Le principe du moulage à la cire perdue

Qu'est-ce que le moulage de précision ?

Le moulage à modèle perdu, également connu sous le nom de moulage à modèle perdu ou moulage à la cire perdue, est un processus utilisé pour fabriquer des composants métalliques, des pièces d'une machine. Le moulage à la cire perdue est l'une des méthodes de coulée qui est relativement rentable et polyvalente, mais qui prend plus de temps que les autres. Le moulage ou la coulée des métaux doit respecter des exigences strictes. Par exemple, le processus de moulage doit être résistant à la chaleur car les produits sont fabriqués avec des métaux en fusion.

De plus, la précision des moulages réalisés par ces processus est également soulignée. Cela peut coûter cher et nécessiter beaucoup d'efforts lorsque divers travaux d'usinage sont nécessaires. Cependant, avec le moulage à la cire perdue, le processus de fabrication des moulages peut être exempt de travaux d'usinage excessifs, à l'exception du lissage de surface lors de la dernière étape.

Comment fonctionne le moulage de précision ?

Les processus de moulage à la cire perdue sont complétés par la formation des moules en cire et la coulée des métaux. En d'autres termes, avant de couler les métaux, les moules en cire doivent d'abord être fabriqués, puis les métaux sont coulés dans les moules en cire par la suite.

Pour le formage des moules en cire, il peut être divisé en quatre étapes , y compris la coulée de modèles en cire, l'assemblage de modèles en cire, la configuration de la coque et l'élimination de la cire. Quant à la coulée des métaux, elle peut être divisée en coulée de métal, découpe et personnalisation.

Moulage à la cire

La première étape de la formation de la cire consiste à verser la cire dans une matrice d'injection en métal, qui est généralement la matrice d'injection en aluminium. Les modèles de cire refroidis doivent être plus grands que les produits métalliques finaux, car les métaux se dilatent lorsqu'ils sont chauffés et rétrécissent après leur refroidissement.

Assemblage de motifs en cire

Une fois les motifs en cire refroidis, ils sont plongés dans un fer chaud, afin de permettre aux motifs en cire de s'attacher les uns aux autres et de créer ce que l'on appelle le système de distribution de métal. Le système de livraison de métal fournit des cavités pour les métaux en fusion à couler plus tard, c'est donc l'une des étapes importantes de la coulée de précision des métaux, qui est la clé pour réduire les exigences d'usinage des produits finaux.

Configuration du shell

Après cela, l'assemblage du modèle en cire, ou le système de distribution de métal, serait plongé dans une solution céramique appelée slurry, et cette étape est effectuée manuellement afin d'éviter l'imperfection de la configuration par la machine. Ensuite, l'ensemble trempé dans le coulis serait renforcé en coulant avec le stuc de sable, et en le laissant sécher. Le processus de trempage dans la suspension et le processus de revêtement avec le stuc de sable seraient répétés jusqu'à ce que l'épaisseur souhaitée du moule en cire soit atteinte, qui est d'environ trois dixièmes de pouce d'épaisseur et devrait prendre environ cinq jours.

Élimination de la cire

Une fois le moule en cire épaissi et séché formé, il serait placé dans l'autoclave, qui est une chambre à vapeur chaude, pendant cinq à dix minutes, afin de faire fondre la cire hors de la coque ou du moule en céramique. Une fois la cire retirée et la coque complètement séchée, les processus de formation des moules en cire sont terminés.

Fonderie de métal

Avant que le métal en fusion ne soit versé dans la coque, la coque serait chauffée dans un four pendant environ deux à trois heures, de manière à renforcer la coque et à stabiliser les propriétés de la coque pour réduire l'interaction entre le métal en fusion et la coque plus tard .

Une fois que le métal est fondu et atteint la température de 2 200 degrés Fahrenheit, le métal fondu est versé dans la chambre de la coque, puis laissé refroidir et durcir. Pour l'aluminium, il faut environ deux heures pour refroidir, tandis que l'acier prend environ quatre à cinq heures. Après cela, la coque en céramique se cassait et la dernière partie métallique restait pour l'étape suivante, et ce processus prend environ cinq à dix minutes.

Découpe et personnalisation

Enfin, le système de livraison de métal serait coupé et meulé pour lisser les finitions des produits finaux, puis ces produits peuvent être vendus.

Moulage de précision vs moulage au sable

Le moulage de précision ou le moulage de précision est l'un des homologues du moulage au sable, qui est une autre méthode de moulage mais remplace la cire dans le sable. Bien qu'il existe certaines variations entre eux, notamment la complexité du processus, les moules requis et les exigences d'usinage.

Complexité du processus

En comparant le moulage à la cire perdue et le moulage au sable, les processus du premier sont plus complexes que le second, car le premier est dédié à l'intégration du moule, afin d'accueillir les produits finaux requis. Bien que les produits fabriqués à partir de moulage au sable ne soient pas aussi polyvalents que ceux du moulage à la cire perdue, les processus requis par le moulage au sable sont relativement moins nombreux et plus simples que le moulage à la cire perdue.

Moules requis

Comme le paragraphe ci-dessus l'a mentionné, le moulage à la cire perdue nécessite plus de processus pour fabriquer le moule ainsi que le produit final, car le seul et unique moule pour le produit final peut couvrir toute la configuration du produit final. En revanche, la formation du moule dans le moulage au sable est plus simple et nécessite moins d'étapes. Pour réaliser la configuration requise, il a fallu deux demi-moules pour fabriquer un produit en moulage au sable, ce qui est plus que le moulage à la cire perdue.

Exigence de travail d'usinage

Étant donné que la complexité du moulage à la cire perdue est relativement plus élevée, l'intégration et la perfection du moule sont plus grandes, les travaux d'usinage sont donc moins nécessaires, alors que les moules fabriqués par le moulage au sable sont plus rugueux. Par conséquent, plus de travaux d'usinage sont nécessaires ultérieurement afin d'obtenir les géométries des produits finaux personnalisés.

Moulage de précision vs moulage sous pression

Il existe une autre méthode de fabrication de moules ou de matrices, appelée moulage sous pression. C'est une méthode qui transforme l'énergie électrique en énergie thermique et crée des étincelles à partir des électrodes afin de réaliser les cavités des moules ou matrices. Les processus de moulage sous pression sont effectués par une machine appelée machine EDM, et les électrodes qui envoient l'énergie électrique sous forme de chaleur sont en fonte grise, ce qui nécessite des pièces conductrices électroniques. Cela conduit à la limitation des pièces pour lesquelles la machine EDM peut être appliquée. En revanche, la polyvalence des moules en céramique produits par le moulage à la cire perdue est bien supérieure à celle de la machine EDM.

Cependant, en ce qui concerne l'efficacité des travaux, le moulage sous pression surpasse le moulage à la cire perdue, car il est exempt des processus complexes requis par le moulage à la cire perdue. Par conséquent, en raison de la polyvalence des méthodes de coulée et de l'efficacité des travaux, le choix entre les deux peut dépendre des préférences et des considérations personnelles des fabricants.