material, characterized in that the following operations are carried out: - Production of a mold in two or more parts made of polyurethane and assembly of the mold, - Introduction of the constituent material of a powder-based foundry core to fill all the spaces formed in the mold, - Closure of the mold using a cap made of polyurethane, - Introduction of the mold filled in Isostatic compression press P - Isostatic compression operation resulting in a volumetric deformation of the mold by a reduction in its volume and simultaneous compacting of the powder to constitute the part, in particular a casting core, After compacting the part, intervention and suppression of the isostatic pressure to suppress the `isostatic compression 'function resulting in the initial fitness of the mold thanks to its shape memory and release of the mold with respect to the part or core produced, - Disassembly of the mold and removal of the part or core produced.
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