Microfusion avancée avec moules en résine calcinable imprimés 3D

La microfusion ou fonte à cire perdue est l'une des méthodes de fabrication les plus utilisées en joaillerie et le plus ancien procédé de fonderie connu.

La fonderie permet d'obtenir des répliques métalliques via un moule créé à partir d'un prototype traditionnellement modelé en cire. Ici, des pièces imprimées 3D en résine calcinable remplacent les modèles en cire.

La joaillerie utilise divers métaux : or, platine, argent, laiton, via le processus de fonderie. Voici le processus de microfusion pour joaillerie à partir de pièces 3D en résine calcinable :

1. Impression 3D de la pièce

Sur base de conceptions CAO, les modèles souhaités sont imprimés 3D. De nombreuses résines calcinables existent chez différents fabricants. Le choix dépend de l'imprimante 3D et des caractéristiques requises.

L'une des imprimantes 3D les plus populaires pour la joaillerie est la Form 3 de FormLabs. Elle ne requiert pas de connaissances techniques avancées et s'utilise sans difficulté. Elle limite son usage aux matériaux du fabricant, ce qui peut être un avantage : pas de configuration complexe, paramètres réduits au minimum (type matériau + quelques paramètres de base), marge d'erreur minimale.

Tableau des résines calcinables populaires et leur compatibilité imprimantes :

Résine	Fabricant	Technologie	Compatibilité
Castable Wax	FormLabs	SLA	Form 2, Form 3, Form 3L, Form3+
Castable Wax 40	FormLabs	SLA	Form 2, Form 3, Form 3L, Form3+
zWax Amber	UniZ	LCD	Slash, Slash 2, Slash 2 Plus, Slash 2 Pro
zWax Purple	UniZ	LCD	Slash, Slash 2, Slash 2 Plus, Slash 2 Pro
Bluecast original	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, Zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa
Bluecast X5	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, Zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa
Bluecast X10	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, Zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa
Dental Cast	Harz Labs	LCD	Formlabs, PEOPOLY, UniZ, WANHAO, Zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa

Chaque matériau a propriétés et paramètres différents. Mais tous partagent une caractéristique : conçus pour remplacer les pièces en cire dans la microfusion, avec une composition donnant des fonderies sans résidus affectant le résultat final.

Après impression, les pièces doivent être polymérisées si le matériau l'exige. Suivre toujours les recommandations du fabricant pour résultat optimal.

2. Arbre de cire

Une fois les pièces polymérisées (si étape requise), retirer les supports avec grand soin. Papier abrasif (grain 400+) ou outil rotatif avec accessoire polissage pour retrait total supports et finition parfaite.

Pour créer l'arbre de cire : base de cire fixée sur embase caoutchouc de la canne de coulée. Petits cylindres en cire soudés à la base avec outil chauffant. Les pièces 3D sont soudées à l'autre extrémité des cylindres.

Ce processus est similaire à la microfusion traditionnelle avec pièces en cire sculptée.

3. Préparation du moule

L'arbre de cire avec pièces en résine calcinable est placé dans un cylindre en acier réfractaire, emboîté dans l'embase caoutchouc. Si le cylindre a des trous, les boucher avec ruban adhésif.

Le plâtre de fonderie est coulé lentement, toujours par le côté du cylindre pour ne pas abîmer l'arbre.

De petites poches d'air peuvent rester et affecter la qualité finale. D'où l'importance du dégazage en chambre à vide.

4. Calcinage (Burnout)

Le cylindre passe au four selon temps et température recommandés par le fabricant. La cire brûle sans résidus, laissant le moule prêt.

Puis le métal souhaité est coulé dans le moule pour produire les pièces finales.

5. Lavage et polissage

Après coulée, le moule est soigneusement sorti du four et immergé dans l'eau avec pinces. Le plâtre fond, révélant les pièces métalliques. Après lavage, les pièces sont séparées de l'arbre, polies et repolies jusqu'à la finition désirée.

L'utilisation de résines calcinables en joaillerie offre de nombreux avantages : imprimer autant de modèles qu'on veut, rapidement et avec une précision extrême. Cela se traduit par réduction significative coûts et délais de production.