Moulage à la cire perdue et impression 3D

Coulée à la cire perdue (procédé de la cire perdue)

Un processus traditionnel, soustractif puis de coulée, pour créer des pièces métalliques de haute précision.

Comment cela fonctionne-t-il ?

• Création du modèle : Un modèle en cire ou en thermoplastique de la pièce est réalisé (souvent par moulage par injection).
• Assemblage : Plusieurs modèles sont attachés à un “arbre” central en cire.”
• Construction de la coquille : L'arbre est plongé à plusieurs reprises dans une pâte céramique, recouvert de sable fin et séché pour former un moule en céramique épais et dur.
• Le déparaffinage : Le moule est chauffé, ce qui fait fondre la cire (d'où le terme “cire perdue”).
• Coulée : Le métal en fusion est versé dans le moule en céramique creux.
• Enlèvement de la coquille et finition : la coquille en céramique est brisée et les pièces individuelles sont découpées dans l'arbre, nettoyées et finies.

Principaux avantages :

• Supériorité des matériaux : Utilise de véritables alliages techniques (titane, superalliages, acier inoxydable) présentant d'excellentes propriétés mécaniques.
• Finition de la surface : Très bonne qualité de surface à la sortie du moule.
• Économie d'échelle : Rentable pour la production de volumes moyens à élevés (une fois le moule fabriqué).
• Haute précision : Excellent pour les géométries complexes avec des détails fins (par exemple, bijoux, pales de turbines).

Limitation primaire :

• Coût/temps de mise en place élevé : la création de moules d'injection de cire est coûteuse et prend beaucoup de temps. Ce n'est pas économique pour les prototypes ou les très faibles volumes.

Impression 3D / Fabrication additive (AM)

Il s'agit d'un processus numérique additif qui consiste à construire des pièces couche par couche à partir de données de modèles 3D.

Technologies pertinentes pour cette comparaison :

• SLA/DLP : utilise un laser ou un projecteur pour polymériser la résine liquide. Haut niveau de détail.
• Jet de matériau : Goutte à goutte et polymérisation aux UV du photopolymère. Haut niveau de détail.
• SLS/Jetting de liant : Fusionne la poudre de nylon ou lie le sable et certains métaux.

Principaux avantages :

• Liberté de conception : Complexité inégalée (treillis, canaux internes, formes organiques).
• Zéro outillage, mise en place rapide : Parfait pour les prototypes et les pièces uniques. Les fichiers numériques pilotent directement la production.
• Consolidation de l'assemblage : Permet d'imprimer une pièce unique qui remplace plusieurs composants assemblés.
• Personnalisation : Idéal pour les articles sur mesure, spécifiques au patient (par exemple, les implants médicaux).

Limites principales :

• Contraintes liées aux matériaux : Les thermoplastiques et les résines techniques dominent ; les métaux de qualité industrielle sont coûteux et présentent souvent des limitations en termes de taille, de finition de surface ou d'isotropie.
• Vitesse à l'échelle : Processus en série, généralement plus lent pour la production en grande quantité.
• Post-traitement : L'enlèvement des supports et la finition de la surface sont souvent nécessaires.

Conclusion : Ce n'est pas “l'un ou l'autre” mais “l'un et l'autre”.”

Vous avez besoin de 1 à 50 pièces, de façon urgente, avec une géométrie complexe ? Utilisez l'impression 3D (probablement en résine ou en nylon).

Vous avez besoin de 1 à 50 pièces dans un métal de haute performance ? Utilisez l'impression 3D + la fonderie à la cire perdue (impression des modèles).

Vous avez besoin de plus de 10 000 pièces dans un alliage métallique standard ? Utilisez la fonte à la cire perdue traditionnelle avec des modèles en cire moulée par injection.

Vous avez besoin de pièces métalliques denses et hautement personnalisées d'une extrême complexité ? Envisagez l'impression 3D directe sur métal (comme DMLS/SLM), mais à un coût plus élevé.

Considérez-les comme un continuum dans la fabrication numérique. L'impression 3D excelle en termes d'agilité et de complexité sans outillage, tandis que le moulage à la cire perdue excelle en termes de volume et de performance des matériaux. En les combinant, les fabricants obtiennent le meilleur des deux mondes : flexibilité numérique et métallurgie supérieure.