Apprendre le Moulage sable

Principe du moulage sable :

Pour réaliser une pièce en Fonderie, il faut réaliser un moule autour d'un modèle original.

Le moule peut être de différents matériaux dont résulteront différentes techniques de mises en œuvre, mais aussi des possibilités, des coûts et des finitions différentes.

L'intérêt du moulage sable (par rapport à la cire perdue par exemple) est qu'il est le plus économique, car le sable pourra être réutilisé plusieurs fois.

Egalement, la technique de mise en œuvre est ancestrale, traditionnelle mais accessible à tout âge (même aux enfants), tout en vous permettant d'acquérir un réel savoir faire pour des moulages toujours plus complexes selon votre expérience.

Le processus de base est le suivant :

-On dispose le modèle à l'intérieur d'un châssis;

-On recouvre le modèle avec du sable;

-On fait durcir le sable (simplement en appuyant dessus dans le cadre du sable silico-argileux);

-On fait de même pour la seconde partie de moule;

-On démoule le modèle qui laisse place à son empreinte dans le sable;

-On sculpte un système de coulée pour acheminer le métal jusqu'à l'empreinte;

-On remmoule les 2 parties de moule en sable, puis on coule.

-On casse le moule pour récupérer les pièces (c'est le décochage).

Préparer le sable de moulage :

Je vous invite à consulter la recette pour la fabrication du sable de moulage dans la section "s'équiper pour le moulage sable".

Sur la base de ce mélange de sable, il faut ajouter de l'eau pour activer les propriétés de l'argile.

-Remplissez à moitié un seau avec du sable de moulage sec;

- Ajoutez de l'eau;

Le dosage dépend de l'humidité ambiante et de celle du sable (très variable) donc il vous faudra ajouter l'eau au jugé.

Il est plus simple de rajouter de l'eau manquante que de diluer le surplus avec du sable sec, par conséquent commencez votre mélange avec très peu d'eau.

- Après chaque ajout d'eau, prenez le temps de bien mélanger (à la main, c'est très bien) pendant au moins 30 secondes afin de bien laisser le temps à l'argile d'absorber l'eau.

- Testez votre mélange : plongez votre main dans le sable et serrez le poing pour faire une boule. Ensuite, pressez cette boule entre le pouce et l'index pour ressentir la force nécessaire pour éclater votre boule de sable.

Je n'ai pas vraiment de référence à donner en exemple, il faut vous faire votre expérience :

Pas assez d'eau : votre sable sera très friable (de toucher sec, forcément ^^) et peu résistant;

Trop d'eau : votre sable sera collant, gluant voir boueux et peu résistant.

Le sable doit être peu collant, d'aspect meuble, fluide et former de légers amas/boulette pendant le mélange (signe d'une bonne cohésion). La boulette doit être relativement solide entre vos doigts.

Définition du plan de joint et des dépouilles :

Le plan de joint, c'est le plan de fermeture du moule DESSOUS contre le moule DESSUS; Il divise donc votre modèle en 2 parties séparées par une ligne de joint.

Toute la partie du modèle située au dessus de cette ligne sera moulée dans le moule DESSUS, tout ce qui est sous la ligne sera moulé dans le moule DESSOUS.

C'est à vous le fondeur, de définir la position et l'orientation de cette ligne imaginaire sur le modèle.

Pour trouver la position/orientation idéale, il faudra tenir compte des dépouilles.

La dépouille, c'est l'angle des faces de votre modèle par rapport à l'axe de démoulage (logiquement perpendiculaire au plan de joint).

Si l'angle est <0° : La dépouille est négative (on parle de contre-dépouille). Vous ne pourrez pas extraire le modèle du moule en sable sans arracher du sable, ce qui détruira l'empreinte.

Si l'angle est =0° : La dépouille est nulle. En théorie, un démoulage est possible avec beaucoup de précautions, surtout sur de faibles hauteurs, mais la moindre aspérité sur la face du modèle pourra produire des défauts d'arrachement.

Si l'angle est >0° : La dépouille est positive. Vous pourrez démouler sans problème.

Pour plus de détails sur les valeurs de dépouille optimales, RDV dans le module "MODELAGE"

Sur l'image ci dessous, on observe 3 positionnements différents d'un modèle jaune par rapport au plan de joint :

Dans le 1er cas : La dépouille est négative sur tout le modèle, il ne pourra pas être extrait du moule sans arracher l'empreinte.

Dans le 2nd cas : La dépouille est positive dans le moule DESSUS, mais négative dans le moule DESSOUS.

Dans le 3ème cas : La dépouille est positive sur tout le modèle, le démoulage se déroulera littéralement sans accroc !

Dans les cas ci-dessus, toute la pièce est moulée dans une seule partie de moule (l'autre partie est remplie de sable, mais sans empreinte. C'est le cas le plus simple, on appelle ce moulage "la fonte PLATE". C'est ainsi que sont moulés les bas-reliefs.

Il est très courant que le modèle à reproduire présente des dépouilles dans 2 directions, il faudra donc le positionner comme sur l'image ci dessous, afin d'avoir des dépouilles positives dans les 2 parties de moule.

Ce cas nécessitera une étape de moulage supplémentaire, c'est le moulage "sur FAUSSE PARTIE" que je détaille sur une autre page

Moulage de FONTE PLATE :

A. Serrage du MOULE DESSOUS :

1/ Mettez en place le châssis sur une surface lisse et stable.

L'intérieur du châssis doit être propre.

Si vous utilisez un châssis avec des oreilles et système de guidage,

il y a une règle d'or : le châssis doit toujours être orienté les oreilles contre la table.

2/ Disposez le/les modèle/s dans le châssis. Dans la mesure du possibles, veillez

à avoir minimum 2cm de sable autour du modèle.

Également, il faut réserver une zone libre d'au moins 10x4cm où nous sculpterons

le système de coulée.

3/ Au dessus du châssis tamisez le sable de moulage (ou sable à l'huile si vous en avez)

jusqu'à recouvrir le fond du châssis et les modèles avec 2cm de sable.

4/ Pré-serrez le sable AUX DOIGTS, c'est à dire sans la paume (les cratères générés par

vos doigts permettront une meilleure adhérence des couches de sable suivantes).

N'insistez pas trop car le sable aura du mal à durcir avec si peu de quantité;

Il faut juste très légèrement serrer les modèles et le pourtour du châssis pour

fixer leur position.

5/ Remplissez le châssis au 3/4 avec du sable (non tamisé).

A l'aide du fouloir, serrez toute la surface du moule.

Logiquement, le niveau de sable va baisser après serrage.

Rajoutez du sable et re-serrez au fouloir.

Répétez l'opération jusqu'à ce que le châssis soit quasiment rempli de sable.

6/ Serrez fermement des boules de sable entre vos mains et écrasez les sur

toute la surface du moule.

7/ A l'aide de la batte ou de la pilette, frappez toute la surface du moule pour

terminer le serrage.

8/ Raclez la surface du moule à l'aide d'une règle

(ou d'une truelle suffisamment grande pour couvrir la largeur du châssis)

Il ne faut aucune bosse plus haute que les bords du châssis, mais quelques cratères

ne sont pas gênant.

9/ Lissez la surface du moule à l'aide du dos d'une gouge (ou cuillère).

Vous obtiendrez une surface "glassy", d'où le sable ne se décrochera pas.

10/ Retournez votre moule pour révéler les modèles dans leurs empreintes.

Contrairement à la photo ci- à droite, ne démoulez pas les modèles

(patience !), au risque de dégrader les empreintes.

Si un modèle s'est démoulé tout seul lorsque vous avez retourné le moule,

remettez le dans son empreinte très précautionneusement,

sans arracher de sable.

11/ Si votre châssis n'est pas équipé de système de guidage par goujons ou cheville

c'est le cas des simples cadres en bois), Il vous faudra créer des guides de remmoulage;

A l'aide de votre spatule, creusez dans le sable un ou 2 rectangles ou triangles

de 20x40mm minimum avec le plus de dépouille possible (45°, c'est bien).

Attention de ne pas réaliser ces formes dans la zone réservée au système de coulée !

Puis lissez les parois de ces formes avec le dos d'une gouge afin d'obtenir 2 empreintes

à la surface "glassy".

B. Serrage du MOULE DESSUS :

1/ Positionnez le châssis DESSUS sur le moule DESSOUS. Si votre châssis est

équipé d'oreilles avec des goujons, c'est le moment de les mettre en place, afin de

positionner le châssis avec précision.

Comme pour le DESSOUS, le châssis doit toujours être orienté les oreilles

contre le moule DESSOUS.

2/ Saupoudrez du talc sur toute la surface du moule inférieur, afin d'empêcher votre

futur moule DESSUS de coller au moule DESSOUS.

Une astuce pour saupoudrer le talc sans faire de paquets :

Passez le au travers d'un sac en lin ou d'une vieille chaussette

et tapotez pour expulser le talc!

3/ Reproduisez les étapes 3 à 9 que vous avez appliqué au moule DESSOUS.

A UNE DIFFERENCE : Il vous faudra positionner la descente de coulée et la maintenir

bien verticale tout au long du serrage (voir plus bas l'aparté sur le système

de coulée, pour choisir le meilleur positionnement)

Une astuce pour empêcher la descente de bouger pendant le moulage :

Lors du serrage aux doigts, commencez par serrer le sable sur plusieurs

centimètres à la base de la descente pour la brider.

4/ Une fois le moule DESSUS serré et lissé, il va falloir sculpter le bassin de coulée.

Il s'agit d'une forme d'entonnoir (un cône donc), auquel il faudra un pan cassé

afin de casser le tourbillon (appelé "vortex") qui se formera pendant la coulée,

entrainant air, crasses et oxydation dans vos pièces.

Pour la sculpture, c'est très simple : -Avec la spatule, dessinez un quart de cercle

de 60mm de diamètre autour de la descente, avec 2 aplats perpendiculaires

de 30mm.

-Ensuite, creusez en suivant le dessin et en inclinant la spatule afin d'atteindre

la descente avec votre spatule.

Attention à suffisamment incliner la spatule, sinon votre bassin sera trop

profond et vousrisquerez de traverser le moule en creusant !

-Avec la gouge ou la cuillère, enlevez tout le sable qui a été arraché.

5/ Démoulez la descente. Pour cela vous, pouvez la "brêler", c'est à dire la faire vibrer en

tapotant légèrement dessus avec votre fouloir, tout en tirant doucement pour l'extraire.

6/ Lissez le bassin avec le dos de la gouge ou de la cuillère (attention à ne pas arrondir le

pan cassé lors du lissage)

Ne vous inquiétez pas pour le sable qui tombe dans la descente, nous le nettoierons plus

tard.

7/ Séparez délicatement les moules DESSOUS et DESSUS.

Les goujons (si vos châssis en ont), vous aiderons à démouler bien droit. En l'absence

de goujons, faites très attention car les repères de remmoulage en sable restent fragiles

en cas de démoulage de travers.

C. Réalisation du SYSTEME DE COULÉE :

1/ Mettez de côté le moule DESSOUS, nous allons sculpter le système de coulée

dans le moule DESSUS (pour définir sa forme, RDV dans la section "SYSTEME DE

COULEE ET ALIMENTATION)

-Comme pour le bassin de coulée, commencez par dessiner la forme du canal

et des attaques avec votre spatule.

-Ensuite, creusez le canal en suivant votre tracé, sur une profondeur égale à la

largeur dessinée.

-Evacuez le sable creusé à l'aide de la gouge ou la cuillère.

-Serrez le fond du canal à l'aide du crochet à talon. Pour ce faire, posez la partie épaisse

du crochet à talon dans le fond du canal et tapotez l'autre extrémité avec votre fouloir.

Déplacez le crochet à talon sur toute la longueur du canal en tapotant jusqu'à ce que

le fond soit lisse et régulier.

-Lissez les parois verticales du canal avec le dos de la gouge ou de la cuillère.

-Creusez les attaques en suivant votre tracé sur une profondeur égale à 1/3 de la hauteur

du canal.

-Comme pour le canal, évacuez le sable creusé, et régularisez le fond des attaques avec

le crochet à talon, puis lissez les parois verticale.

-Avec le crochet à talon, arrondissez l'angle entre la descente et le canal

(pas besoin de tapoter, un léger appui suffit).

2/ Percez les évents à l'aide de la longue pointe (Plus il y a d'évents, meilleure sera

la coulée).

Avec votre spatule, vous pouvez également réaliser des "tirages d'air au joint"

en traçant des lignes entre la position des empreintes et le bord du moule).

3/ Vous pouvez enfin démouler les modèles du moule DESSOUS.

Comme pour démouler la descente, n'hésitez pas à brêler les modèles

pour faciliter leur démoulage.

D. Remmoulage, crampage et préparation à la coulée :

1/ Avec votre spatule, votre gouge ou votre crochet à talon, lissez toutes les zones

de votre moule où le sable est friable afin de l'empêcher de s'arracher pendant la

coulée et créer des défauts.

Y compris dans la descente : vous pouvez y lisser le sable avec votre pointe longue.

Ensuite, soufflez bien sur toutes les parties de votre moule pour évacuer les grains

de sables récalcitrants (à la bouche ou au soufflet mais surtout pas avec un compresseur)

2/ Délicatement et sans secousse, vous pouvez refermer votre moule bien aligné

(guidé par les goujons si vous en avez), puis le disposer sur l'aire de coulée).

Vous pouvez couvrir le bassin de coulée avec un morceau de carton pour empêcher

la poussière de tomber dans la descente.

3/ Dernière étape : le crampage.

Afin d'empêcher le moule de s'ouvrir lors de la coulée, vous pouvez mettre des

serre-joints sur les oreilles de vos châssis si ils en sont équipés. Sinon, empilez

des objets lourds et non inflammables répartis sur le moule.

(comptez environ 20kg de charge pour un moule format A4).

Attention à bien répartir la charge afin de ne pas enfoncer le sable du moule

et a garder un espace libre autour du bassin pour pouvoir couler !

Une fois crampé, vous pouvez enlever les goujons en évitant de désaligner

les 2 parties de moule.

(Ce n'est pas obligatoire, mais si une éclaboussure de métal venait à couler sur

les goujons, il faudra souvent beaucoup d'huile de coude pour les récupérer !)