Processus de moulage à modèle perdu

Les moulages peuvent être réalisés à partir d'un modèle en cire original (méthode directe) ou à partir de répliques en cire d'un modèle original qui n'ont pas besoin d'être réalisées en cire (méthode indirecte). Les étapes suivantes décrivent le processus indirect, qui peut prendre de deux à sept jours.

1. Produire un modèle maître: Un artiste ou un mouliste crée un motif original à partir dela cire,argile,bois,Plastique, ou un autre matériau.^[5]Ces dernières années, la production de modèles utilisantimpression en 3Dde modèles produits parconception assistée par ordinateurle logiciel est devenu populaire en utilisant principalementrésinebaséStéréolithographie(SLA) ou DLP pour les modèles haute résolution ou le filament PLA standard lorsque des niveaux élevés de précision ne sont pas requis. Si vous utilisez un motif imprimé en 3D, passez directement à l'étape 5.
2. Créer un moule: UNmoule, connu comme lele maître meurt, est conçu pour s'adapter au modèle principal. Si le modèle principal a été réalisé en acier, le modèle principal peut être coulé directement à partir du modèle en utilisant un métal ayant un point de fusion inférieur.Caoutchoucles moules peuvent également être coulés directement à partir du modèle principal. Alternativement, une matrice maîtresse peut être usinée indépendamment, sans créer de modèle maître.^[5]
3. Produire des modèles en cire: Bien qu'appelémodèles de cire, les matériaux du motif peuvent également inclure du plastique et du gelMercure.^[5]Les modèles en cire peuvent être produits de deux manières. Au cours d'un processus, la cire est versée dans le moule et balayée jusqu'à ce qu'une couche uniforme, généralement d'environ 3 mm (0,12 po) d'épaisseur, recouvre la surface intérieure du moule. Ceci est répété jusqu'à ce que l'épaisseur de motif souhaitée soit atteinte. Une autre méthode consiste à remplir tout le moule de cire fondue et à le laisser refroidir comme un objet solide.^{[citation requise]}
   Si un noyau est nécessaire, deux options s'offrent à vous : cire soluble ou céramique. Les noyaux de cire soluble sont conçus pour fondre du revêtement de revêtement avec le reste du motif en cire ; les noyaux en céramique sont retirés une fois le produit durci.^[5]
4. Assembler des modèles de cire: Plusieurs modèles de cire peuvent être créés et assemblés en un seul grand modèle à couler en un seul lot. Dans cette situation, les motifs sont fixés sur une cirespruepour créer un cluster de modèles, ouarbre.Pour fixer les motifs, un outil chauffant est utilisé pour faire fondre légèrement les surfaces de cire désignées, qui sont ensuite pressées les unes contre les autres et laissées refroidir et durcir. Jusqu'à plusieurs centaines de motifs peuvent être assemblés dans un arbre.^[5][6]Les motifs en cire peuvent également êtrepoursuivi, ce qui signifielignes de séparationouclignotantssont effacés à l'aide de l'outil métallique chauffé. Enfin, les modèles sonthabillé(en supprimant les imperfections) pour ressembler à des pièces finies.^[7]
5. Appliquer des matériaux d'investissement: Le moule en céramique, connu sous le nom deinvestissement, est produit en répétant une série d'étapes (revêtement, stucage et durcissement) jusqu'à ce que l'épaisseur souhaitée soit obtenue.
   1. enrobageconsiste à plonger un groupe de motifs dans une suspension de matériau réfractaire fin, puis à l'égoutter pour créer un revêtement de surface uniforme. Des matériaux fins sont utilisés dans cette première étape, également appeléecouche d'apprêt, pour préserver les détails fins du moule.
   2. Stucageapplique des particules de céramique grossières en plongeant des motifs dans unlit fluidisé, en le plaçant dans une ponceuse à pluie ou en appliquant les matériaux à la main.
   3. Durcissementpermet aux revêtements de durcir. Ces étapes sont répétées jusqu'à ce que le revêtement atteigne l'épaisseur requise, généralement de 5 à 15 mm (0,2 à 0,6 po). Les moules d'investissement sont laissés sécher complètement, ce qui peut prendre de 16 à 48 heures. Le séchage peut être accéléré en appliquant un vide ou en minimisant l’humidité ambiante. Des moules d'investissement peuvent également être créés en plaçant les groupes de motifs dans unballonpuis verser le matériau de revêtement liquide par le haut. Le flacon est ensuite mis en vibration pour permettre à l'air emprisonné de s'échapper et aider le matériau de revêtement à combler les petits vides.^[5][8]
   4. Matériaux: communréfractaireles matériaux utilisés pour créer les investissements sont : la silice, le zircon, diverssilicates d'aluminium, etalumine. La silice est généralement utilisée dans lesilice fondueforme, mais parfoisquartzest utilisé parce qu’il est moins cher.Silicates d'aluminiumsont un mélange d'alumine et de silice, les mélanges couramment utilisés ayant une teneur en alumine de 42 à 72 % ; à 72 % d'alumine, le composé est connu sous le nom demullite. Lors de la ou des couches primaires,zirconLes réfractaires à base de charbon sont couramment utilisés, carzirconiumest moins susceptible de réagir avec le métal en fusion.^[8]Avant la silice, un mélange de plâtre et de vieux moules broyés (chamotte) a été utilisé.^[9]Les liants utilisés pour maintenir le matériau réfractaire en place comprennent :silicate d'éthyle(à base d'alcool et chimiquement durci),Silice colloïdale(à base d'eau, également appelé sol de silice, durci par séchage),silicate de sodium, et un hybride de ceux-ci contrôlés pourpHetviscosité.
6. Décirage: Une fois les moules en céramique complètement durcis, ils sont retournés et placés dans unfourneauouautoclavepour faire fondre et/ou vaporiser la cire. La plupart des ruptures de coque se produisent à ce stade parce que les cires utilisées ont uncoefficient de dilatation thermiquec'est beaucoup plus grand que le matériau de revêtement qui l'entoure : lorsque la cire est chauffée, elle se dilate et introduit des contraintes. Pour minimiser ces contraintes, la cire est chauffée aussi rapidement que possible afin que les surfaces extérieures de la cire puissent fondre et s'écouler rapidement, laissant ainsi la place au reste de la cire de se dilater. Dans certaines situations, des trous peuvent être percés dans le moule avant le chauffage pour contribuer à réduire ces contraintes. Toute cire sortant du moule est généralement récupérée et réutilisée.^[dix]
7. Préchauffage du burn-out: Le moule est ensuite soumis à unBurnout, qui chauffe le moule entre 870 °C et 1 095 °C pour éliminer toute humidité et cire résiduelle, et pourfritterle moule. Parfois, ce chauffage est également utilisé pour préchauffer le moule avant de le couler, mais d'autres fois, on laisse le moule refroidir afin de pouvoir le tester. Le préchauffage permet au métal de rester liquide plus longtemps afin qu'il puisse mieux remplir tous les détails du moule et augmenter la précision dimensionnelle. Si le moule est laissé refroidir, les fissures trouvées peuvent être réparées avec du coulis de céramique ou des ciments spéciaux.^[dix][11]
8. Verser: Le moule d'investissement est ensuite placé, côté ouvert vers le haut, dans une cuve remplie de sable. Le métal peut être coulé par gravité ou forcé en appliquant une pression d'air positive ou d'autres forces.Coulée sous vide,coulée inclinable, versement assisté par pression etcoulée centrifugesont des méthodes qui utilisent des forces supplémentaires et sont particulièrement utiles lorsque les moules contiennent des sections minces qui seraient autrement difficiles à remplir.^[11]
9. Désinvestissement: La coquille est martelée,les médias fustigés,vibré,au jet d'eau, ou dissous chimiquement (parfois avecl'azote liquide) pour libérer le casting. La grappe est coupée et recyclée. Le moulage peut ensuite être nettoyé pour éliminer les signes du processus de moulage, généralement enaffûtage.^[11]
10. Finition: Après le broyage, la pièce moulée terminée est ensuite soumise à une finition. Cela va généralement plus loin que le meulage, les impuretés et les négatifs étant éliminés via un outillage manuel et un soudage. Dans le cas où la pièce nécessite un redressage supplémentaire, ce processus est généralement effectué par des presses de redressage hydrauliques, qui ajustent le produit à ses tolérances.^[12]