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Modélisme Arsenal, Naval, Aérien, Terrestre et Autres.

    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème.

    Stearghall
    Commissaire Général des Fontes
    Commissaire Général des Fontes

    Stearghall

    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème.

    Une demande d'aide a été formulée ICI par notre membre "Aline 1300" il y a quelques jours.
    Vous trouverez son chantier de construction sur le Radoub du Ponant ICI

    Nous vous proposons dans ce sujet de suivre ce travail en binôme destiné à réaliser en technique C.F.A.O.
    deux grilles de protection pour les propulseurs d'étrave du modèle naviguant radiocommandé de Aline 1300 :
    Un remorqueur de port Aero-Naut au 1/32.
    Ces grilles concernant un modèle naviguant, nous faisons le choix de les finaliser en alliage d'acier Chrome Cobalt,
    afin que les pièces soient totalement insensible à la corrosion, y compris en eau de mer.

    Nous rappelons au passage à notre membre "Aline 1300" les termes de notre "deal" à savoir
    qu'à réception des pièces qui lui seront fournies en totale gratuité, elle s'engage à donner l'exclusivité du montage
    de son modèle à notre site Le Radoub du Ponant, sous peine de se voir facturer la réalisation des éléments en question.

    Prenant en compte les plans cotés d'Aline,
    Jean-Claude alias "crabe" débute donc cette réalisation par une étude de plans sous logiciel Rhino 5.
    La finalité de cette première étape de conception assistée par ordinateur étant d'obtenir un fichier d'impression 3D,
    Jean-Claude occulte donc l'apparence décorative pour se concentrer sur les côtes, la justesse du tracé et l'état de surface.
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge00110

    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge00210

    Une fois les plans validés par le binôme, une impression 3D des pièces est réalisée en matériau PLA.
    Le choix du PLA pour ce process de fabrication devient incontournable, car la caractéristique première de ce matériau
    qui devient également un énorme atout pour le métallurgiste, est qu'il se consume au four sans laisser de résidu.
    Les résidus de calcination nuisant fortement à la "propreté" de la coulée, de part le simple fait que le métal en fusion
    se solidifiera autour, formant ainsi une multitude de petits cratères appelés également "porosités".  

    Les clichés suivant montre clairement le manque volontaire de température de fusion du PLA,
    de telle sorte à ce qu'il crée de lui-même une trame d'accroche qui réceptionnera une pellicule de cire de modelage.
    L'explication de cette particularité d'impression vous sera détaillée plus loin dans le sujet, lors de la phase métallurgique.
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge00310

    Etat de surface du PLA permettant l'imprégnation de cire de modelage.
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge00410

    Trois pièces rigoureusement identiques sont ainsi imprimées pour la dernière étape de cette réalisation :
    Le remplacement du matériau PLA par de l'acier Chrome Cobalt haute fusion (I.F. à 1390/1480°C).

    Nous allons maintenant procéder au remplacement du matériau PLA
    par un alliage Chrome Cobalt via la technique de moule perdu, cette étape n'est ni plus ni moins que du prototypage.

    Un film de cire à modeler est apposé sur toute la surface des pièces.
    Ce film de cire est destiné à remplir trois fonctions importantes qui permettront d'obtenir de belles coulées métallurgiques.
    -1) Le PLA, matériau plastique, a une fâcheuse tendance à l’expansion lorsqu'il est soumis à forte température.
    La pièce devant être enrobée dans un moule réfractaire, toute expansion incontrôlée créerait une tension capable de faire fissurer le moule.
    La cire étant un matériau totalement inerte fondant à très basse température,
    lors de la mise au four du moule elle libérera très rapidement et sans aucune contrainte les interstices créées entre les trames de PLA,
    autorisant ainsi une expansion contrôlée du matériau en cours de brulage.
    -2) Le film de cire représente également l'épaisseur de métal qui sera usinée après la coulée métallurgique,
    pour l'obtention de l'état de surface souhaité permettant ainsi de recaler la cote d'épaisseur souhaitée.
    Ici l'état de surface souhaité par Aline est simplement sablé en vue d'une mise en peinture donc la couche de cire est minimalissime.
    Si les pièces avaient été demandées polies miroir, l'épaisseur de la couche de cire aurait du être augmentée.
    -3) Le film de cire est également utilisé pour d'éventuelles corrections de formes, d'imperfections d'état de surface ...

    Pièce brute de PLA
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge00310

    Pièce cirée
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge00510

    Pièce brute de PLA
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge00410

    Pièce cirée
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge00610

    Pièce cirée
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge00710

    Nous procédons maintenant à la préparation des pièces prototypes pour la mise en moule avec sur le cliché qui suit,
    la mise en place des tiges d'injection métallurgique. Les tiges sélectionnées sont de forme rectangulaire pour casser
    l'effet de tournoiement du métal qui est inévitablement obtenu avec l'utilisation de tiges d'injection cylindriques.
    Le tournoiement du métal lors de l'injection est un des facteurs agravant de création de cratères de masse appelés également porosités.
    Vous remarquerez une fois de plus, qu'aucune tige d'évent n'est mise en place,
    matière à réflexion pour les adeptes de ce travail supplémentaire inutiles ciblant un pseudo effet de pompe !
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge00810

    La pièce ainsi préparée est pesée pour évaluer avec précision la quantité d'alliage à injecter.
    Ici nous avons une patrice qui pèse 1,1 grammes, ce qui donnera 11 grammes à couler pour cet alliage spécifique,
    auquel il convient de rajouter 8 grammes pour l'obtention d'une poussée suffisante et de la masse de culot optimale
    qui remplira la fonction de nourrice lors du refroidissement de la pièce métallique.    
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge00910

    La patrice est positionnée sur un cône d'injection, base du moule de remplissage.
    Ce cône en forme d'entonnoir, dirigera efficacement et très rapidement le métal en fusion vers les tiges d'injection.
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge01010

    Le cylindre de coulée du moule est positionné sur son cône ...
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge01110

    ... le moule est alors rempli de matériau réfractaire capable de résister à des températures avoisinant les 2200°C
    L'intervalle de fusion d'un alliage Chrome Cobalt se situe autour de 1450°C, la température de coulée est en conséquence portée à 1600°C  
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge01210

    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge01310

    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge01410

    20 minutes après le début de remplissage du matériau réfractaire, celui-ci ayant atteint sa prise totale,
    le moule est déposé du cône de coulée et le cylindre retiré.
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge01510

    Nous pouvons aisément observer sur cette macro :
    - Le cône d'injection par lequel l'alliage en fusion va débuter le remplissage du moule.
    - La bifurcation des tiges d'injection dans le fond du cône.    
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge01610


    Dernière édition par Stearghall le Ven 11 Sep 2020 - 17:01, édité 2 fois
    Stearghall
    Commissaire Général des Fontes
    Commissaire Général des Fontes

    Stearghall

    Nous procédons maintenant à l'étape de coulée métallurgique avec :

    - 1) La mise au four du moule réfractaire.

    Le four sera monté à une température de 1100°C en trois paliers précis.
    - Le premier à 280°C stabilisé pendant 30 minutes afin de permettre l'élimination de la cire et le ramollissement du PLA
    - Le deuxième à 600°C stabilisé pendant 30 minutes pour permettre l'élimination du PLA.
    - Le troisième à 1100°C pour atteindre la température de coulée du moule et ainsi limiter le choc thermique.
    Le choc thermique correspondant dans ce cas à la différence entre la température du moule lors de la coulée métallurgique
    et celle de l'alliage en fusion entrant dans le moule.
    Une trop forte différence induirait des dégradations importantes :
    - 1) Du moule, pouvant même conduire à des fissures et sa détérioration totale.
    - 2) De la coulée en elle-même car l'alliage entrant dans un moule bien en dessous de sa température de fusion
    ne remplirait pas complètement toutes les zones du moule donc notamment les plus fines.
    Faites entrer par exemple du plomb dans un moule qui sort du réfrigérateur et vous n'obtiendrez guère plus
    que le remplissage du cône d'injection. Par contre placez le moule au four à une température avoisinant de très près
    celle de l'intervalle de fusion du plomb et vous obtiendrez une superbe coulée de plomb sans plus jamais avoir besoin
    d'utiliser des évents, des pseudos artifices pour limiter l'effet de pompe et tout un tas d'autres artéfacts n'apportant que du travail supplémentaire !
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge01710

    La dernière phase de stabilisation à température de coulée étant terminée ...  
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge01810

    - 2) La fonte et la coulée métallurgique.
    La fonte de l'alliage est réalisée électriquement grâce à la puissance de l'induction
    à l'aide d'un appareillage spécifique plus communément nommé : Fronde de coulée à induction.
    L'alliage est fondu dans un creuset non graphité afin de ne pas polluer la coulée.
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge01910

    Son injection dans le moule de coulée est réalisée par force centrifuge ... à quelques G
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge02010

    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge02110

    - 3) Le refroidissement.

    La phase de coulée métallurgique terminée, le moule est placé sur un tiroir de refroidissement.
    Sa température de refroidissement ne sera pas brusquée, il refroidira à température ambiante
    jusqu'à ce qu'il puisse être saisie à main nue en toute sécurité.
    Pour info, le temps de refroidissement d'un moule de cette proportion, pour cette quantité d'alliage refroidira en 45 minutes.    
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge02210

    Lorsque la température du moule est descendue au point de pouvoir le saisir à main nue,
    la pièce est dérochée autrement dit, débarrassée du plus gros de son enveloppe de matériau réfractaire.  
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge02310

    Le nettoyage complet de la pièce est obtenu par sablage, dans un premier temps avec de l'oxyde d'alumine 250 microns,
    puis avec de l'oxyde d'alumine 50 microns pour être terminée avec de la bille plastique "Perlaplast" 50 microns afin de lui
    conférer un aspect satiné.
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge02410

    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge02510

    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge02610

    Viennent ensuite les étapes d'usinage :
    Tronçonnage des tiges d'injection, ébavurage, rectification des cotes si besoin mais ce ne sera pas le cas avec ces grilles.
    L'étape d'usinage s'achève par un sablage à l'oxyde d'alumine 50 microns qui confèrera un état de surface parfaitement
    adapté à une mise en peinture sans aucune préparation préalable puisque ces pièces sont réalisées à l'aide d'un alliage
    complètement inoxydable.
    Grilles de propulseurs d'étrave pour remorqueur de port au 1/32ème. Ge02710

    Ainsi s'achève ce travail en binôme pour venir en aide à une de nos membres : Aline 1300.

    Aline je ne te rappelle pas les termes de notre accord, car tu peux le constater avec ce sujet,
    tout a été fait pour te procurer des pièces prototypes d'une grande qualité.
    Trois pièces t'ont été expédiées par chronopost suivit, que tu recevras avant la fin de la semaine,
    tu n'en souhaitais que deux, la troisième est un bonus pour la boite à rabiot pour le cas ou !

    J'ai eu grand plaisir une nouvelle fois à faire équipe avec un modéliste, administrateur et non moins ami.
    Merci Jean-Claude alias "crabe" pour ce petit job fort sympathique et totalement désintéressé.


    Dernière édition par Stearghall le Ven 5 Juin 2020 - 21:06, édité 1 fois
    Stearghall
    Commissaire Général des Fontes
    Commissaire Général des Fontes

    Stearghall

    Aline,

    nous n'avons plus de nouvelle de ton chantier de construction ... et de nos grilles.

    Un petit signe de vie de ta part serait fort sympathique a020

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