Réduction des coûts avec l'alimentation en vide des procédés de moulage à mousse perdue

Maulburg - GussStahl Lienen (GSL) produit des pièces de fonderie de grande qualité en utilisant un procédé de moulage à mousse perdue (procédé Lost Foam) pour un certain nombre d'industries d'ingénierie, de construction et d'équipement automobile. GSL jouit d'une excellente réputation dans l'industrie et est fière d'appliquer ce procédé spécial de moulage depuis plus de vingt ans. Lorsqu'elle a voulu installer l'alimentation en vide pour ses moules, GSL a fait confiance à la technologie de l'entreprise Dr.-Ing K. Busch GmbH.
Pompes à vide et systèmes de vide Busch

Avec sa ligne de production de mousse perdue, GussStahl Lienen produit des pièces en acier moulé de 0,2 à 100 kgs. GLS dispose aussi d'un atelier de moulage de résine froide de Furan pour des pièces en acier moulé et son propre assemblage de modèles. Les activités de GSL en matière de procédés de mousse perdue remontent à plus de 20 ans et l'entreprise a acquis à ce titre un immense savoir-faire dans ce domaine. Le procédé de mousse perdue permet à l'acier moulé d'être coulé dans des composants aux formes géométriques adaptées. L'utilisation de modèles en mousse évaporable (plus connus sous le nom de modèles « perdus ») dans un moule entier permet d'obtenir des pièces coulées sans arête, taillées sur mesure et d'une qualité de surface exceptionnelle.

Les modèles de mousse, assemblés en grappes, sont ensuite recouverts d'un enduit fin en céramique perméable au gaz puis sont séchés. Les grappes de modèles sont alors moulées dans une matière à mouler à grain fin, sans liant.
Par vibration, la matière à mouler sablonneuse recouvre totalement le modèle de mousse. Le vide est appliqué depuis le bas avant de démarrer le processus de moulage. Ce vide a pour fonction de comprimer la matière à mouler et de fournir ainsi au moule la stabilité nécessaire. Lorsque le processus de moulage démarre, le vide extrait les vapeurs et les gaz libérés par l'évaporation du modèle en mousse. Ainsi, le métal liquide peut pénétrer entièrement dans l'évidement pré-établi par le modèle en mousse et aucun gaz d'entraînement ou de cavités ne se formeront dans le métal. Les pompes à vide dirigent les gaz extraits et les résidus de la mousse évaporée vers le système de postcombustion.
Grâce à ce procédé de mousse perdue, GSL fabrique des moulages qui ne dégagent que très peu d'émissions et consomment peu d'énergie.
La technologie du vide contribue en grande partie à ces résultats.

À l'origine, l'usine de moulage à mousse perdue de GSL était équipée de deux pompes à anneau liquide fonctionnant chacune avec un moteur de 22 kW. Ces pompes exigeaient un certain degré de maintenance. De plus, l'eau servait de fluide de fonctionnement et traversait les pompes au cours d'un cycle partiel. Un contrôle de la quantité d'eau et son suivi étaient par conséquent indispensables. D'autre part, les gaz extraits s'accumulaient parfois dans l'eau             pour former des condensats agressifs qui venaient attaquer les matériaux situés à l'intérieur des pompes à anneau liquide dont certaines pièces devaient constamment être remplacées. Cette situation entraînant des arrêts préjudiciables pour l'usine de moulage qui fonctionne avec deux équipes.                                                        

Le responsable d'exploitation, Klaus Buchholz, souhaitant vivement éviter ce type de situation, a alors pris contact avec l'entreprise Dr. Ing. K. Busch GmbH pour remplacer ses pompes à anneau liquide.

Busch aurait pu se contenter de lui fournir deux pompes à anneau liquide adéquates, fabriquées dans des matériaux capables de résister aux condensats générés, mais les spécialistes du vide de Busch ont choisi de procéder autrement et se sont rendus sur place, à Lienen, pour observer    le procédé. À la suite de cette visite, ils ont recommandé une autre solution technique au responsable d'exploitation, Klaus Buchholz, qui consistait à remplacer les deux pompes à anneau liquide par un roots trilobe Busch de la série Tyr (fig. 1) et d'adapter un filtre en amont de la soufflante. Le roots trilobe Tyr a une vitesse de pompage équivalente à celle des deux pompes à anneau liquide autrefois utilisées quand elles fonctionnaient ensemble. Grâce à la technologie rotative sans contact (fig. 2), elle ne nécessite pas de fluide de fonctionnement et, par conséquent, la compression des gaz et des vapeurs extraits est une procédure complètement sèche. De cette manière, les condensats ne peuvent plus s'accumuler dans le fluide de fonctionnement ce qui était le cas avec les pompes à anneau liquide. Les très petites particules ou condensats aspirés sont filtrés par le filtre situé en amont et ne pénètrent jamais à l'intérieur du roots (fig. 3).

Grâce à cette solution, le responsable d'exploitation Klaus Buchholz a pu résoudre plusieurs problèmes en même temps et obtenir une alimentation en vide totalement fiable et la sortie est constante. Même après plus d'un an de fonctionnement, le roots trilobe Tyr n'a jamais connu de défaillance. Il a également constaté de nettes réductions de sa consommation énergétique. En effet, le roots trilobe Tyr fonctionne avec un moteur de 22 kW qui, à lui seul, fournit la même vitesse de pompage et la même puissance de vide que celles fournies par les deux pompes à anneau liquide équipées chacune d'un moteur de 22 kW.
Les coûts énergétiques ont ainsi pu être été divisés par deux.
 


Les avantages en un coup d'œil :

    •  Consommation énergétique divisée par deux
    •  Pas d'arrêt dû aux réparations
    •  Vitesse de pompage constante et fiable
    •  Maintenance réduite
    •  Pas de fluide de fonctionnement
    •  Pas de contamination due aux fluides de fonctionnement
    •  Occupe très peu d'espace


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