Avantages et inconvénients du moulage à la cire perdue

En matière de fabrication, chaque composant doit répondre à des exigences précises afin de produire un produit fini. Il existe plusieurs procédures disponibles pour créer des pièces uniques pour un produit, mais le moulage de précision est une approche qui excelle à bien des égards.
Le moulage de précision est un procédé industriel basé sur le moulage à la cire perdue, l'une des premières méthodes de formage des métaux connues de l'homme. La capacité de la fonderie de précision à fabriquer des composants avec précision, répétabilité, adaptabilité et intégrité dans une gamme de métaux et d'alliages haute performance est très appréciée.

Au cours des 5,000 XNUMX dernières années, les gens ont utilisé le moulage de précision sous diverses formes. La cire d'abeille a été utilisée dans ses premières formes pour créer des modèles pour le processus de coulée. Les motifs sont souvent créés à l'aide de cires plus complexes, de composés réfractaires et de métaux spéciaux.
Pour mieux comprendre ce processus, vous apprendrez dans cet article ce qu'est le moulage de précision, ses avantages et ses inconvénients.

Le moulage à la cire perdue est une ancienne méthode de formation de pièces et de composants métalliques utilisant peu d'appareils et d'énergie. La méthode est ainsi nommée parce que le modèle est rempli de matériau réfractaire pour créer un moule, et une substance fondue est coulée dans le moule.

Il est idéal pour la fabrication de pièces compliquées et est toujours utile dans le cadre industriel d'aujourd'hui. Les fabricants utilisent cette technologie pour mouler correctement les métaux avec une tolérance élevée à la chaleur en utilisant un moule en plâtre, en plastique ou en céramique et une conception en cire qui fond.

Cette méthode de moulage de précision en aluminium est idéale pour la fabrication d'articles et de prototypes. Il est largement utilisé dans une variété d'industries, notamment les secteurs automobile et industriel. Les alliages d'acier inoxydable, le laiton, l'aluminium et l'acier au carbone ne sont que quelques-uns des matériaux pouvant être coulés. Mais comment se déroule ce processus ?

Toutes les technologies de coulée présentent plusieurs avantages de conception, notamment la capacité de réduire les apports de matériaux et de construire des structures qui seraient autrement difficiles à produire sans un usinage ou un assemblage approfondi.

L'adaptabilité du moule, d'autre part, est un avantage fondamental de la fonderie de précision. Les fabricants ont une marge de manœuvre inhabituelle lors de la création d'articles de moulage de précision, car le moule est consommable et les modèles de cire peuvent être retirés discrètement sous forme liquide. Contrairement à la plupart des autres technologies de moulage et de moulage, le moulage à modèle perdu permet des options de conception beaucoup plus complexes.

Il y a beaucoup à dire sur le moulage de précision, et encore plus sur ses caractéristiques. Sur ce sujet, vous dissiperez tous vos doutes sur cette méthode et verrez par vous-même ce que vous pouvez attendre d'un projet de moulage à la cire perdue.

Avantages du moulage de précision

Cette technique est parfaite pour créer de minuscules objets géométriques compliqués avec des détails détaillés à l'aide d'un seul moule. Les matériaux sont souvent réutilisables, comme la cire fondue, qui peut être réutilisée dans un autre motif. Le moule peut parfois être réutilisé ! Il offre également un large éventail de possibilités de conception ; les ingénieurs de conception peuvent insérer des marqueurs d'identification, tels que des numéros, des logos et des identifiants de produit, dans le moulage.

Il est incroyablement adaptable puisque vous pouvez combiner de nombreux modèles de cire pour produire un moule unique. Vous pouvez également créer des pièces qui seraient impossibles à créer à l'aide d'une machine ou d'outils, ce qui en fait une alternative viable aux éléments.

1. Poli de surface exceptionnel
2. Haute précision dimensionnelle
3. Même les éléments les plus compliqués peuvent être moulés.
4. Le moulage est possible avec presque tous les métaux.

Inconvénients du moulage à la cire perdue

Malgré ses avantages, la fonte à la cire perdue présente quelques inconvénients. La contrainte de taille est l'inconvénient le plus important. Étant donné que si peu d'ingénieurs concepteurs sont capables de produire d'énormes composants en utilisant cette approche, ce n'est peut-être pas la solution idéale pour un client qui a besoin de la fabrication d'un composant de grande taille.

Certaines raisons du coût élevé incluent un équipement spécialisé, des réfractaires et des liants coûteux, plusieurs procédures pour construire un moule, une grande quantité de travail et l'apparition de défauts mineurs. Cependant, cela reste moins coûteux que l'usinage d'un article identique à partir de barres; par exemple, la fabrication d'armes à feu est passée au moulage de précision pour réduire le coût de création des armes de poing.

Mais cette technique est plus difficile que les autres procédures de coulée, et elle nécessite une préparation approfondie ainsi qu'un équipement spécifique. C'est pourquoi le moulage de précision peut avoir un coût initial plus élevé que le moulage au sable ou le moulage sous pression, mais le coût de fabrication par unité diminue avec des commandes plus importantes. Le coût total, en particulier pour la fabrication en petites séries, est un inconvénient majeur.

Certains autres inconvénients peuvent être:

1. Le moulage d'objets nécessitant des noyaux peut être difficile.
2. Cette procédure est coûteuse, généralement limitée à de minuscules pièces moulées et peut être difficile lorsque des noyaux sont impliqués.
3. Les moulages à la cire perdue nécessitent des cycles de production plus longs que les autres méthodes de moulage.
4. Étant donné que plusieurs éléments de processus influencent la qualité du moule et de la coulée, le système de gestion de la qualité est difficile à mettre en œuvre.

Une méthode de production de pièces et de composants compliqués est le moulage à la cire perdue. Pour concevoir et construire les pièces appropriées, il existe différents processus distincts dans le processus global. Il tire son nom du fait que les pièces sont construites autour d'une coulée décortiquée, qui est ensuite retirée une fois les pièces coulées dans le moule et durcies.

Tout d'abord, un modèle est créé

L'étape initiale du moulage à la cire perdue est la conception d'un moule ou d'un modèle pour une pièce prédéterminée. La conception est faite de cire. Il peut être coulé dans le moule par moulage par injection, sculpté à la main dans un bloc de cire ou produit avec une imprimante 3D et une substance de cire appropriée.

Peut également couler le moule en caoutchouc directement à partir du moule principal. Alternativement, une matrice principale peut être usinée indépendamment sans avoir besoin d'un modèle principal.  

Ensuite, le modèle de cire est coulé en place

Le processus de moulage à la cire perdue consiste à créer plusieurs modèles de cire. Il est ensuite monté sur un dispositif de porte qui finit par ressembler à un arbre. Il s'agit du dispositif de coulée de précision dans lequel le métal ou un autre matériau peut être versé pour produire la pièce appropriée. Alors qu'un moulage de précision utilise généralement une conception en cire, il peut utiliser d'autres matériaux tels que le plastique et le mercure congelé.

Supposons qu'une mèche puisse nécessiter un moulage de précision. Dans ce cas, il existe deux options : les noyaux de cire soluble peuvent avoir l'intention de fondre hors du revêtement de revêtement avec le reste du modèle de cire, tandis que les noyaux en céramique s'enlèvent après la solidification de l'objet. Toute cire qui sort du moule avant cela est généralement récupérée et réutilisée.

Maintenant, il est temps de lancer

Le moulage en coquille sera ajouté autour d'elle lors de la phase suivante. L'arbre est d'abord immergé dans une boue de céramique. Un amas de motifs est plongé dans une bouillie de matériau réfractaire fin, qui est généralement du sable fin, au cours de ce processus. La surface est ensuite drainée pour fournir un revêtement homogène. Avant de pouvoir être utilisé, le moulage doit sécher complètement. Ces deux étapes peuvent être répétées jusqu'à ce que le moule soit suffisamment épais pour résister aux efforts de coulée.

Pour maintenir les caractéristiques délicates du moule, des matériaux fins sont utilisés dans cette phase initiale, également connue sous le nom de couche d'apprêt. Le revêtement peut alors durcir après durcissement. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que le revêtement ait atteint l'épaisseur souhaitée.

Ensuite, la cire est retirée

Une fois que les moules en céramique ont complètement pris, ils sont retournés et placés dans un four ou un autoclave pour faire fondre et/ou évaporer la cire. Les motifs en cire doivent être retirés avant que le matériau choisi puisse être mis dans le moule fraîchement décortiqué. Ceci est fréquemment accompli en chauffant la cire dans un four.

Pour chauffer la cire, la vapeur peut également être utilisée. Le moule est retourné pour permettre à la cire liquide de s'écouler et d'être réutilisée pour créer des motifs de cire fraîche.

Enfin, le métal est coulé

Il y aura des espaces libres à l'intérieur du moulage décortiqué une fois que la cire aura été retirée sous la forme des dessins formels en cire. Le métal peut être coulé par gravité ou en utilisant une pression d'air positive ou d'autres forces. Le matériau est maintenu dans la coulée jusqu'à ce qu'il soit complètement refroidi et durci.

Maintenant, la coque doit être retirée

Lorsque le matériau a complètement refroidi et durci, il est temps de le retirer de son boîtier. Le moulage décortiqué est enlevé avec un marteau ou un autre instrument jusqu'à ce qu'il ne reste que l'arbre d'origine. À la place des modèles en cire, les pièces finales seront maintenant connectées à l'arbre. Les pièces sont délicatement coupées de l'arbre une fois le moulage retiré.

Finition

Le moulage de précision fini est soumis à une finition après avoir été meulé. Les impuretés et les négatifs sont souvent éliminés par l'outillage manuel et le soudage, plutôt que par meulage. Si l'article nécessite un redressement supplémentaire, des presses à redresser hydrauliques sont généralement utilisées pour amener le produit conformément à ses tolérances.

Vous connaissez maintenant le processus étape par étape. Il est temps de voir les avantages et les inconvénients du moulage de précision !

Il ne fait aucun doute que cette méthode fonctionne dans de nombreux scénarios, mais vous devez connaître les avantages et les inconvénients. C'est une technique ancienne, et cela peut être une tâche très monotone, mais les résultats avec des surfaces parfaites et lisses prouvent que cela en vaut la peine !