Optimisation de cout de revien - STITOU Houcine_317.pdf

RAPPORT DE PROJET DE FIN DETUDE

Ralis au sein de

MAFODER

Pour obtenir le Diplme Ingnieur dEtat :

Conception Mcanique et Innovation

anne 2011/2012

Par

Houcine STITOU

sous titre

Optimisation de cot de revient dun bouche daspiration

Encadreur Industriel :Mr.Mostafa SAEL Encadreur Pdagogique : Mr.Mohammed EL MAJDOUBI

Jury :

- Mr. Mostafa SAEL (MAFODER)

- Mr. Mohammed EL MAJDOUBI (FSTF)

- Mr. A.SEDDOUKI (FSTF)

- Mr. A.EL BIYAALI (FSTF)

Houcine STITOU 2 Projet de Fin dEtude 2011 /2012

REMERCIEMENTS

A loccasion de ce travail nous adressons nos chaleurs remerciements tous ceux

qui ont contribu laccomplissement de ce projet.

Nos remercions profondment :

Monsieur, le doyen de LFST FES et ses conjoints de leur gestion et leur vision

cratif apporte ltablissement pendant mon formation.

Notre encadrent Mr.M.El MAJDOUBI qui nous apport le soutiens dont on a

besoin le long de la prparation de ce projet de fin dtude ainsi, tout les professeurs

du FSTF de leur formation au cour de ces trois annes.

Mr.Mostafa SAEL mon encadrant au sein de la socit MAFODER pour sa

gentillesse, sa coopration et son encouragement continu et qui a fait tout son possible

pour mapporter le soutien et lassistance ncessaires le long des diffrentes phases de

prparation de ce mmoire de Projet de Fin dEtudes.

Mr. A. El barkany chef du dpartement Gnie mcanique qui veille toujours a ce

que tous se passe en bonnes conditions avec ses tudiants.

tous ceux et celles qui ont contribu et facilit llaboration de ce rapport de

prs comme de loin.


SOMMAIRE

Introduction

I. Chapitre I : Gnralit

1. Prsentation de MAFODER........................................................................................6

2. Gnralit sur le moulage...............................................................................................10

II. Chapitre II: prsentation de projet

III. Chapitre III: Etude et conception du modle et de noyau de la pice

1. Gnralit.18

2. Caractristique de matriaux de la pice tudie.........................................................18

3. Sens de moulage...19

4. Rgle de trace ........................................................................................................ ..19

5. Conception de modle et de noyaux.............................................................................20

IV. Chapitre IV : Conception du systme dalimentation et du remplissage

1. conception de systme de dalimentation 23

2. conception de systme de remplissage.....26

3. gamme de remmoulage.31

4. gamme et temps dusinage ..32

V. Chapitre V : prsentation de processus de fonderie

1. Processus de fonderie...37

2. Dfaut de fonderie et son remde ....................42

VI. Chapitre VI : AMDEC processus

1. Historique de lAMDEC...........................................................................................47

2. AMDEC processus.....48

3. Tableaux AMDEC processus .......................51

4. Diagramme de Pareto.....52

5. Contrle processus 53

6. Traabilit..........54

Conclusion

Annexe

Bibliographie


INTRODUCTION MAFODER est une socit qui fabrique des pices moules de fonte et dacier

destines aux secteurs industriel.

Le moulage est un procd dobtention des pices brutes. Aprs avoir coul le

mtal ltat liquide dans le moule, ce dernier se solidifie par refroidissement et prend

la forme de l'empreinte qui existe l'intrieur du moule.

Le processus de fabrication dans le secteur de la fonderie est un processus trs

complexe dans le sens o il est difficile de connaitre lorigine de ses dfauts.

Le produit qui ma t confi dtudier connait des grands problmes de

fabrication et dont une bonne proportion est rebute cause des dfauts de surface et

au fond de la pice. Afin de corriger ces dfauts la socit ma propos durant la

priode de stage de rectifier et de faire une tude complte de moulage en sable tout en

optimisant le cot de revient en terme de matire (poids se sable et de grappe, mise en

mille, surpaisseur..) et en terme de temps (temps de fabrication, temps dusinage...).

Et enfin, pour rpondre aux attentes du client qui exige le triptyque : une bonne qualit

et moindre cot.

Mon rapport va traiter cinq axes principaux :

Une prsentation gnrale de la socit ainsi que bibliographie de procd de

moulage.

Prsentation de problmatique.

conception de produit.

analyse de processus de la pice.

amlioration de processus avec des solutions adquates.


Chapitre I :

Gnralits


1. Prsentation du MAFODER

1. Gnralits :

Fonde en 1985, MAFODER Marocaine fonderie est une socit anonyme qui a

pour vocation la fabrication des pices moules de fonte et dacier destines aux secteurs

voirie et assainissement, secteur deau potable et secteur industriel.

Aujourdhui, MAFODER est un leader national qui constitue une rfrence en matire

de qualit grce la modernit son systme de production, la rigueur de relation avec les

clients, les dlais de ralisation, ainsi que la culture de lentreprise et le dynamisme de son

quipe.

MAFODER gre un portefeuille clients diversifi, constitu de donneurs dordre

nationaux (ONCF, OCP, LAFARGE ) et trangers, grce sa politique oriente de plus en

plus vers lexport, elle a reu en 2001 un trophe dor lexport, parmi ses clients estrangers

on compte : des entreprises franaises, allemandes, hollandaise (IHC) tunisiennes, etc.

Certifie ISO 9001 version 2000 depuis 2004 par lorganisme TUV, MAFODER mne

un projet environnemental orient vers un dveloppement durable.

2. Historique

Cre en 1985, MAFODER est une jeune fonderie qui sest donne, ds le dpart les moyens de devenir une rfrence dans ce secteur.

Dotes de moyens de production modernes, et dune quipe jeune et dynamique

particulirement attache la rputation et la qualit de ses produits, MAFODER a su

privilgier ses atouts (comptitivit, flexibilit, qualit) pour sadapter aux besoins des

marchs spcialiss et devenir leader dans son secteur.

En 1991, MAFODER signe son premier contrat avec un grand donneur dordre le groupe

OCP pour la fabrication de pices (en fonte grise) pour le traitement dacide sulfurique.

En 1993, MAFODER dmarre son activit lexport avec le groupe chimique Tunisien GCT

pour les tuyauteries en fonte grise pour le traitement de lacide sulfurique.

En 1994, MAFODER Investit 16 20 millions de Dhs dans son outil de production avec la

ralisation de deux fours induction et dun chantier de moulage rsine furannique.

Cet investissement permet MAFODER de se dmarquer de la concurrence en termes de

qualit et de capacit de production et aussi de fabriquer des pices plus forte valeur ajoute.

En 1996, MAFODER dmarre lactivit voirie et raccords.


En 1998, MAFODER ralise avec un partenaire tranger, son premier contrat dans le secteur

de lacier avec une cimenterie.

En 1999, MAFODER signe un contrat cadre de 5 millions de DH avec lOCP dans le secteur

de lacier ; et obtient la reprsentation exclusive de la marque allemande de robinetterie VAG.

En 2001, MAFODER dtient le trophe dor de lexport.

Mars 2002, MAFODER sest certifi ISO 9002 version 94.

2003 : Axes de dveloppement :

Fin des travaux dextension et acquisition de nouveaux quipements. Prsence remarque sur des secteurs tels que la cimenterie. Acquisition de nouveaux fours induction

2004 : Certification ISO 9001 Version 2000 par TUV

2005 :

Acquisition dun malaxeur de 50T/h et dune station de rgnration thermique Mise en route dun chantier de moulage semi-automatique Exportation de raccords pour lquipement de 18 villes en IRAK

2006

Acquisition dune premire machine de prototypage 2500*2000 mm Usinage de la forme de la pice directement dans le moule en sable Livraison de 10000 Grilles classe E600

2007

Installation dun deuxime four de traitement thermique dune capacit de 3,5 T Signature dun contrat avec lONCF pour 80 carcasses

2008

Acquisition de la deuxime machine de prototypage rapide dimension 4500*4000 mm Livraison de plusieurs milliers de raccords dans le cadre du projet priv dirrigation

SEBT EL GUERDANE.

3. Fiche technique

Nom : Marocaine de Fonderie et dApplications Industrielles

Nom abrg : MAFODER

Forme juridique : Socit Anonyme

Capital Social : 11.000.000,00 Dirhams

Date de cration : 1984

Directeur Gnral : Mr Brahim SLAOUI

Activit : Fonderie de fonte et acier


Adresse : Km 9, Route dEl Jadida - Lissasfa - Casablanca

TEL : 0622 91.46.50 - 91.46.51 93.02.07- 93.02.08

Surface : 20000 m dont 5000 couverts

Effectifs : 130 Personnes dont 12 cadres

Investissements : 2 Millions de DHs entre 1992 et 1994

2 Millions de DHs entre 1999 et 2002

Capacit de production :

2000 t/an de fonte grise, fonte ductile, Fontes allies

1000 t/an dacier au carbone et aciers spciaux, pices de poids variant de 0,2 kg

1500 kg.

Type dactivit : Production de pices de fonte et dacier destines au secteur voirie et

assainissement, secteur deau potable et secteur industriel.

Matires Travailles : Fontes, Aciers, Fonte au chrome, Acier Inox

Secteur dactivit : Industrie Mtallurgique, Mcanique et lectrique.

Production : Quantit de fonte dacier fabrique : 638 185 Kg/an.

4. Organigramme :

La figure de la page suivante prsente lorganigramme de la socit MAFODER

Figure 1.1 : organigramme de la socit MAFOFER


5. Les units de production

La socit MAFODER dispose de plusieurs units de production, chaque unit ou

atelier participe la fabrication du produit fini, dans ce paragraphe on va prsenter quelques

ateliers :

3.1.Atelier de modelage :

Constitu dune quipe de 15 modeleurs, il a pour mission de fabriquer des modles en bois

des pices selon les spcifications du client, ainsi que les boites noyaux. Cet atelier est

quip de plusieurs machines, parmi lesquelles on cite : deux scies, deux tours, deux

raboteuses etc.

3.2.Atelier de moulage et de noyautage :

Cet atelier se charge de fabriquer des moules et des noyaux en sable, il dispose de deux

malaxeurs automatiques qui permettent de prparer le mlange de sable (rcupr ou neuf), de

la rsine et du catalyseur avec un pourcentage bien prcis.

3.3. Atelier de fusion :

Le systme de fusion induction comprenant quatre fours induction creuset

fonctionnant une frquence de 250 Hz, le tableau suivant prsente les caractristiques des

fours exploits dans cet atelier :

Tableau 1.1

Four Capacit (kg) Puissance de

raccordement (KW)

1er

four 500 600

2me

four 1000

3me

four 1500 800

4me

four

3.4.Atelier de traitement thermique :

Servant pour changer les caractristiques mcaniques et physiques des pices moules,

cette unit dispose de trois fours de capacit de 3.5 tonnes et 5 tonnes et 10 tonnes.

3.5.Atelier dusinage :

2 Atelier :

Atelier des Machines Conventionnelles Equip de dix tours, trois fraiseuses, cinq alseuses,

sept perceuses, huit perceuses dont une : multibroches, une mortaiseuse et deux scies.

Atelier des machines commande numrique : 2 tour vertical et une fraiseuse 4 axe et une

autre fraiseuse quatre axe table mobile dans la phase dinstallation, plus 3 machines de

prototype 5 axe (2 pour des moules au sable et un pour des modles en bois).


6. Service tude et mthode

Service de Mthode consiste tudier le droulement de la fabrication de la pice de

fonderie depuis la conception du modle jusquau la livraison de la pice et la mise en service

sur site.

6.1 Etude de moulage :

4.1.1) Conception du modle.

4.1.2) Contrle du modle avec son retrait.

4.1.3) Prparation du systme de remplissage et de masselotte en fonction de la

forme, nuance, dimensions et le poids.

4.1.4) Etablir les fiches de moulage (Traage du modle sur lencombrement du

chssis) laide du logiciel AUTO-CAD, SOLIDWORKS etc.

4.1.5) Mthodes de contrle du moulage :

- La permabilit du sable.

- La capacit.

- Laspect de lempreinte.

- La fermeture du moule avant la coule.

6.2 Contrle :

- Poids brute et net de la pice.

- Dimensionnel des pices brutes de fonderie.

- Contrle des paisseurs par Ultrason.

- Duret.

- Contrle de la temprature de fusion laide dune canne pyromtrique .

- Contrle des nuances de fusions par lanalyseur spectrographique dmission. - Contrle du mlange sable / rsine / catalyseur.

2. Gnralits sur le moulage

1. Introduction

Le moulage est lun des procds de formage des mtaux qui consiste couler un mtal

ou un alliage liquide dans un moule pour produire, aprs refroidissement une pice en limitant

autant que possible les travaux ultrieurs de finition.

2 .Les mots techniques utiliss dans le moulage :

On va dfinir les mots les plus rencontrs et utilis dans le procd de moulage :

Modle : Objet destin tre reproduit. Il est l'uvre du modeleur.

Moulage : le moulage consiste fabriquer un moule gnralement en matriaux

rfractaires, qui porte lempreinte en ngatif de la pice, cette empreinte est obtenue partir

dun modle reproduisant la pice fabriquer.

Moule : ensemble des lments en matriaux rfractaires dlimitant lempreinte et

recevant le mtal liquide qui, aprs solidification, donnera la pice.


Chssis : Cadre en mtal destin maintenir le sable comprim autour du modle

(fonderie en moule non permanent).

Dpouille : la dpouille est linclinaison des parois verticales dun modle ou dune

boite noyaux par rapport au sens de dmoulage. Elle a pour but de faciliter lextraction du

modle ou du noyau.

Masselotte : sous le nom de masselotte on dsigne en fonderie tout rservoir de mtal

liquide quelles quen soient la forme et la position, mnag dans les moules et destin cder

du mtal la pice au cours de la solidification de celle-ci. Lutilisation des masselottes

trouve son exploitation dans ce qui suit. Au cours de son refroidissement ltat liquide dans

le moule et de la solidification qui sensuit la matire coul subit successivement deux

diminutions de volume caractristiques :

Une contraction ltat liquide entre la temprature de coule Tc et la temprature

du dbut de solidification Tl fonction de lcart entre deux tempratures appel

surchauffe .

Une contraction de solidification lie la transformation liquide solide entre la

temprature TL (liquidus) et la temprature TS (solidus).

Lune et lautre de ces contractions sont compenses par le mtal liquide fourni par la

ou les masselottes.

Retassure :

Principal dfaut de fonderie dont la cause est d la contraction de l'alliage lors de sa

solidification.

Plan de joint :

Sparation entre les chssis. Une pice peut tre ralise avec plusieurs chssis donc

plusieurs plans de joint.

Noyau :

Ralis en sable, il permet d'obtenir les formes intrieures. Il est ralis dans une boite

noyau (fonderie en moule non permanent).

Event :

Canal destin faciliter l'chappement des gaz forms au moment ou le mtal

Retrait linaire :

En plus des deux contractions cites ci-dessus, en principe compenses par les masselottes, la

fonte subit de plus une troisime contraction au cours du refroidissement aprs solidification,

entre la temprature Ts du solidus et la temprature ambiante. Lexistence dun retrait,

diffrence de dimension entre le modle et la pice coule refroidie, oblige prvoir une

majoration des dimensions du modle.


3 Les types de moulages

Fig. 1.2 : Diffrents types de moulages

Le moulage, au cur de toute fonderie, fait intervenir deux types de moules:

2.1 Les moules permanents :

Mtalliques, rutilisables plusieurs milliers de fois, ce qui les rend bien adapts aux

fabrications de grande ou trs grande srie. Le moulage par centrifugation et en coquille

gravit est utilis pour certaines fabrications en alliages ferreux. Les alliages d'aluminium, de

magnsium et de zinc sont dans leur trs grande majorit couls en moules mtalliques par les

procds sous pression, coquille gravit, coquille basse pression.

2.2 Les moules non permanents :

Fabriqus en sable ou en cramique. Aprs la coule et la solidification du mtal, ils

doivent tre dsagrgs pour librer les pices.

4. Moulage en sable


Le moulage en sable consiste raliser une empreinte dans le sable partir dun modle

aux formes de la pice. Deux chssis mtallique, parfaitement reprs entre eux, servent

maintenir le sable utilis pour prendre lempreinte du modle comme montre la figure ci-

dessous.

Figure 1.3 : composants du moule

Les phases essentielles de la ralisation dune pice moule sont prsentes sur la figure suivante :

Figure 1.4 : Principales phases de ralisation dune pice moule

5. Matriaux de moulage

Pour la fabrication des moules et des noyaux, la fonderie utilise de nombreux matriaux et

produits dont les plus importants sont cits ci-aprs.

5.1. Sables de base :

5.1.1) Sables siliceux : Ils sont composs essentiellement de grains de silice SiO2

le matriau le plus universellement employ pour la confection des moules et des noyaux.

5.1.2) Sables spciaux (chromite, olivine, zircon, silico-alumineux) : Tous ces

produits doivent prsenter des caractristiques bien dfinies, comme par exemple :

a) Des proprits chimiques en accord avec celles des liants.


b) Des proprits physiques froid (permabilit) et chaud (rfractaire, dilatation,

capacit et conductivit thermiques, mouillage par le mtal liquide).

5.2. Liants :

Ce sont les deuximes constituants les plus importants employs pour la fabrication des

moules et noyaux en fonderie. Ils doivent en effet donner :

a) La plasticit au sable pour pouser les formes du modle et acqurir ensuite par

durcissement une rsistance mcanique permettant de conserver la forme jusqu la

solidification du mtal ;

b) Le minimum de ractions moule/mtal qui sont des risques de dfauts sur pice

de types piqres ou soufflures.

6. Prparation du sable :

6.1. Prparation du sable :

La prparation et la rgnration des sables rcuprs aprs dcochage se font dans des

installations appeles sableries o les sables sont tamiss, dmotts, concasss, dferrs,

dpoussirs et refroidis (dans certains cas avant dtre malaxs et mlangs dans les broyeurs

avec les apports deau et dadjuvants, bentonite, noir minral, etc.), pour tre ensuite envoys

aux machines mouler.

6.2. Prparation et mise en uvre du sable :

Les sables de ce type peuvent tre prpars en malaxeurs discontinus, mais plus

gnralement, ils le sont dans des mlangeurs continus (figure1-5), vis, linjection des

rsines et catalyseurs se faisant par des pompes doseuses.

Ces appareils peuvent comporter un ou plusieurs bras satellites en fonction de la surface

des zones de moulage desservir.

Ces procds, et notamment le moulage en sable furannique, peuvent tre employs

pour la production, sur des chantiers automatiss, de moules avec chssis ou en mottes et pour

la confection de noyaux.

Figure 1.5 : Mlangeur continu


Chapitre II :

Prsentation du projet .


1- Prsentation du client IHC PARTS & SERVICES BV :

IHC PARTS & SERVICES BV est le leader mondial du march pour le dragage

des fonds marins avec une vaste exprience accumule au fil des dcennies, ses

fournisseurs des produits se trouvent au niveau mondial et ils sont visits par des

spcialistes expriments qui assureront une bonne qualit des marchandises achetes,

parmi ses fournisseurs on trouve la socit MAFODER le leader du secteur fonderie

au Maroc qui fabrique pour celle-ci des organes destins au bateaux dragueurs.

2- Exigences du client IHC PARTS & SERVICES BV :

Parmi les organes qui sont fabriqus la socit MAFODER, on trouve le bouche

daspiration destin la pompe centrifuge de dragage, celle-ci consiste aspirer le mlange extrait des fonds marins, ce mlange contient environ 80% deau et 20% de matires solides tels que le sable, largile et le gravier qui se comportent comme des abrasifs et qui attaquent normment ses organes, sans oublier leffet de la corrosion au quelle ils sont exposs puisquils travaillent dans un milieu trs hostile.

images

Pour y remdier la socit IHC Merwede fait recours une gamme de matriaux

rsistants tels que le MaxiDur 5 (voir annexe 1 : Dessin de dfinition), ces matriaux

sont spcialement conus pour rsister aux forces de l'rosion et la corrosion.

Pour cet effet, il est demand MAFODER de :

Respecter la nuance prcise du matriau des organes (voir annexe). Respecter les tolrances et les spcifications gomtriques de chaque lment

(voir annexe 1).

Respecter la duret souhaite du matriau (voir annexe 1).


3- Problmatiques :

Actuellement MAFODER, le cycle de production des organes de la pompe

prsente un certain nombre de problmatiques savoir :

Le matriau labor na pas la mme duret en chaque point des pices.

Apparition des dfauts de moulage (retassures, criques, inclusions, etc)

qui rendent les pices inexploitables.

Dfaut de planit suprieur 4mm (environ 23mm).

Dfaut dovalisation suprieur 3mm (environ 8mm).

Manque de la matire, diamtre brut est infrieur au diamtre final souhait

aprs usinage.

Cot de revient lev du lutilisation de grandes quantits de sable et au

grand poids de grappe.

Temps unitaire de production trs lev.

Toutes ces problmatiques entrainent des pertes importantes la socit dues

essentiellement au temps de production et au pourcentage de rebut trs levs.

Pour palier aux dfauts de forme des pices, la socit opte provisoirement pour

laugmentation de la surpaisseur dusinage qui rduit le pourcentage de rebut mais

qui prsente des inconvnients qui cote aussi cher savoir :

Temps dusinage trs lev (presque 60 heures).

Usure prmature des outils cramiques et CBN (presque sept plaquettes

carres cramiques par unit).

Perte de la matire.

4- Cahier des charges :

Du fait, il ma t demand de rtudier le processus de production du pour

rpondre aux exigences suivantes :

Dfauts de planit (


Chapitre III :

Etude et conception du modle

et de noyau de la pice


1. Gnralits

II n'existe pas des rgles mathmatiques simples pour concevoir un moule sur le plan

thermique, mais, en respectant quelques principes lmentaires, on se rapproche sensiblement

d'une tude de moulage idale et il suffit, en gnral, de faire quelques rglages au cours de la

mise au point des premires pices pour arriver aux rsultats attendus.

2. Caractristique des matriaux utiliss de la pice tudie

Figure 3 .1 : La pice moule

Cette pice de dimension 449X 1000 est compose dun alliage de fonte blanche dcrit sur

le tableau ci-dessous.

Tableau 3.1 : Caractristiques des matriaux utiliss de la pice

Dsignation Rm

(MPa)

Duret

HRC

Masse

volumique

(g/cm)

Proprits Emplois

EN-GJN-

HV600(XCr14)

300-550

58

7,8

- Trs bonne caractri-

stiques mcaniques.

-Trs bonne rsistance

la corrosion.

-Industrie minire, pices

soumises labrasion.

-Pice sollicit

thermiquement

-Pice dusure


3. Sens de moulage

3.1. Positionnement de la pice dans le moule

La pice est gnralement place verticalement dans le moule pour faciliter le

remplissage de l'empreinte sous l'action de la hauteur de charge.

Le choix de positionnement va dpendre de :

- l'alimentation de la pice

- le dmoulage

- le nombre d'lments du moule

3.2 Dtermination du plan de joint

Le plan de joint du moule est choisit en fonction de la forme de la pice.

Il doit tenir compte :

du remplissage de l'empreinte (jet de coule).

des masselottes.

du dmoulage de la pice.

des contres dpouilles ( viter).

la limite des oprations dbarbages.

Dans notre cas, Il sera dans le plan indiqu sur la figure ci-dessous, ce qui divise la pice

en deux parties.

Figure 3.2 : Plan de joint

4. les rgles du trac

Avant de passer au moulage de la pice demand par le client on doit appliquer certaines

modifications sur le dessin de dfinition tout en respectant les rgles du trac des pices

brutes.


4.1. Les angles vifs

Pour liminer le problme des angles vifs intrieur (les criques, les retassures) et faciliter

le remplissage de lempreinte de la pice, on doit les arrondir.

4.2. Surpaisseurs d'usinage

Les surpaisseurs d'usinage sont prvues pour supprimer l'effet du moulage sur les surfaces fonctionnelles afin d'obtenir la prcision dimensionnelle demande.

Compte tenu du procd utilis, on dtermine la classe de tolrance de la surpaisseur

d'usinage. On se rfre ensuite au catalogue (voir annexe 2 : des surpaisseurs dusinage) pour dterminer la correspondance entre la classe et la valeur en millimtres.

Voila les rsultats des surpaisseurs selon la norme NF A 32 011(voir Annexe 2) :

Cotes nominales Plus grand dimension Surpaisseur dusinage Tolrance

dimensionnelles

450 1200 6,5 3

100 1200 5 2,5

Tableau 3.2 : Surpaisseur dusinage et tolrances dimensionnelles

4.3. Dpouille :

Sachant que notre modle est avec dpouille accentus, et puisque la pice et de grande

taille, la valeur de la dpouille sera de 5% correspondante langle de 3.

4.4. Retrait :

Ils sont composs de deux phnomnes de rtrcissements, lun ltat liquide et contraction de solidification, il sera pour notre cas de 4% 6% (suivant lalliage de fonte

utilis), on adopte 4%, et lautre ltat solide de 1,5 2% pour notre cas on adopte 2%. (Rfrence : prcis de fonderie page 4).

5. Conception du modle et de noyaux

5.1 Modle de la pice :

Objet destin tre reproduit. Il est l'uvre du modeleur et permet dobtenir lempreinte

dans le moule.

Premirement on ajoute les surpaisseurs et les dpouilles trouvs au dessin de dfinition

et on dessine le noyau. Puis, on multiplie les dimensions par les coefficients de retrait. A

partir de ces dimensions, on ralise le modle et les boites noyaux.


5.2 Noyautage

Les formes intrieures et parfois les formes extrieures impossibles de raliser par le

modle de la pice peuvent tre ralises l'aide d'un noyau en sable. Le noyau comporte

une porte pour lui assurer une mise en place prcise dans le moule, ainsi, la porte du

noyau doit avoir un jeu pour viter son crasement lors de remmoulage (voir Annexe 4 : jeu

de Noyau).

5.2. a) Noyau et son jeu

On peut construire une boite noyau pour pice.

Figure.3.3:traage de noyau

la figure 3. 4 : boite de noyau et noyau

Noyau Boite de

noyau


Chapitre IV :

Conception du systme

dalimentation et du remplissage


Introduction

La conception tablie par la socit pour le produit fait intervenir seulement un systme

dalimentation de 4 masselottes sur la surface de la pice (coule en chute).

On a propos de rajouter un systme qui permet dassurer un remplissage et une

rpartition homogne du mtal dans lempreinte.

1. Conception du systme dalimentation de la pice

Au cours du refroidissement d'une pice moule en sable, les phnomnes mtallurgiques et

thermiques provoquent plusieurs types de dfauts. Cest pour quoi on tablit un calcule de

masselottage pour dirige la solidification de la pice vers elle au cours du refroidissement.

Mthode thorique (CTIF*):

Puisque la pice des lments de la section de rvolution

symtriques, on va utiliser juste la demi-section de la pice pour

dterminer lpaisseur quivalente aprs on dduit les dimensions

des masselottes comme la montre la figure ci-dessous :

Figure 4.1: la demi-section de rvolution de la pice

L'paisseur quivalente e est une fonction trois variables

relles positives x, a et b note e(x; a; b) avec :

a : en cas dune section circulaire on prend a= .

x : longueur des lments par apport au raccordement, en cas ou

llment est compris entre deux points chauds x est infini.

b : lpaisseur des lments.

1.1 Dtermination dpaisseur des plaques quivalentes Cas gnral

Calculons e partir des sections de rfrence

Lorsque (a= et x=) on prend e=b.

Lorsque (a= et x=cte), e est dtermin partir de plaque quivalente associ.

Cas particulier Figure 4.2:Cas particulier (cylindre creux et court)

*CTIF : centre technique dindustrie de fonderie.


Plaque quivalente

x= H /2

a = . (d+e) e=e (H/2, , e)

b=e

=2

2+ e=e(x, , b)

1.2 Dtermination des dimensions de la masselotte :

Les dimensions de chaque masselotte sont dtermines de manire que le diamtre D0 de

la masselotte de rfrence est lie lpaisseur eR de la plaque quivalente de la partie de

pice laquelle elle est destine, selon la relation :

Avec K=3 3 ,6 dans le cas dune masselotte dispose sur chant.

La morphologie de la pice et le sens de moulages sont eux qui nous prcisent la

disposition de la masselotte (voir annexe 5 : Mode de remplissage).

Donc : D0 = eR1 .K = 8.18 3 = 2.54 cm = 245 mm

La socit utilise les manchons (masselotte exothermiques) qui ont pour but de garder la

temprature du mtal du coulage jusqu' lachvement de lopration de remplissage.

Le calcul des dimensions dune masselotte manchon isolant ou exothermique conduit

gnralement une rduction notable de la mise au mille sur des pices ou le taux de

masselottage est lev .Avec les produits courant du march de la fonderie on peut tabler sur

une rduction de 20 30% du diamtre dune masselotte ordinaire entoure de sable.

A partir du catalogue on prend la valeur la plus proche, donc on a choisie d= 250 mm

(diamtre intrieur de la masselotte exothermique), dont en dduit les paramtres de la

masselotte cit dans le tableau suivant :

D0 = e .K

Manchon

exothermique


Permane x

SL

Module en

(cm)

Volume de

manchons en

(3)

Diamtre

intrieure en

(mm)

Diamtre

extrieure en

(mm)

La hauteur en

(mm)

SL 10 5,6 9,8 250 305 200

Tableau 4.1:Les paramtres de la masselotte

Pour faciliter la casse de la masselotte et lalimentation de la pice, on utilise un col casser

comme la montre la figure ci aprs :

la figure 4.3 Profil des cols de liaison

Avec d=0,5. d =0 ,5 245=123mm

Et L= 0,15.d= 0,15.252=36,75 mm

2. Mthode de vrification:

2.1. Dtermination du volume de la masselotte

La relation entre le volume de la masselotte et le volume de la pice est comme suit :

Avec k : coefficient li au rendement de la masselotte

r : retrait ltat liquide + contraction de solidification

= 163,2 3 (SolidWorks)

Et k = 4 masselotte exothermique

r = 0,04 (fonte blanche)

Donc : = 0,04 163,24

=26,2 3

> k. r.


On calcul le nombre de masselotte pour avoir :

VM rVp k

Donc le nombre ncessaire des masselottes :

nm= 26,2

9,8 = 2,7 3

On prend les 3 masselottes et on les positionne sur la face de la pice de 120 au lieu de 4

masselottes adopt par la socit (voir figure ci- dessous).

La figure 4.4 :positions des masselottes

2. Conception du systme de remplissage

Le remplissage de lempreinte est assur par un systme dattaque. Il permet damener dans

lempreinte la quantit dalliage ncessaire la venue totale de la pice. Il doit avoir une

descente directe vers le creux de lempreinte et avec un dbit constant.

Il est compos :

Descente de coule : Conduit verticale dirigeant lalliage vers les canaux, en gnral de

section circulaire.

Canaux : Conduit horizontaux (ou peu inclins) dirigeant lalliage vers les attaque.

Attaques : Conduits courts, en gnral de section rduite et de forme plate reliant les

canaux lempreinte de la pice. Leurs dispositions dpendant de la forme de la pice, de

lemplacement des masselottes et de la nature de lalliage.

Pour obtenir une pice compacte, il faut tablir un remplissage en gardant la mme pression

dans les attaques, ainsi que la temprature. Et ce faire, il est prfrable dutiliser un canal

dgressif.la socit adopte pour cette pice un remplissage directe par des manchons sans un

systme dalimentation ce qui peut produire des dfauts dans la pice cest pour cette raison,

on a fait une conception de systme dalimentation pour alimenter la pice de manire

efficace.


Le remplissage seffectuera par une descente de section Sd, deux canaux et 4 attaques.

1. Mthode thorique (CTIF)

1.1. Volume remplir :

V = Volume de cylindre +Volume des masselottes qui se remplissent en mme temps que le

cylindre

V = 163,2 + 29 = 193 3 (par solidwork)

1.2. Mode de remplissage :

la figure 4. 5 Coule en chute- source

Pour un systme de coule en chute source, la hauteur mtallo statique.

Hauteur initiale : Hi = 5 dm

Hauteur finale : Hf = 4 dm H = Hi + Hi.Hf

1+a Hi+(1a) Hf

2

(1)

1.3. Echelonnement :

Fonte blanche alliage faiblement oxydable ltat liquide et plan de joint horizontal avec

profil des sections du canal, on adopterons lchelonnement :

Sd - Sc - Sa

1-

2 -

2

Soit : 1- 1,58 - 1,58


On prend comme coefficient de rendement hydraulique : = 0.65 et comme profil de canal :

canal dgressif. (Voir Annexe 7: Echelonnement dun systme de remplissage)

1.4. Temps de remplissage :

Pour une paisseur de rfrence e= 8,2cm et une surchauffe t = 50C. On prolonge la

courbe du temps pour les alliages de fonte alli on prendra : Tr = 40s (voir annexe 9 : Temps

de remplissage).

1.5. Calcul des sections du systme de remplissage

1.5.1) Descente de coule :

= 0.5 =V

Tr. 2 .

H =4.8 dm

V =193 3 Sd = 25cm d = 57 mm

Tr = 40 s

Avec :

Sd : section de descente du systme de remplissage.

V : volume de grappe de coule.

Tr : temps de remplissage de la grappe de coule.

g : acclration de pesanteur (9,8m /s2

).

H : hauteur de mtallo statique.

: rendement hydraulique du systme de remplissage

Il est recommand davoir une conicit sur le trac le systme de descente.

On a Hd= 300mm et Hb = 200mml

SD= 25 1 + 1,5 =39cm2 d=70mm

1.5.2) canal :

- Section des deux canaux au pied de coule : SC=Sd= 25 cm

- Section dun canal au pied de coule : sC1 = SC

2 = 12,5 cm C = 35 mm

- Section des deux canaux : = .

2 = 251, 58 = 39,5 cm

- Section dun canal aprs divergent : = Sc /2 = 19,75 cm C1 = 50 mm

Pour un canal dgressif on prend comme coefficient de dgressivit i=0,8 (Annexe 8 :

coefficient de dgressivit).

C2=0,8C1=0,850=40mm.


1.5.3) attaque :

- Section des quatre attaque : = .

2 = 321, 58 = 50,5 cm

- Section dun attaque : =

4 = 9.87 cm

Dimension dun attaque : on a l = 4 h et = l.h

Donc : = 4.h h = 17,5mm, l = 71mm

Figure 4.6 : Les dimensions du systme du remplissage

Rsum :

Section de descente : Sd = 25cm d = 57 mm

Conicit de descente : SD=39cm2 d=70mm

Section de coule : = 19,75 cm C1 = 50 mm et C2=40mm.

Section dattaque : = 9.87 cm h = 17,5mm, l = 71mm

2. Mthode thorique (Prcis de fonderie page71et 72) :

2.1. Calcul de la section de descente :

Cest le calcul initial de la section de descente qui conduit la dtermination des

autres lments selon le type dchelonnement choisi.

Sd : section de descente (cm) .

V : volume de lempreinte (3).

t : temps de remplissage (s). = 7,1k V

t H


H : la hauteur mtallo statique (dm).

k : coefficient.

On a : 1,4 < < 1,8 avec M : masse de lalliage coule est gale 1370 kg (par

Solidworks).

Donc : 51< < 66 on prend t = 55 s.

Et V = 164 + 29 = 193 3

On a : Hi = 5 dm et Hf = 4dm (le mme schma que 1 mthode)

Et : (1) H = Hi + .

1+a +(1)

2

H = 4,8 dm

Comme pour la premire mthode on choisi un canal dgressif, et on a choisi comme

chelonnement : alliage liquide faiblement oxydable (voir Annexe 7).

1 /2 /2

Soit : 1 - 1,58 - 1,58

On a H = 4,8 dm

Alors : k = 0, 3 (1+3) +1,5 (page 72) avec 1= 4 dm et 3 =1 dm

Donc : k = 3

Finalement on trouve : = 32,5 cm et =

4 d = 64,5 mm

1.5.2) canal :

On a section de descente : = 32,5cm

- Section des deux canaux : = . =32,51, 54 = 50,05 cm

- Section dun canal : =

2 = 25 cm

1.5.3) attaque :

-Section des quatre attaque : = . = 32,51, 54 = 50 cm

-Section dun attaque : =

4 = 12.5 cm.

Remarque :

Pour le calcul des dimensions du canal et de lattaque, on procde la mme mthodologie

que la premire mthode.


On utilise pour ce procde un chssis cylindrique de diamtre 1800 au lieu dun chssis

cubique de diamtre 1600 mm et de hauteur 900 mm, puis on calcule le poids de sable

utilis par rapport au poids du grappe coule sachant que la masse volumique en vrac de

sable chromite utilis est 2,7g /cm3 et pour la fonte blanche est de 7,8 g/cm

3 (Annexe 3).

On a optimis environ 12% de poids de sable.

(1) Poids DE SABLE

UTILISE (Kg)

(2) Poids DE

GRAPPE (Kg)

RAPPORT

(1) /(2)

(3)Poids de pice(Kg)

Mise en mille (2) /(3)

Paramtre calcul 5680 1578 3,6 1270 1 ,2

Paramtre ralis 6361 1507 4,2 1277 1,18

Tableau 4.2: comparaison des paramtres de la pice

3-Gamme de moulage de la pice

On dcrit les tapes de moulage pour la pice tudie (bouche daspiration).

Etapes Commentaire Croquis

1 On prpare la partie infrieure du moule, en positionne

le chssis sur le modle de bois, puis on met le sable

mlanger avec la rsine et le catalyseur (moulage auto

durcissant) par un malaxeur.

2 Comme pour la premier on prpare la partie suprieure

du moule, on positionne le modle de la deuxime partie

du modle sur la premire .On ajoute dans le modle le

systme de remplissage (descente, canaux et les attaques)

et le systme dalimentation (cols, manchons), et puis on

remplit le chssis avec du sable.

3 Ensuite on spare les deux chssis, puis on retire les

demis modles pour obtenir la fin lempreint qui sera

grav sur les chssis aprs avoir les bien nettoyer ainsi

les peindre puis les bruler afin dliminer les impurets,

lhumidit et avoir un bon tat de surface.


4 on place le chssis infrieur, ensuite on pose le noyau

qui nous donne la forme intrieur de la pice sur

lempreinte infrieur aprs le faire lopration de

peinture de toutes les surfaces qui contact la coule puis

le bruler par le chalumeau.

5

On fait le positionnement des deux moules par ses repre

de moulage.

ensuite, on colle les deux moules suprieur et infrieur

aprs les nettoyer des impurets et de sable dtacher lors

de remoulage.

Puis on met le godet (entonnoir) et la charge sur la moule

suprieur.

7 Une fois la pice refroidie, le moule est dtruit. La pice

est spare par sciage de son dispositif de coule et des

vents, un meulage supprime les bavures.

8 La pice brute de fonderie est alors prte pour le

traitement thermique et lusinage de ses surfaces

fonctionnelles.

4-Gamme et temps dusinage

On dtermine le temps ncessaire pour chaque opration dusinage de pice tudi par le

chois adquate des conditions de coupe et doutillage. On trois oprations dusinage :

Dressage, Chariotage, Rainurage axial et Perage.

1. Formule lmentaire

= =..

en / et =

en /


Figure4.7 : Temps dusinage

Figure 4.8 : contrat de Phase 110

Tt : temps technologique : Cest le temps correspondant au travail de la machine uniquement


Tm : temps humain : Cest le temps correspondant un travail humain physique ou mental

qui dpend uniquement de laction de loprateur.

Figure 4.9 : histogramme de phase 110




Phase 110 Phase120 Phase 200 Total

Temps dusinage 760min=12 h40min 642min=10h42min 149min=2h30min 26h

Le temps dusinage calculer est de lordre de26heurs par contre le temps raliser est de 4 jours (60

heurs) et cette diffrence est cause de :

Grande surpaisseur employ.

Haute duret de la pice.

Disponibilit des machines dusinage.

Variation de pourcentage des conditions de coupe au cours dusinage de la pice.

Manque de motivation des oprateurs.

Disponibilit doutillage.

Changement doutillage au cours dusinage couse des dfauts sur la pice.

Conclusion

Dans cette partie en tablir une conception de systme de remplissage et dalimentation, on

minimisant le poids de sable de12%,et on respectant le rapport de mise en mille inferieur 1,2

Ainsi la rduction du temps dusinage et description de procdure de moulage.


Chapitre V :

Prsentation du processus de

fonderie


1. Processus de fonderie

toutes les phases de la fabrication, s'insrent de nombreuses oprations de mesure et de

contrle (analyse chimique du mtal, analyse des sables de moulage, mesures de tempratures,

contrle tridimensionnel, mtallographie ...). La gestion de la qualit est l'une des cls de la russite

industrielle, particulirement dans les industries de la fonderie, o il faut matriser un nombre lev

de paramtres au cours du processus de production.

Le moulage dune pice MAFODER passe par les tapes suivantes :

Le bureau des tudes-mthodes :

Le bureau des tudes-mthodes ralise l'tude de moulage, prvoit les outillages pour obtenir la

pice et dtermine les moyens employer. Les surpaisseurs d'usinage ainsi que les dpouilles sont

galement dfinies sur l'tude de moulage.

Modelage (Prparation de loutillage) :

Latelier de modelage est charg de la ralisation des modles ncessaire la fabrication des

moules. Les modles sont raliss en bois.

Moulage :

Le moule est ralis par serrage du sable de moulage dans des chssis mtalliques guids et

assembls .Chaque plan sparateur des chssis est appel joint de moulage.

Noyautage :

Le noyau est constitu de sable rfractaire avec un agglomrant qui permet le durcissement,

Aprs la coule, le noyau qui a perdu ses qualits de cohsion sera dtruit pour obtenir une pice

creuse.

Remoulage :

Le noyau est positionn dans le moule l'aide des portes. Le moule est peint laide dun

enduit dalcool, sch, ferm et cramp afin de rsister aux pressions mtallo-statiques.

Fusion :

Les oprateurs de la fusion assurent la prparation des charges ncessaires lobtention des

nuances demandes et la prparation des poches de coules. Le responsable de la fusion assure

le respect des instructions de prparation et de contrle mtallurgique de la nuance.

Le procd utilis pour la fusion du mtal est le procd induction (four induction).

Coule :

L'alliage liquide est introduit dans l'empreinte par un systme d'alimentation constitu d'un

jet de coule avec son entonnoir ; d'un chenal et des attaques. Les dimensions de chacun des

lments de ce systme d'alimentation sont dfinies avec prcision .Les rapports des sections

conditionnent le dbit de coule qui est variable en fonction des formes de la pice et de

l'alliage.


Dcochage :

Le sable constituant l'empreinte est dsagrg sur une grille vibrante aprs.

Aprs un refroidissement et solidification de la pice lair, les moules sont dcochs sur une

grille vibrante ou sur une dcocheuse de capacit 8 tonnes pour sparer les pices des moules.

Grenaillage / sablage :

Lopration de grenaillage a pour but de nettoyer les pices du sable et des impurets. Cette

opration est ralise sur une grenailleuse ou l'aide d'une sableuse.

Ebarbage :

C'est l'opration de dbarrasser des systmes dalimentation et des masselottes des pices

grenailles. Le systme d'alimentation est spar de la pice par sciage ou trononnage et

refondu. Le rapport poids de la pice brute / poids de la pice livre est un des lments du prix

de revient de la fabrication.

Traitement thermique :

Les pices coules doivent subir un traitement thermique. Le type du traitement thermique

est fonction de la nuance et de la fonction des caractristiques intrinsques de la pice.

Usinage:

Les pices sont usines et contrles selon les spcifications des clients.

Contrles et essais :

Aprs les oprations de finition et dusinage les pices subissent des contrles et des essais

selon les spcifications des clients :

contrle dimensionnel.

contrle mtallurgique.

essai de charpie.

contrle de sable.

contrle de duret.

Peinture et montage :

Les pices sont peintes selon la spcification des cahiers des charges des clients. Les

surfaces usines sont peintes avec du verni pour les protger contre la corrosion.

Stock :

Les pices fabriques, leurs tats finales, sont stocks pour les livrer ensuite dans les dlais

prciss dans le cahier des charges.


Voici un organigramme qui reprsente les diffrents processus de fabrication dans une

socit de fonderie de la conception de produit jusqu' son contrle de livraison.

Figure 5.1 : organigramme reprsente le processus de fabrication de fonderie


Figure 5.3 : les tapes de fabrication dune pice de fonderie


2. Dfauts de fonderie et leurs remdes

2.1Gnralits.

Il sagit dexposer les moyens et les mthodes de contrle de qualit du produit moul.

Il est bien entendu que pour arriver ne rebuter quun nombre minimum de pices (pour

assurer le prix de revient minimum), il faut contrler toutes les phases de la fabrication dune

pice de fonderie savoir:

Etude du moulage.

Fabrication des outillages.

Elaboration de lalliage liquide.

Moulage.

Coule.

Dcochage des pices.

Parachvement des pices.

Pour le contrle de pice de fonderie nous examinerons successivement :

Les principaux dfauts de fonderie qui causent le rebut dune pice.

Les contrles non destructifs des pices.

2.2 Dfauts de fonderie

a) Retassure.

Ce dfaut se caractrise par une cavit interne ou externe parois rugueuse. La cause

principale est le retrait ltat liquide de solidification.

Le mcanisme de formation de ce dfaut est le suivant :

La solidification commence le long des parois du moule et progresse vers le centre de la

pice.

Chaque couche solidifie a subi dabord le retrait liquide puis, surtout, le retrait de

solidification. Le mtal liquide alimente les couches en cour de solidification, mais plus la

solidification progresse, plus le volume restant combler augmente et ceci par laddition des

retraits. Ce volume peut tre dbouchant ou interne suivant le type de dalliage ( intervalle de

solidification ou eutectique) et la configuration de la pice.

Ce dfaut peut tre galement caus par un trac dfectueux de la pice et par un systme

dalimentation insuffisant : mauvais emplacement de celui-ci et volume des masselottes

insuffisant.


b) Crique.

Cest un dfaut de surface qui se produit pendant la solidification de la pice et qui a

laspect dune fissure dirige dans un sens de perpendiculaire celui du retrait ltat solide.

La cause principale de est donc le retrait de linaire, ou ltat solide des parties dj

solidifies et qui na pu seffectuer librement par suite dun obstacle qui est la partie moulante

correspondants.

Pour remdier ce dfaut :

Augmenter la rsistance chaud de lalliage par action sur la composition

chimique.

Modifier le trac de la pice.

Modifier le trac du moule et/ou les matriaux de moulage ou leur

composition.

c) Soufflures et piqures.

Ce sont des cavits internes ou externes provoques par un dgagement gazeux travers

lalliage encore liquide.

Les origines peuvent tre :

Alliage gaz pendant llaboration et les manutentions et qui libre les gaz

pendant la solidification.

Dgagement de vapeur deau du sable.

Entrainement dair la coule et mauvais tirage dair dans le moule.

Raction moule mtal.

Trace dhumidit.

d) Abreuvage et mtallisation.

Il sagit dune pntration de lalliage de dans le sable. Le degr maximum dabreuvage est

la mtallisation totale du moule.

Les causes sont :

Un sable de trop forte granulomtrie et pas assez rfractaire.

Un serrage insuffisant du sable et un systme de coule crant un point

chaud.

Temprature de coule leve.

Alliage trop fluide par prsence dlment (exemple : le phosphore dans le

bronze).


e) Reprise.

Ce dfaut est le rsultat dune mauvaise soudure de deux veines de mtal arrivant de deux

directions diffrentes. Evidement, la pice peut se rompre cet endroit prcis.

Les causes sont :

Une temprature de coule trop basse.

Coulabilit insuffisante de lalliage.

Mauvais trac de la pice.

Dbit dalliage dans le moule trop faible.

f) Gales et dartres.

La silice du sable de moulage se dilate et la couche superficielle de lempreinte se

dforme, se soulve et permet lalliage de passer en dessous. Des inclusions de sable dans la

pice sont possibles.

Les causes sont :

Le sable est trop plastique.

Le serrage du sable est trop important.

Surchauffe dune paroi du moule.

la temprature de coule et le temps de coule du moule mal dfinit.

-a4va5s trac d4 *5ce

g) Trempe partielle.

Pour les pices en alliage ferreux, une partie de la structure est blanche. Les causes sont

un refroidissement trop rapide dune partie de la pice (mauvais trac ou emplacement

dfectueux dun refroidisseur) ou une composition chimique incorrecte (par exemple : taux de

silicium trop bas pour une fonte grise).

h) Formes incorrectes

La partie intrieure de la pice est dporte par rapport la partie extrieure.

Les causes principales sont :

excs de jeu dans les portes de noyaux. mauvais remmoulage par dfaut de reprage.

Remdes possibles

bien caler les noyaux dans les repres. assurer un remmoulage prcis par repres dtrompeurs.

i) Pices dformes

Trois cas sont envisageables.

Premier cas :

La pice est dforme par rapport aux cotes du dessin d'une faon systmatique.


Causes principales :

modle dform de par la nature des matriaux utiliss dans sa construction, de par sa conception et de par les mauvaises conditions de stockage.

Remdes possibles :

viter l'emploi de matriaux de construction sensibles aux tempratures et aux conditions atmosphriques.

stocker les modles sans porte--faux.

Deuxime cas :

La pice est dforme par rapport aux cotes du dessin mais non d'une faon systmatique.

Causes principales : il faut chercher ces causes au niveau :

des conditions de fabrication. des manutentions. du verrouillage des moules.

Remdes possibles :

viter toute dformation partielle du modle lors du montage sur la machine. renforcer les chssis, pour en augmenter la rigidit; assurer un serrage homogne du sable. verrouiller les chssis entre eux sans serrage excessif

Troisime cas :

Description du dfaut : la pice prsente localement, ou mme dans son ensemble, des

dformations par rapport au dessin, au moule, et au modle (sable).

Causes principales

le retrait est contrari par le trac de la pice, par le masselottage et le systme de coule.

dmoulage prmatur ou trop brutal; dformation aprs usinage, par libration des contraintes.

Remdes possibles

reprendre, lorsque c'est possible, le trac de la pice. bien s'assurer d'un serrage trs homogne du sable. rechercher une solidification isotherme de la pice. viter les dmoulages trop chauds pour diminuer les risques de dformation. stabiliser les pices de forme complexe la fin des oprations de

parachvement.


Chapitre VI :

AMDEC PROCESSUS


1. HISTORIQUE DE LAMDEC Lorigine de cette mthode remonte aux annes 1950 aux tats-Unis. Cependant, la

vritable mise en application en Europe un niveau important na dbut que dans les annes

80. Ce sont principalement les constructeurs automobiles qui ont permis le dveloppement de

cette technique en Europe en raison de leur puissance dachat auprs des sous-traitants et par

leurs exigences en matire de qualit.

Aujourdhui, cette mthode est largement rpandue dans tous les secteurs dactivit, et pour

toutes les tailles de socits. Autrefois centre sur les produits manufacturs, on la retrouve

aujourdhui dans de nombreuses entreprises de services pour valider un produit immatriel.

On peut citer par exemple des organisations telles que les Jeux olympiques ou la Coupe du

monde de football qui peuvent utilement avoir recours lAMDEC pour valider les diffrents

scnarios mis en place.

La mthode a t cre partir de la ncessit de valider toutes les tapes de la vie du

produit pour obtenir en fin de compte la satisfaction du client. Les diffrentes tapes valider

sont les suivantes :

Dfinition du concept du produit : Il faut vrifier que toutes les attentes du client seront

satisfaites.

Dfinition du produit : Il faut vrifier que la conception du produit garantira les attentes du

client.

Dfinition du procd de fabrication : Il faut vrifier que les spcifications Bureau dtudes

pourront tre ralises 100 % par le procd de fabrication.

Dfinition de la gamme de montage : Le procd de montage doit garantir les conditions de

fonctionnement BE.

Dfinition dune organisation ou dun service : Dans le cas dun service, il faut vrifier que

le procd corresponde aux attentes du client et que lorganisation nengendre pas de

dfaut.

Pour toutes ces tapes, on trouve diffrents types dAMDEC dont les plus rpandus sont :

AMDEC Produit Il permet de verrouiller la conception des produits lorsquils sont encore au stade de la conception. Elle consiste tudier les plans dun produit afin de dtecter prventivement les

situations qui peuvent conduire une fonction non ralise ou mal ralise.

AMDEC Processus

Il permet de valider la gamme de fabrication dun produit afin quelle satisfasse les caractristiques dfinies par le bureau dtudes. Elle consiste rechercher dans une gamme de fabrication lensemble des situations qui peuvent engendrer des produits dfectueux.

AMDEC Moyen ou Machine

Il se focalise sur un moyen de production afin de :


diminuer le nombre de rebuts. diminuer le taux de panne.

augmenter la capabilit.

AMDEC Organisation

Il permet de valider lorganisation qui doit fournir un service.

AMDEC Scurit

Il est sensiblement la mme que lAMDEC Moyen, mais la gravit des dfaillances sera alors centre sur loprateur et non sur le produit.

2. AMDEC Processus

L'AMDEC produit/process est utilis pour chiffrer le risque encouru en cas de dfaillance

d'un composant coupl la probabilit d'occurrence et le risque de non dtection lors de la

fabrication (ou contrle qualit pice).

Sigle

Le signe A.M.D.E.C. signifie Analyse des Modes de Dfaillances et de leur Criticit .

Objectif

LAMDEC processus produit a pour objectif dobtenir une fiabilit ou une maintenabilit

optimale d'un processus (ou d'un produit) en mettant d'abord en vidence les points risques

pour les rduire ensuite par des mesures appropries.

Il doit se mettre en uvre en groupe de travail impliquant les diffrents acteurs concerns

par la pice (fabrication, qualit, client, ).

2.1 Dfinition PROCESSUS

On appelle "Processus", lensemble des enchanements de tches lmentaires ainsi que les

moyens correspondants, ncessaires l'laboration d'un produit.

La dcomposition fonctionnelle d'un processus peut se prsenter graphiquement sous la

forme d'un diagramme flux.

2.2 CRATION DU GROUPE DE TRAVAIL

Le groupe est compos:

- d'un animateur garant de la mthode.

- d'un pilote garant de l'analyse et de son aboutissement.

- de reprsentants des fonctions concernes par l'analyse du processus (tudes, mthodes,

fabrication, qualit, etc).

2.3 CONSTITUTION DU DOSSIER

Avant le dmarrage de l'analyse, le groupe doit avoir:

- Le dessin du produit fabriquer. - de la gamme de fabrication. - du schma opratoire dtaill du processus.

- des contrats de phase. - La fonction du produit et ses contraintes. - Son environnement.

- les objectives qualits et fiabilit du produit.


2.4 DROULEMENT DE LA MTHODE

Elle se droule en 5 tapes:

- tape 1: Analyse et hirarchisation des dfauts potentiels. - tape 2: Recherche des actions correctives. - tape 3: Rvaluation des dfauts aprs proposition d'actions correctives.

- tape 4: Planification et mise en place des actions prvues. - tape 5: Confirmation des actions.

2.4.1 Analyse et hirarchisation des dfauts potentiels

A partir du diagramme flux, le groupe doit passer en revue toutes les oprations composant

le processus:

- rechercher les dfauts potentiels sur le produit, imputables l'opration analyse.

- dcrire, avec prcision, Leffet pour le ou les clients, de chaque dfaut potentiel identifi. - numrer toutes les causes possibles du dfaut potentiel, pouvant tre gnres par le

processus.

Cette analyse permet:

- D'EVALUER les dfauts partir d'une triple cotation

Note "D": Probabilit de non dtection du dfaut l'opration, compte-tenu des contrles et

des systmes anti-erreur (poka-Yoks) prvus.

Note "O": Frquence d'apparition du dfaut engendr par la cause -"O"(occurrence)

Note "S": Gravit de l'effet retenu du dfaut, pour le ou les clients.

- DE CALCULER l'indice de criticit"C" L'indice de criticit de chacune des causes de dfaut est obtenu par le produit des notes - D -

probabilit de non dtection, - O - probabilit d'occurrence, et - S - gravit.

C = D x O x S

Cet indice tablit une criticit relative du dfaut. Plus il est lev, plus le dfaut considr est

proccupant.

DE HIERARCHISER les dfauts partir des indices de criticit et de recenser ceux dont l'indice "C" est suprieur une limite "CL" dfinie par le groupe.

2.4.2 Recherche des actions correctives

Le groupe, pour les notes de criticit prises en compte, dsigne les responsables de recherche

des actions correctives.

2.4.3 Rvaluer les dfauts aprs proposition d'actions correctives.

De la mme manire que pour la 1re valuation des dfauts, une nouvelle note de criticit

sera calcule, prenant en compte les actions correctives.

En rgle gnrale, dans le cadre de l'AMDEC processus, seules les notes concernant le

processus peuvent tre modifies, savoir: la non dtection"D" et l'occurrence"O". Deux cas peuvent se prsenter:

Le nouvel indice de criticit ne montre pas une amlioration sensible du processus, d'autres

actions correctives doivent tre recherches, conduisant un indice amlior.

Le nouvel indice de criticit est jug satisfaisant, les responsables doivent mettre en uvre les actions prvues.

2.4.4 Planification et mise en place des actions prvues.

Le pilote planifie la mise en uvre des actions prvues.


2.4.5 Conformit des actions.

Toutes les actions seront confirmes par des mesures pratiques qui seront incorpores au

dossier.

GRILLE POUR LVALUATION DE LAMDEC PROCEDE

Indice de gravit

Indice de probabilit d'occurrence

Indice de non-dtection


3-Tableaux AMDEC Processus :

Tableau 6.1: AMDEC Processus


4-Diagramme Pareto

Le diagramme de Pareto est un outil graphique danalyse, de communication et de prise de dcision trs efficace.

Figure 6:1 reprsentation graphique de diagramme de Pareto

Zone A


On remarque que 80% de dfauts de fonderie correspondent 50% des oprations ce qui

ncessite un contrle rigoureux de diffrents paramtres du processus durant la fabrication.

5-Contrle process :

Pour viser lobjectif de la qualit totale de ses produits ainsi que leurs conformits aux

cahiers des charges, lindustrie de la fonderie doit sappuyer sur les plus rcentes avances

scientifiques et techniques en matire de contrle et de suivi du processus de production.

Les contrles de fonderie contribuent directement une meilleure matrise des processus de

production et dbouchent sur un nouvel tat desprit fond sur la qualit totale, la recherche du zro dfaut, ou le bien faire ds la premire fois. Ceci se ralise par limplication de tous

les acteurs de lentreprise. Ces contrles permettent de vrifier, chaque stade du processus de fabrication, la

conformit des variables de la production.

Ci-dessous les diffrentes tapes de contrle au cours de processus.

Processus Contrle Moyen de contrle

Modelage

- Contrle de modle et de boite noyau (retrait,

surpaisseur..).

-Mtre retrait, gabarit

- Vrifier les bonnes conditions de stockage de

modles.

-Visuels.

Moulage

-Contrle la qualit de sable :

- Humidit.

- Granulomtrie.

- Porte feu.

- tuve

- analyse granulomtrie

- Four a moufle

-Contrle de duret dans le moule

Durometre

-Contrle de mlange sable / catalyseur/ rsine

pour rgler le temps de durcissement de sable.

Visuel


Fusion

-Contrle de temprature de fusion.

Canne de pyromtrie

-Contrle de charge applique et de dcrassant

employ.

Balance

-Contrle de temps et de temprature de coule.

-Chronomtre et Canne de

pyromtrie

-Contrle la nuance de lalliage.

-Contrle de temps entre le remmoulage et la

fusion

-Analyse Spectrographique

Traitement

thermique

-Contrle de duret de la pice.

-Contrler la position de la pice dans le four

-Duromtre

-visuel

6-La traabilit

La traabilit du produit permet un suivi dans ses phases de production, mais galement

pendant sa dure de vie. Ainsi, grce au marquage des pices, un vnement impliquant la

tenue en service dune pice moule de scurit peut tre mis en vidence, et lon peut, ainsi,

remonter toute la filire de production, depuis la fonderie, en amont, au niveau des

fournisseurs.

Il permet danalyser les tapes de production de produit dans le cas dapparition des dfauts

sur le produit, puis corriger ce dfauts pour qui napparaisse pas dans un autre produit . Car pour la pice tudie, la socit a fabriqu 3 pices rebutes, donc il va falloir un contrle

prcis avec une traabilit de toutes les tapes et un plan de surveillance du produit pour

dtecter les dfauts sils existent et les corriger.

Marquage des pices

Il est prfrable de dfinir le marquage des pices sur les plans, dfaut, il faut donner les

modalits du marquage :

- sur une zone restant brute de fonderie. - par collage dtiquette sur lemballage de livraison lorsque les pices sont trop petites. -

Les documents contractuels prciseront les diverses indications qui devront figurer sur la

pice :

- le logo ou le repre du fondeur.


- la nuance de lalliage (par exemple, sur les pices de voirie seront mentionnes la nature de lalliage (acier moul ou fonte graphite sphrodal) ainsi que la charge maximale supporte par le passage dengins).

- le numro de modle ou de plan. - le repre de traabilit : numro de coule, dordre ou tout autre repre permettant la

traabilit entre les pices et les documents de contrle.

Archivage

Pour enrichir son exprience, la fonderie se doit de constituer une base de donnes ralise

partir des rsultats obtenus lors des contrles effectus sur les pices produites, plus

particulirement lorsque leur ralisation a ncessit une tude approfondie.

La fonderie peut se trouver dpositaire dune pice type, afin de constituer une rfrence

dans le cas davaries impliquant la pice de fonderie en service, ou encore, plus simplement,

pour constituer la rfrence des prochaines sries de pices produire.

Larchivage peut avoir galement un cadre rglementaire dfinissant les modalits de

conservation de tous les documents relatifs aux contrles effectus sur la pice qui a t livre

et ses paramtres dlaboration.


CONCLUSION

Ce stage constitue le pivot de ma carrire professionnelle. Il ma permis de faire une transition progressive entre lenseignement thorique perue durant ma formation et lapplication directe de lensemble de mes acquis et des comptences dveloppes au cours de mes stages antrieurs, dans diffrents domaines ainsi il ma donn lopportunit de confronter le milieu de travail et ses problmes, dans un domaine trs vaste plein de connaissances pratiques : cest la fonderie quest un mtier de savoir faire dont la qualit de la fabrication dpend de trs nombreux paramtres.

Pour viser lobjectif de la qualit totale des produits ainsi que leur conformit aux cahiers des charges, lindustrie du fonderie doit sappuier sur les plus rcentes avances scientifiques et techniques en matire de contrle et de suivi de processus de

production.

Le travail ralis dans ce projet consiste remdier aux dfauts de fabrication lors

du moulage de la pice : bouche daspiration pour les bateaux de braquage.

Pour ce faire on a t amen

- Amliorer le processus de fabrication en rajoutant un systme de remplissage

dcrit par la CTIF.

- Appliquer une tude AMDEC Processus pour vrifier et amliorer la gamme de

fabrication de produit.

cet effet, la rdaction dun plan de contrle dfinissant les diverses procdures suivre constituera, pour un fondeur qualifi, un auxiliaire indispensable et un outil de

traabilit pour la production de pices de qualit, et pour le client, lassurance dune dmarche de progrs


ANNEXE

Wearmet Maxidur Max-Plate

Wearmet

S1 Wearmet

S2 Wearmet

S3 Maxidur

5 MaXense MaXtop

Lignes

Les lignes droites

Coudes de branches

La bouche d'aspiration

Pompes

Turbine

Tles d'usure

Bague paulement

La bouche d'aspiration

Bague de roue portant

Visser une brosse

Revtement de dcharge

Revtement de couverture d'aspiration

Draghead Tles d'usure

Porter des blocs


Annexe 1: dessin de dfinition

Annexe 2 : Surpaisseur dusinage et Tolrance dimensionnelle : NF A 32 011


Annexe 3: proprit de lalliage : fonte blanche

Annexe 4: JEUX DES NOYAUX


Annexe 5 : Mode de remplissage

Annexe 6: Retraits volumiques R%des fontes blanches et daciers


=surchauffe par rapport au liquidus

Annexe 7: Echelonnement dun systme de remplissage

Alliage Profil des

sections du

canal

Echelonnement

(Hi, en dm)

Remarques

Oxydable

Dgressif

1

1

1

0,95

1

Hi

>1,1

1

Hi

Hi100mm et Tr 200mm

Faiblement

oxydable

Dgressif

1

1

1

0,95

1

Hi/2

>1,1

1

Hi/2

Hi100mm et Tr 200mm

Non

oxydable

uniforme

1

1

1

2

1

1

Nombre dattaque3

Nombre dattaque>4

Dgressif

1

1

1

0,95

1

Hi

>1,1

1

Hi

Hi100mm

Hi>100mm

Alliage

50C

150C

Fontes blanche

Cq=3%

4

6

Acier

Ct=0,8

6

7

Acier

Ct=0,8

5

6


Annexe 8: Coefficient de dgressivit

Annexe 9 : Temps de remplissage


BIBLIOGRAPHIE

HUBERT Devaux Etudes de moulage de pices diverses

Exemples dapplication des mthodes CTIF de masselottage et

remplissage. dition 1982

G.FACY et M.POMPIDOU Prcis de fonderie. Mthodologie,

production et normalisation Edition AFNOR 1983.

www.ihcmerwede.com.

http://www.ihcps.com.

Techniques de lingnieur.

M. HUBERT Devaux Trait pratique de masselottages des

pices moules en sable.

Daniel DURET et Maurice PILLET Qualit en production De lISO 9000 Six Sigma dition dOrganisation 2005.

Andr CHEVALIER Jacques BOHAN, Albert MOLINA Guide

pratique de la productique dition HACHETTE.

Claude BARLIER et Ren BOURGEOISMmotech- productique-

conception et dessin dition CASTEILLA. Cours OFFPT dtermination des temps de fabrication. Claude BARLIER et Benoit POULET Mmotech- Gnie

mcanique productique- mcanique dition CASTEILLA. H.LONGEOT et L.JOURDAN Construction industrielle

DUNOD 1988.

Cours Professeur A. EL BARKANYmasselottage et remplissage

de moule

Cours Professeur A. EL BARKANY cours de fonderie

Documents

Optimisation de cout de revien - STITOU Houcine_317.pdf