{"id":13767,"date":"2021-05-29T08:54:05","date_gmt":"2021-05-29T07:54:05","guid":{"rendered":"https:\/\/metalpie.com\/blog\/investment-casting-process\/"},"modified":"2021-05-29T08:54:05","modified_gmt":"2021-05-29T07:54:05","slug":"processus-de-moulage-a-la-cire-perdue","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/metalpie.com\/fr\/blog\/processus-de-moulage-a-la-cire-perdue\/","title":{"rendered":"Processus de moulage \u00e0 la cire perdue"},"content":{"rendered":"

Moulage des m\u00e9taux<\/a> est une technique contemporaine qui a une longue histoire. Diverses formes m\u00e9talliques sont obtenues par le processus de moulage des m\u00e9taux en versant du m\u00e9tal en fusion dans la cavit\u00e9 d'un moule, o\u00f9 il refroidit avant d'\u00eatre retir\u00e9 du moule. Toutefois, le proc\u00e9d\u00e9 de moulage \u00e0 la cire perdue est l'un des proc\u00e9d\u00e9s de moulage de m\u00e9taux les plus r\u00e9pandus dans l'industrie manufacturi\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n

Qu'est-ce que la fonderie de pr\u00e9cision ?<\/h2>\n\n\n\n

Le processus de moulage \u00e0 la cire perdue est parfois connu sous le nom de moulage \u00e0 la cire perdue. Il y a des milliers d'ann\u00e9es, l'humanit\u00e9 a vers\u00e9 du m\u00e9tal en fusion dans un moule en c\u00e9ramique jetable, faisant du moulage \u00e0 la cire perdue l'une des premi\u00e8res m\u00e9thodes industrielles.<\/p>\n\n\n\n

Les pi\u00e8ces moul\u00e9es \u00e0 la cire perdue en acier inoxydable sont des produits coul\u00e9s \u00e0 la cire perdue de tous les jours qui poss\u00e8dent une couche d'oxyde de chrome int\u00e9gr\u00e9e qui leur conf\u00e8re des qualit\u00e9s anticorrosives sup\u00e9rieures \u00e0 celles d'autres mat\u00e9riaux. Les pi\u00e8ces moul\u00e9es en acier inoxydable sont utiles pour les applications militaires, m\u00e9dicales et industrielles en raison de leur r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion.<\/p>\n\n\n\n

Le moulage \u00e0 la cire perdue permet de cr\u00e9er des pi\u00e8ces exactes avec un minimum de d\u00e9chets, d'\u00e9nergie et d'usinage ult\u00e9rieur. Elle peut \u00e9galement garantir la fabrication de pi\u00e8ces tr\u00e8s complexes. Pour les ing\u00e9nieurs concepteurs, ce sc\u00e9nario rend la technique du moulage \u00e0 la cire perdue extr\u00eamement utile.<\/p>\n\n\n

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Processus de coul\u00e9e \u00e0 la cire perdue<\/em>Corrado Poli, dans Design for Manufacturing, 2001<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Processus de moulage \u00e0 la cire perdue<\/h2>\n\n\n\n

Le processus de moulage \u00e0 la cire perdue n\u00e9cessite l'utilisation d'une matrice m\u00e9tallique, de cire, de c\u00e9ramique, de boue, d'un four, de m\u00e9tal en fusion et de toutes les machines n\u00e9cessaires pour le sablage, le d\u00e9coupage ou le meulage.<\/p>\n\n\n\n

Voici le processus de fabrication, \u00e9tape par \u00e9tape, de diverses formes m\u00e9talliques. <\/p>\n\n\n\n

Premi\u00e8re \u00e9tape : cr\u00e9ation d'un mod\u00e8le<\/h2>\n\n\n\n

Un mouliste professionnel ou des artistes sculpteurs r\u00e9alisent un mod\u00e8le ma\u00eetre en cire, en argile, en bois, en acier ou en plastique, en fonction des sp\u00e9cifications du produit final.<\/p>\n\n\n\n

Il consid\u00e8re la tol\u00e9rance de retrait pour la forme g\u00e9n\u00e9r\u00e9e de la cire et du mat\u00e9riau de coul\u00e9e, le nom \"master pattern\" pour la double tol\u00e9rance de retrait. Il utilise un mod\u00e8le dont les caract\u00e9ristiques sont identiques \u00e0 celles de l'objet fini, \u00e0 l'exception d'une marge de dilatation thermique.<\/p>\n\n\n\n

Les dessins en cire sont souvent moul\u00e9s par injection sur une matrice m\u00e9tallique et produits en une seule pi\u00e8ce. Dans ce cas, vous pouvez utiliser les noyaux pour cr\u00e9er des motifs internes.<\/p>\n\n\n\n

En fonction de la taille, de la forme et du mat\u00e9riau utilis\u00e9, cette m\u00e9thode peut n\u00e9cessiter quelques essais et erreurs pour obtenir une taille et une forme parfaites, ce qui rend ces moules co\u00fbteux.<\/p>\n\n\n\n

Un syst\u00e8me central d'injection de cire relie plusieurs mod\u00e8les pour produire un assemblage en forme d'arbre \u00e0 ce stade (carotte, coulisses et contremarches). Le syst\u00e8me d'injection cr\u00e9e des chemins pour le m\u00e9tal en fusion lors de son approche de la cavit\u00e9 du moule.<\/p>\n\n\n\n

Deuxi\u00e8me \u00e9tape : Cr\u00e9ation du moule<\/h2>\n\n\n\n

L'artiste-fabricant fabrique le ma\u00eetre-moule \u00e0 partir d'un moule adapt\u00e9 au ma\u00eetre-mod\u00e8le. Si le ma\u00eetre-mod\u00e8le est en acier, il peut \u00eatre coul\u00e9 directement \u00e0 partir du dessin en utilisant un m\u00e9tal \u00e0 point de fusion plus bas.<\/p>\n\n\n\n

Vous pouvez \u00e9galement couler les moules en caoutchouc \u00e0 partir du ma\u00eetre mod\u00e8le. Il est \u00e9galement possible de fabriquer un ma\u00eetre-moule sans avoir besoin d'un ma\u00eetre-mod\u00e8le.<\/p>\n\n\n\n

Troisi\u00e8me \u00e9tape : Production du mod\u00e8le en cire<\/h2>\n\n\n\n

Bien que l'utilisation de motifs en cire soit courante, vous pouvez \u00e9galement utiliser d'autres mat\u00e9riaux tels que le plastique et le mercure congel\u00e9. Il existe deux m\u00e9thodes pour cr\u00e9er des motifs en cire.<\/p>\n\n\n\n

L'une des m\u00e9thodes consiste \u00e0 verser la cire dans le moule et \u00e0 l'agiter jusqu'\u00e0 ce qu'une couche uniforme, d'une \u00e9paisseur typique de 3 mm, recouvre la surface int\u00e9rieure du moule. Cette proc\u00e9dure se poursuit jusqu'\u00e0 ce que l'\u00e9paisseur du motif souhait\u00e9 apparaisse.<\/p>\n\n\n\n

Une autre approche consiste \u00e0 remplir tout le moule de cire fondue et \u00e0 la laisser se solidifier.<\/p>\n\n\n\n

Si vous avez besoin d'un noyau, deux possibilit\u00e9s s'offrent \u00e0 vous : la cire soluble ou la c\u00e9ramique. Il est pr\u00e9vu que les noyaux en cire soluble fondent hors du rev\u00eatement avec le reste du motif en cire, tandis qu'il est possible d'enlever les corps en c\u00e9ramique une fois que l'objet est solidifi\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Quatri\u00e8me \u00e9tape : Assemblage des patrons de cire<\/h2>\n\n\n\n

Vous pouvez g\u00e9n\u00e9rer plusieurs mod\u00e8les de cire et les int\u00e9grer dans un seul mod\u00e8le colossal. Il est coul\u00e9 en une seule fois. Cette \u00e9tape permet d'assembler les patrons \u00e0 une tige de cire pour former une grappe de patrons ou un arbre dans le cas pr\u00e9sent.<\/p>\n\n\n\n

Vous aurez besoin d'un outil chauffant pour faire fondre doucement des surfaces de cire sp\u00e9cifiques, qui sont ensuite plac\u00e9es l'une contre l'autre et laiss\u00e9es \u00e0 refroidir et \u00e0 se raffermir pour assembler les motifs.<\/p>\n\n\n\n

R\u00e9alisez un arbre de plusieurs centaines de motifs. Vous pouvez \u00e9galement r\u00e9aliser des motifs \u00e0 la cire, qui consistent \u00e0 frotter les lignes de s\u00e9paration ou les flashs avec un instrument m\u00e9tallique chaud. Enfin, habillez les motifs pour qu'ils ressemblent \u00e0 des objets finis.<\/p>\n\n\n\n

Cinqui\u00e8me \u00e9tape : Application du mat\u00e9riel d'investissement<\/h2>\n\n\n\n

Le moule en c\u00e9ramique, \u00e9galement appel\u00e9 rev\u00eatement, est fabriqu\u00e9 en r\u00e9p\u00e9tant une s\u00e9rie d'\u00e9tapes d'enrobage, de stucage et de durcissement jusqu'\u00e0 ce qu'il atteigne l'\u00e9paisseur n\u00e9cessaire.<\/p>\n\n\n\n

L'enrobage consiste \u00e0 immerger une grappe de mod\u00e8les dans une fine boue de mat\u00e9riau r\u00e9fractaire, puis \u00e0 l'\u00e9goutter pour obtenir un rev\u00eatement de surface homog\u00e8ne. Les mat\u00e9riaux d\u00e9licats, souvent appel\u00e9s \"prime coats\", conservent les bonnes caract\u00e9ristiques du moule au cours de cette premi\u00e8re phase.<\/p>\n\n\n\n

Le stucage incorpore de grosses particules de c\u00e9ramique dans les dessins en les plongeant dans un lit fluidis\u00e9, en les pon\u00e7ant \u00e0 l'aide d'une ponceuse humide ou en appliquant les mat\u00e9riaux \u00e0 la main. Les rev\u00eatements peuvent \u00eatre durcis apr\u00e8s le durcissement. Ce processus se poursuit jusqu'\u00e0 ce que le rev\u00eatement atteigne l'\u00e9paisseur souhait\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

Laissez les moules de rev\u00eatement s\u00e9cher compl\u00e8tement, ce qui peut prendre de 16 \u00e0 48 heures. Acc\u00e9l\u00e9rez le s\u00e9chage en utilisant un aspirateur ou en r\u00e9duisant l'humidit\u00e9 ambiante. Vous pouvez \u00e9galement fabriquer des moules \u00e0 rev\u00eatement en disposant des grappes de motifs dans un flacon, puis en versant le mat\u00e9riau de rev\u00eatement liquide par le haut.<\/p>\n\n\n\n

IT fait vibrer le flacon pour permettre \u00e0 l'air emprisonn\u00e9 de s'\u00e9chapper et aider le mat\u00e9riau de rev\u00eatement \u00e0 remplir tous les petits espaces.<\/p>\n\n\n\n

La silice, le zircon, les silicates d'aluminium et l'alumine sont des mat\u00e9riaux r\u00e9fractaires couramment utilis\u00e9s pour r\u00e9aliser des investissements. Elle utilise souvent la silice sous forme de silice fondue. Toutefois, elle utilise parfois du quartz, moins co\u00fbteux.<\/p>\n\n\n\n

Les silicates d'aluminium combinent l'alumine et la silice avec un pourcentage d'alumine allant de 42 \u00e0 72 % ; \u00e0 72 % d'alumine, on parle de mullite. Les r\u00e9fractaires \u00e0 base de zircon sont g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9s pour les couches primaires, car le zirconium est moins susceptible de r\u00e9agir avec le m\u00e9tal en fusion.<\/p>\n\n\n\n

Avant d'utiliser la silice, il utilise un m\u00e9lange de pl\u00e2tre et de vieux moules broy\u00e9s (chamotte). Les liants utilis\u00e9s pour maintenir le mat\u00e9riau r\u00e9fractaire en place comprennent le silicate d'\u00e9thyle, la silice collo\u00efdale, le silicate de sodium et un hybride de ces produits dont le pH et la viscosit\u00e9 sont r\u00e9gul\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

Sixi\u00e8me \u00e9tape : D\u00e9cirage<\/h2>\n\n\n\n

Retournez les moules en c\u00e9ramique et placez-les dans un four ou un autoclave pour faire fondre et \u00e9vaporer la cire. Elle est \u00e0 l'origine de la plupart des ruptures de coquilles par des r\u00e9sines dont le coefficient de dilatation thermique est nettement sup\u00e9rieur \u00e0 celui du mat\u00e9riau de rev\u00eatement qui les entoure.<\/p>\n\n\n\n

Lorsqu'elle fond, la cire se dilate et provoque des tensions. Il faut chauffer la cire d\u00e8s que possible pour r\u00e9duire ces tensions, en permettant aux surfaces ext\u00e9rieures de la cire de fondre et de s'\u00e9couler rapidement, ce qui permet \u00e0 la plus grande partie de la r\u00e9sine de se dilater.<\/p>\n\n\n\n

Dans certains cas, il faut percer les trous dans le moule avant de le chauffer. Vous pouvez r\u00e9cup\u00e9rer et r\u00e9utiliser la cire qui s'\u00e9chappe du moule.<\/p>\n\n\n\n

Septi\u00e8me \u00e9tape : pr\u00e9chauffage<\/h2>\n\n\n\n

Exposer le moule \u00e0 la combustion, c'est-\u00e0-dire le chauffer \u00e0 des temp\u00e9ratures comprises entre 870\u00b0C et 1095\u00b0C afin d'\u00e9liminer l'humidit\u00e9 et les restes de cire et de fritter le moule.<\/p>\n\n\n\n

Ensuite, utilisez ce chauffage pour pr\u00e9parer le moule avant de le couler. Entre-temps, laissez le moule refroidir avant de le tester.<\/p>\n\n\n\n

Le pr\u00e9chauffage permet au m\u00e9tal de rester liquide plus longtemps, ce qui permet un meilleur remplissage de toutes les caract\u00e9ristiques du moule et une plus grande pr\u00e9cision dimensionnelle. Une fois le moule refroidi, vous pouvez corriger les d\u00e9fauts constat\u00e9s \u00e0 l'aide d'une p\u00e2te c\u00e9ramique ou d'un ciment sp\u00e9cifique.<\/p>\n\n\n\n

Huiti\u00e8me \u00e9tape : Verser<\/h2>\n\n\n\n

Le moule est ensuite plac\u00e9, face ouverte vers le haut, dans un conteneur rempli de sable. Le m\u00e9tal peut \u00eatre coul\u00e9 par gravit\u00e9 ou par l'interm\u00e9diaire d'une pression d'air positive ou d'autres pressions.<\/p>\n\n\n\n

Utilisez des forces suppl\u00e9mentaires pour la coul\u00e9e sous vide, la coul\u00e9e par inclinaison, la coul\u00e9e assist\u00e9e par pression et la coul\u00e9e centrifuge, qui sont particuli\u00e8rement efficaces lorsque les moules comportent des parties d\u00e9licates qu'il serait autrement difficile de remplir.<\/p>\n\n\n\n

Neuvi\u00e8me \u00e9tape : D\u00e9sinvestir<\/h2>\n\n\n\n

Marteler la coque, la sabler, la vibrer, la projeter dans l'eau ou la dissoudre chimiquement (souvent \u00e0 l'aide d'azote liquide). Retirer et recycler la carotte. Nettoyer ensuite la pi\u00e8ce moul\u00e9e pour \u00e9liminer toute trace du processus de moulage, g\u00e9n\u00e9ralement par meulage.<\/p>\n\n\n\n

Dixi\u00e8me \u00e9tape : Finition<\/h2>\n\n\n\n

Soumettre la pi\u00e8ce moul\u00e9e finie \u00e0 un traitement de finition apr\u00e8s qu'elle a \u00e9t\u00e9 rectifi\u00e9e. Elle \u00e9limine les impuret\u00e9s et les points n\u00e9gatifs \u00e0 l'aide d'un outillage manuel et d'une soudure, ce qui constitue une \u00e9tape suppl\u00e9mentaire par rapport au meulage. Si la pi\u00e8ce n\u00e9cessite un redressement suppl\u00e9mentaire, elle utilise des presses \u00e0 redresser hydrauliques pour amener le produit dans ses tol\u00e9rances.<\/p>\n\n\n\n

Application du proc\u00e9d\u00e9 de moulage \u00e0 la cire perdue<\/h2>\n\n\n\n

Le moulage \u00e0 la cire perdue est l'une des premi\u00e8res technologies de moulage, et c'est un monument \u00e0 son usage que de nombreuses entreprises commerciales et industrielles peuvent utiliser aujourd'hui.<\/p>\n\n\n\n

Voici quelques-unes des applications les plus courantes et les plus essentielles du moulage \u00e0 la cire perdue :<\/p>\n\n\n\n