Fonte minérale

Structure géométrique de base

Le moule est fait de bois, acier, aluminium, PVC, silicone, polyamide ou une combinaison de ces matériaux. Les principaux critères pour la sélection du matériau de moulage appropriée sont les suivants:

• le nombre estimé de pièces à produire par un moule,
• la précision requise et la qualité de surface des composants en fonte minérale,
• la taille et le poids,
• les variantes envisagées dans la coulée,
• le coût et le temps.

La conception du moule, le calcul et la construction du moule sont effectués parallèlement à la construction de la pièce. Les critères de conception du moule doivent être pris en compte pour assurer la précision géométrique et une grande rigidité statique et dynamique:

• La conception des surfaces fonctionnelles principales du moule est essentielle pour la précision.
• Les moules sont surtout faits de tôle. la géométrie de base est conçue à partir d'éléments simples

Intégrations des composants mécaniques

Comme il s'agit d'un procédé de moulage à froid, des douilles filetées, des plaques d'acier, des ancres de transport, des câbles et canalisations, des cellules « S» et des cellules creuses peuvent être coulés directement dans le composant de fonte minérale.

Afin d'en assurer ultérieurement un fonctionnement optimal, tous les composants mécaniques doivent être fixés solidement, car leur position ne peut plus être corrigée ensuite et parce que des forces de portance importantes se développent au cours de la coulée, et risquent de les déplacer s'ils ne sont pas suffisamment bien attachés. Il faut s'assurer lors de la conception du composant et surtout plus tard lors de la construction du moule, de ne pas obstruer la circulation de matériel ou de l'évacuation du moule.

Si les trous taraudés sont trop près du bord ou si le composant en fonte minérale a une configuration de trous avec des trous d'ajustages, des pièces spéciales sont coulées dedans. Ces pièces spéciales (profilés, plaques) sont ancrées dans le composant en fonte minérale avec des vis à tête hexagonale.

Surfaces opérationnelles

Comme décrit dans la section sur l'exactitude, de bons moules permettent d'obtenir une précision maximale d'environ +/ - 0,1 mm/m. Beaucoup d'éléments ont cependant une surface d'ajustages pour les autres pièces, ce qui requiert clairement une plus grande précision, par exemple pour la fixation des systèmes de guidage linéaire, ou de surfaces de montage ou de glissement. Il est donc impératif d'intégrer ces surfaces fonctionnelles afin d'atteindre les tolérances spécifiées. Actuellement, SCHNEEBERGER utilise principalement les quatre procédures qui suivent afin de créer les surfaces nécessaires:

• L'usinage de la fonte minérale - cette procédure consiste à verser de la fonte minérale en excès et à l'usiner ensuite par fraisage ou meulage afin d'obtenir la taille exacte voulue.
• L'usinage des pièces moulées - cette procédure consiste à mouler les pièces métalliques, telles que les pièces en fonte et en acier, dans la fonte minérale et à les usiner une fois que la coulée a durci.
• La coulée double - cette procédure consiste à verser environ 2 mm de moins de fonte minérale que la taille nécessaire. Une fois le moule enlevé, une deuxième coulée consiste à verser une très fine couche de matériau avec un gabarit de positionnement précis.
• Le coulage ultérieur des pièces de métal - cette procédure consiste à mouler les pièces de haute précision après le retrait du moule à l'aide de jauges de positionnement.

Analyse par éléments finis

La méthode d'analyse par éléments finis permet de calculer les différentes caractéristiques de la géométrie des composants et de la conception des machines. Une utilisation typique est le calcul des déformations sur la base ou les composants des machines et la dérivée de la géométrie optimisée à partir de ces résultats. De plus, la dynamique de température et la réponse vibratoire peuvent désormais être déterminées très précisément. Quelques exemples pratiques, tels que la diminution de la déformation de composants d'une machine textile (Cetex) ou la réduction des vibrations régénératives des tours (Boehringer Werkzeugmaschinen GmbH) grâce à un meilleur comportement d'absorption de la fonte minérale en comparaison directe avec des systèmes soudés ou coulés, ou l'optimisation du comportement thermique (SCHNEEBERGER AG).

Transport et installation

Transport

Les composants en fonte minérale doivent être fixés solidement au cours du transport. Des grues, des chariots élévateurs et des camions sont utilisés pour le transport. En outre, des ancres et des rails adaptés doivent être fournis.

Installation

En principe les mêmes règles s'appliquent pour l'installation de crémaillères en fonte minérale que pour l'acier ou la fonte grise. Les fondations spéciales sont très importantes notamment pour les machines de grande taille parce que, dans leur forme typique de fondations pour moteur faisant 70 à 90% de la masse totale d'une machine, elles garantissent une grande résistance à la torsion et une masse d'inertie importante, tout en permettant d'atteindre la précision voulue grâce à un fonctionnement doux de la machine.

Des fondations de machine d'une taille adaptée sont cruciales en présence de pièces particulièrement lourdes/ et ou de la grande quantité de main d'oeuvre nécessaire, ou de charges d'impact soudaines, sous peine d'entraîner inévitablement l'enfoncement de la machine, et de ne plus parvenir à la précision géométrique standard aujourd'hui dans l'ensemble de l'espace de travail. Les machines avec un réglage à trois points constituent une exception à cette règle car leur précision ne dépend pas des fondations.

Des matériaux sur mesure pour tous les projets

Nos experts SCHNEEBERGER Mineralgusstechnik développent diverses formulations adaptées sur mesure aux projets/applications des clients. Notre clientèle bénéficie ainsi de la meilleure combinaison possible entre utilité technique et prix avantageux.

Fonte minérale SCHNEEBERGER et ses domaines d'application

SCHNEEBERGER Mineralgusstechnik couvre une grande partie des secteurs et des produits, comme vous pouvez le voir dans les exemples ci-dessous.

Présence: Nous disposons de nos propres sites locaux de production sur les marchés européens et asiatiques et de nos propres bureaux commerciaux dans la plupart des pays industrialisés. 

Secteurs: Le nombre de secteurs dans lesquels la fonte minérale propose des avantages inégalés pour nos clients augmente très rapidement. Voici quelques exemples de secteurs dans lesquels nous sommes actifs:

• Machines-outils 
• Pick & place
• Conditionnement
• Laser
• Electronique
• Optique
• Technologie médicale
• Secteur alimentaire
• Ecran plat (matériel d’inspection)

Produits: Nos applications couvrent des produits de différente taille. Voici quelques exemples des différents secteurs.

Une technologie irremplaçable.

La fonte minérale de SCHNEEBERGER présente des avantages incomparables, qui prennent toute leur importance dans l’industrie optique.

Quiconque travaille avec des composants et des surfaces optiques, des lentilles industrielles ou du verre pour lunettes par exemple, ne peut pas se permettre de prendre des raccourcis quand il s’agit de la qualité de la surface, de la précision et de la productivité. Après tout, la vue de leurs clients en dépend, tout comme la capacité des fabricants de machines à être concurrentiel dans l’industrie optique. Des machines puissantes peuvent fabriquer plus de 100 verres de lunettes en une heure, avec des niveaux de qualité constants et reproductibles. Afin de concilier l’ingénierie dynamique avancée et la géométrie requise du produit tout en maintenant la meilleure précision, les constructeurs de machines ont besoin de bâtis dont l’amortissement des vibrations et la stabilité thermique sont exemplaires, ce qui ne peut être obtenu qu’en utilisant la fonte minérale. Cela fait de nous un partenaire indispensable pour les fabricants d’équipements de production, non seulement pour l’optique de haute qualité industrielle, mais aussi pour les verres de lunettes fins. La fonte minérale SCHNEEBERGER est produite par un procédé de moulage à froid à partir de minéraux et de résine époxy. Grâce à des méthodes de production spécialement mises au point, nous sommes en mesure de parvenir à fabriquer des surfaces de références exceptionnellement parallèles et planes, que ce soit pour monter des guidages ou d’autres composants de précision tels que les instruments de mesure ou moteurs linéaires. Comme SCHNEEBERGER fabrique à la fois les bâtis en fonte minérale et les guidages linéaires, nous sommes en mesure d’ajuster les surfaces d’appui des guidages de façon à obtenir l’adéquation optimale avec chaque type de guidage et chaque application spécifique. Cela garantit des mouvements particulièrement linéaires, parallèles et sans à-coups, et par conséquent des solutions économiques et techniquement optimales.

Example d'application

Histoire

Fonte minérale SCHNEEBERGER et la géométrie des produits

Un avantage significatif de la fonte minérale est que les structures/bases géométriquement les plus complexes peuvent être fabriquées sans avoir besoin d'autres procédés. L'emploi nécessaire d'un outil adapté (moule) est normalement amorti en peu de temps. Les douilles filetées, les plaques de montage, les broches de fixation, etc. sont prémoulées et fournies dans la phase de conception du moule, ce qui élimine le besoin d'opérations complexes ou coûteuses de finition ou d'usinage. Cela signifie bien sûr des cycles de rotation beaucoup plus courts, ce qui est de plus en plus important de nos jours.

Liant

Le liant, parfois appelé matériau de liaison, est constitué de résine et d'un durcisseur et après validation de la formule, les matériaux de remplissage spécifiques selon l’application sont ajoutés. La résine époxy est utilisée, par opposition à la résine de méthacrylate, et les résines polyester présentent moins de contraction (rétrécissement du volume) et un temps de traitement amélioré. Lorsque le liant est versé, il agit également comme lubrifiant entre les éléments du matériau de remplissage, améliorant ainsi les caractéristiques d'écoulement. Aucune réaction chimique ne peut se produire entre le matériau de remplissage et le liant. Les pièces moulées contenant des résines époxy comme liant ne conviennent pas à des températures de fonctionnement supérieures à 80 °C.

Avantages des résines époxy

• Faible viscosité pour de bonnes caractéristiques de flux
• Garantit une bonne lubrification du matériau de remplissage utilisé
• Temps de gélification élevé
• Durcissement par précipitation, combiné à des exothermes ba
• Bonnes propriétés mécaniques (tension, compression, flexion, module d'élasticité, dilatation thermique)
• Bonnes propriétés chimiques, par ex. résistance aux liquides agressifs
• Bon comportement
• Les résines époxy sont approuvées pour utilisation dans l'industrie alimentaire.

   

Quartzite comme matériau de remplissage

Les matériaux de remplissage, aussi appelés granulats, constituent la base de la fonte minérale. Différentes formules ou mélanges sont disponibles de SCHNEEBERGER, ce qui garantit que les propriétés de chaque produit de fonte minérale respectent les contraintes de l’application spécifique du client. Un quartzite naturel est utilisé avec différentes grosseurs de grain. Puisque les caractéristiques de la fonte minérale sont principalement déterminées par les caractéristiques de ces matériaux de remplissage, des exigences spécifiques s'appliquent à leur densité, résistance à la traction et à la compression, module d'élasticité, leur coefficient de dilatation thermique et leur conductivité de la chaleur.

Des adjuvants non minéraux peuvent également être ajoutés partiellement aux matériaux de remplissage.

Des galets de quartz à haut degré de pureté et très bonnes propriétés mécaniques sont utilisés.