L'angle de dépouille en moulage au sable est la dépouille donnée à chaque paroi du modèle perpendiculaire au plan de joint, afin que le modèle puisse être retiré du sable sans déchirer le moule. Sur les pièces moulées en sable d'acier, il va généralement de 1° à 2°, défini paroi par paroi : plus petit sur les parois hautes, plus grand sur les surfaces internes et en sable vert moulé à la main.
Le moulage à la cire perdue en nécessite beaucoup moins. Les valeurs de Grade A de l'ISO 8062-3 donnent 0,2° pour un élément moulé à la cire perdue de 100 à 160 mm de hauteur, contre 1,0° pour le même élément moulé à la main.
Pourquoi le moulage au sable nécessite une dépouille
Le moulage au sable nécessite une dépouille parce qu'un modèle à parois droites reste en contact avec les parois du moule jusqu'à ce qu'il soit complètement sorti et les entraîne avec lui, tandis qu'un modèle conique dégage le sable sur toutes ses faces dès qu'il commence à se soulever. Le sable n'est maintenu que par son liant, de sorte qu'une paroi ainsi entraînée se brise.
Angle de dépouille standard pour le moulage au sable
Pour les pièces moulées en sable d'acier, la norme est de 1,0° à 1,5° sur la plupart des éléments et de 1,5° à 2,0° dans les cavités profondes. C'est la recommandation générale du guide des capacités dimensionnelles, de la Steel Founders' Society of America, et elle est conçue comme un minimum à atteindre ou à dépasser sur chaque surface perpendiculaire au plan de joint.
Les chiffres de la SFSA sont rédigés pour l'acier. L'ISO 8062-3, la norme internationale pour les tolérances de moulage, fixe ses angles de dépouille par défaut selon la méthode de moulage, la hauteur de l'élément et la surface, sans colonne d'alliage, et son domaine couvre tous les métaux moulés, y compris la fonte grise et la fonte ductile.
Comment déterminer l'angle de dépouille
Quatre éléments déterminent la dépouille nécessaire à une paroi donnée : sa hauteur, son type de surface, la méthode de moulage et le matériau du modèle. L'angle final de chaque paroi est convenu avec la fonderie qui coulera la pièce.
Hauteur de paroi
Une paroi plus haute nécessite un angle de dépouille plus petit, même si le décalage qu'il produit en millimètres augmente. Dans les valeurs de Grade A de l'ISO 8062-3 pour les pièces moulées à la main, l'angle externe passe de 2,2° sur un élément de 25 à 40 mm de hauteur à 0,5° sur un élément de 400 à 630 mm de hauteur. Une cavité profonde est l'exception : ses parois se font face, ce qui en fait des surfaces internes.
Surfaces internes et externes
Une surface interne nécessite plus de dépouille qu'une surface externe de même hauteur. L'ISO 8062-3 considère une surface comme interne lorsqu'elle fait face à une autre surface de la pièce, comme les parois latérales d'une cavité ou d'un renfoncement, qu'un noyau la forme ou non.
Dans les tableaux de l'ISO pour le moulage à la main et à la machine, l'angle interne est plus grand que l'angle externe dans chaque tranche de hauteur, généralement de quelques dixièmes de degré ; un élément moulé à la main de 100 à 160 mm de hauteur obtient 1,5° en interne et 1,0° en externe.
Méthode de moulage
Le moulage à la machine nécessite le moins de dépouille et le sable vert moulé à la main le plus. Dans les chiffres de la SFSA pour l'acier, le sable vert moulé à la main prend un demi-degré de plus que le sable vert automatisé, sans cuisson et le moulage en carapace, qui partagent les mêmes valeurs. Fixez la méthode de moulage avec la fonderie avant de fixer la dépouille sur le plan.
Matériau du modèle
Un modèle en bois nécessite plus de dépouille qu'un modèle en métal ou en plastique sur les surfaces externes courtes ; sur les surfaces hautes, la différence disparaît. Dans un tableau de lignes directrices universitaires largement enseigné, une surface externe de 1 in de hauteur obtient 3,00° sur un modèle en bois et 1,50° sur métal ou plastique, tandis que les surfaces de 8 à 32 in de hauteur obtiennent 0,50° sur l'un ou l'autre.
Les valeurs de ce tableau se situent en dessous des chiffres de la SFSA pour l'acier pour les parois hautes, donc lisez-le pour la direction de l'effet et prenez le nombre auprès de la fonderie.
Dépouille nulle et négative
Une dépouille nulle ou négative n'est possible que sur les parois que le modèle ne dépasse pas. Les surfaces parallèles à la ligne de joint n'ont pas besoin de dépouille, et la rotation de la pièce ou le déplacement de la ligne de joint peut placer une paroi dans cette position.
Une paroi perpendiculaire à la ligne de joint qui doit être droite, ou qui s'incline vers l'arrière pour former une contre-dépouille, est formée par un noyau ou une pièce rapportée au lieu du modèle, ce qui ajoute un coût significatif. Pour une paroi qui ne doit être droite qu'en service, la couler avec dépouille et l'usiner droite est généralement la solution la moins coûteuse.
Dépouille trop faible et trop importante
Une dépouille trop faible endommage le moule, et les dommages apparaissent dans la pièce coulée ; une dépouille trop importante ajoute du métal et de l'usinage dont la pièce n'avait pas besoin.
Dépouille trop faible
Une dépouille trop faible déchire les parois du moule lors du retrait du modèle. Le mouleur doit frapper le modèle plus fort pour le libérer, et le frappage agrandit la cavité, de sorte que les parois sortent surdimensionnées.
Les bords déchirés sont réparés à la main, laissant des surfaces rugueuses ou irrégulières. Tout sable que le modèle détache peut être entraîné dans la cavité lors de la coulée et se retrouver comme inclusions de sable.
Dépouille trop importante
Une dépouille excessive coûte du métal, et sur les faces qui sont usinées, elle coûte aussi du temps d'usinage. Même ainsi, les recommandations de la SFSA sont que l'angle choisi ne doit pas être inférieur à ce que la conception peut tolérer, donc ne réduisez la dépouille que sur les faces où elle affecte l'ajustement, le poids ou l'usinage.
Spécification de la dépouille sur un dessin de pièce coulée
Spécifiez la dépouille dans une note générale sur le dessin, avec l'angle convenu avec la fonderie, et indiquez si la dépouille est ajoutée ou soustraite aux dimensions indiquées. Sans cette note, l'atelier de modèles de la fonderie ajoute quand même la dépouille aux parois droites, et par défaut il l'ajoute aux dimensions. Les faces qui nécessitent un angle différent reçoivent leur propre annotation.
Une note de tolérance générale qui invoque l'ISO 8062-3 applique les angles de dépouille par défaut de la norme à chaque surface non marquée individuellement. Confirmez avec la fonderie que ces valeurs par défaut conviennent à sa méthode de moulage.
Les tolérances dimensionnelles et géométriques sur une surface avec dépouille sont mesurées à partir de la surface avec dépouille : la dépouille est appliquée d'abord, puis la tolérance. L'intégration de la dépouille dans une bande de tolérance se fait uniquement par accord avec la fonderie.
Surépaisseur d'usinage figure dans sa propre note générale et se superpose à la dépouille. Avant de fixer l'angle sur une paroi qui s'accouple avec une autre pièce, convertissez-le en décalage qu'il produit à la hauteur de cette paroi et vérifiez l'ajustement.