Épreuve E4 - BTS Fonderie - juin 2018

Mise en situation

La fonderie MesCarters SA est spécialisée dans le moulage permanent en coquille gravitaire et basse pression.

Le bureau d'étude vient de recevoir un client pour l’étude d’une production d’un nouveau carter de boite de vitesses type Powerquad Ref Carter 16-006, pour équiper une nouvelle série de tracteurs John Deere® 6000/6010/6020.

Extrait du cahier des charges

• Pièce : carter de boite de vitesse Powerquad ref 16-006
• Domaine : agriculture
• Alliage : EN AC-42100 KT6
• Rm mini : 230 MPa
• Masse du brut ébarbé : 14,9 kg
• Masse volumique : 2 670 kg·m-3
• Pièce noyautée : oui selon première analyse du bureau d’étude
• État de livraison : brut
• Tolérance générale : 0,9 - 1,3
• Rugosité générale sur 100%
• de la partie interne de la pièce : Ra 6 maxi (celle-ci a une influence sur le ruissellement de l’huile dans la boite de vitesse)
• Nombre de moules : 1
• Nombre d'empreintes par moule : 1

Objectif de production, contraintes

• les premiers prototypes seront à livrer sur le site de production au 4ème trimestre 2018,
• à partir de 2019, la production sera de 8 000 pièces / an dès la première année sur 5 ans,
• les pièces sont à livrer chez le client sur le site de production à Leipzig en Allemagne.

Travail demandé

Le sujet comporte 5 parties indépendantes qui peuvent être traitées dans un ordre indifférent.

Partie 1 - Choix du process de moulage en fonction de la faisabilité
L'objectif de cette partie est de vérifier l’aptitude des moyens de production de l’entreprise à répondre à la demande du client.
L’entreprise dispose d’un four modèle K, KF 240/12. Nous devons vérifier que sa capacité permettra d’assurer la production journalière prévue.

Partie 2 - Respect des caractéristiques dimensionnelles et géométriques
Pour cette partie, nous nous placerons dans le cas de figure suivant :
Moulage en moule métallique gravitaire de l’alliage Al-Si 7 Mg (retrait 12,5 0/00).
L’objectif de cette partie est de vérifier si le procédé de moulage retenu permet de respecter les caractéristiques dimensionnelles et géométriques du carter et de proposer, le cas échéant, une cotation partielle de la pièce brute et de l’outillage.

Partie 3 - Choix de l’alliage
L'objectif de cette partie est de valider :
- les propriétés de fonderie de la nuance souhaitée par le client,
- la résistance mécanique (Rm) exigée dans le cahier des charges qui peut être atteinte sans traitement thermique.

Partie 4 - Positionnement du noyau pour le passage d’huile
Une première étude de moulage conclut à devoir utiliser un noyau sable pour réaliser le passage d’huile dans la pièce.
La forme fonctionnelle de ce noyau est définie sur le dossier technique.
L’objectif de cette partie est de proposer un procédé de fabrication de ce noyau.

Partie 5 - Élaboration d'un devis
L’objectif de cette partie est de réaliser un devis estimatif, du coût global et par pièce, à proposer au client afin de valider la commande.