La chape et la chape sont simplement les parties supérieure et inférieure d'un moule de fonderie. La chape se place en bas et la chape en haut ; ensemble, elles forment une cavité de moule complète, prête à recevoir le métal en fusion.
Le châssis, généralement en métal ou en bois, maintient les deux moitiés du moule ensemble et contient le sable. À l'intérieur du châssis, la partie inférieure et la partie supérieure du moule se rejoignent le long d'une ligne appelée ligne de joint. Cette ligne est cruciale car c'est à cet endroit que le modèle est divisé. La partie supérieure du modèle est placée dans la partie inférieure, et la partie inférieure dans la partie inférieure. Une fois les deux moitiés séparées, on peut retirer le modèle et créer la cavité du moule.
Pourquoi utiliser deux moitiés de moule plutôt qu'un seul ? La réponse est simple : les pièces complexes présentent souvent des contre-dépouilles, des passages internes ou des particularités impossibles à extraire d'un moule monobloc. En divisant le moule en deux, on peut démouler proprement le modèle sans abîmer le sable.
Le procédé commence par le placement du moule (la partie inférieure) à l'envers sur une planche à mouler. Le modèle, qui est en fait une reproduction de la pièce à couler, est positionné à l'intérieur du moule. Ce dernier est rempli de sable vert, un mélange de sable, de liant (généralement de l'argile) et d'eau pour lui assurer sa forme. Les ouvriers utilisent un procédé de damage, souvent accompagné de vibrations, pour tasser fermement le sable autour du modèle.
Une fois le frein bien tassé et le sable raffermi, la partie supérieure (le capot) est placée par-dessus. À ce stade, des goupilles d'alignement (que nous détaillerons plus loin) empêchent les deux parties de bouger. On remplit ensuite le capot avec du sable vert autour de la partie supérieure du modèle jusqu'à ce que le tout soit bien tassé.
C’est là que le véritable savoir-faire entre en jeu. Une fois le chapiteau et le contre-châssis séparés, il faut extraire le modèle sans abîmer la cavité de sable. Le fondeur utilise un outil d’extraction – une tige enfoncée dans le modèle – qu’il tapote doucement dans toutes les directions pour le détacher.
Le gabarit est retiré avec précision, laissant une cavité parfaite dans le sable. L'ouvrier devra peut-être prêter attention aux angles de dépouille — de légères conicités intégrées au gabarit qui facilitent l'extraction. Les gabarits ont généralement angles de dépouille d'au moins 1 degré pour empêcher le sable de coller et de se briser.
Après avoir retiré le modèle, il faut creuser de petits passages dans le sable pour guider le métal en fusion vers la cavité. Le canal d'alimentation est le principal conduit vertical par lequel le métal pénètre. Le point d'injection relie le canal d'alimentation à la cavité du moule. Les fondeurs creusent ces passages à la main, à l'aide d'outils spécialisés qui permettent de creuser des canaux dans le sable.
Le moule et le contre-moule sont réassemblés et serrés. Les goupilles d'alignement garantissent un alignement parfait des deux moitiés. Le métal en fusion s'écoule par le canal d'alimentation, traverse l'orifice de coulée et remplit la cavité du moule. Le métal remplit l'espace laissé par le modèle, en prenant sa forme exacte.
En refroidissant et en se solidifiant, le métal se rétracte légèrement et forme l'ébauche de la pièce. Une fois suffisamment refroidie, on ouvre le moule en séparant à nouveau la chape et le chaînon, puis on enlève le sable pour révéler la pièce moulée.
Ce sont des goujons ou des tiges qui s'insèrent dans des trous correspondants, tant dans la chape que dans le bâti. À la fermeture du moule, les goupilles se mettent en place et verrouillent les deux moitiés, assurant un alignement parfait.
La ligne de joint est le point de rencontre entre la chape et la partie creuse, et elle détermine la division de la pièce. Une ligne de joint idéale traverse la partie la plus épaisse de la pièce moulée, en évitant les angles et les géométries complexes.
Le moulage par transfert utilise un modèle unique à deux faces monté sur une plaque métallique. Les deux moitiés de la pièce (contre-pièce et contre-pièce) sont moulées simultanément de chaque côté de la plaque. Ce procédé convient aux pièces de taille moyenne produites en séries modérées, mais le modèle devient trop lourd et encombrant pour les très grandes pièces.
Le procédé Cope and Drag est préférable pour les pièces de grande taille ou les faibles volumes de production. Le procédé Match-plate est préférable pour une production régulière et en grande série de pièces moulées de taille moyenne.
Optez pour la technique de moulage par friction pour les pièces moulées complexes de grande taille ou les pièces sur mesure, pour lesquelles l'utilisation d'outillage coûteux n'est pas rentable. C'est la meilleure solution si vous avez besoin de flexibilité de conception et que vous pouvez accepter le caractère manuel du processus.
Pour le moulage de petites pièces simples en grande quantité, les méthodes automatisées rapides seront plus avantageuses. Si vos pièces sont minuscules et exigent des tolérances serrées, d'autres méthodes seront peut-être plus appropriées. Mais pour les pièces moulées grandes et complexes où la qualité et la rentabilité sont essentielles, le moulage par injection et par frottement reste le choix logique.
Le moulage par chape et par traîne représente une approche fondamentale de la fabrication des métaux, perfectionnée au fil des siècles. Ces deux moitiés de moule — la chape en haut et la traîne en bas — permettent de mouler des formes complexes qu'il serait impossible de réaliser autrement.
Ce système excelle grâce à son équilibre entre rentabilité, flexibilité de conception et fiabilité éprouvée. Il n'existe pas de méthode plus économique pour réaliser une pièce moulée complexe de grande taille, et les procédures établies garantissent des résultats fiables. C'est pourquoi les fonderies du monde entier utilisent encore cette méthode pour tout, des moteurs automobiles aux équipements industriels.
