Secret de fabrication la cire perdue plâtre 

Comprendre la fabrication

La technique de la cire perdue a été mise au point à l’âge de bronze par les chinois, il y a plus de 5000 ans. Ce procédé est extrêmement délicat à manier. Cette technique impressionnante demande un travail conséquent, nécessitant plusieurs étapes.

La simplicité de ce procédé permet des cadences de production élevées et une grande précision dimensionnelle, cela qui rend cette méthode une solution pour plusieurs pièces complexes qui précisent grandes quantités. En outre, avec les nouvelles technologies de prototypage rapide (Rapid Prototyping), ce processus a acquis plus d’importance que les modèles peuvent être fabriqué en jours à partir d’une figure digitale.

Procédé utilisé spécialement pour les pièces de petite taille à formes complexes contenant des cavités et/ou des parois minces. En fonction de la géométrie, à partir d’une épaisseur avoisinant les 1,5 – 2 mm, le moulage à cire perdue est le procédé le plus adapté.

En général, ce procédé est beaucoup plus avantageux que l’usinage à partir du matériau entier.

Voici les différentes étapes de production.

Réalisation du modèle

Les modèles en cire sont réalisés à l’aide d’une matrice généralement en acier. Ces modèles en cire ont exactement la même forme que la pièce moulée que l’on veut obtenir.


Injection de la cire

L’étape suivante consiste à injecter la cire dans ce moule a une pression et une température bien définies. Ainsi, la cire refroidit et se fige, le modèle correspond à la partie jetable exactement égale aux pièces désirées. Ce modèle est ensuite retouché, ébavuré et perfectionné.


Moule en plâtre réfractaire

L’étape suivante consiste à couler un plâtre réfractaire autour de cette pièce. Un support appeler « châssis » est utilisé pour contenir le plâtre et manipuler celui-ci.


Décirage du plâtre

Par la suite, ces châssis replis de plâtre sont placés dans une étuve. Le moule bloc enveloppant la pièce en cire doit être mis au four (ou étuve) afin d’être « décrié ». La cire va fondre sous l’effet de la chaleur et permettra d’obtenir un moule creux en plâtre réfractaire.

 Cette opération de cuisson est délicate, car le moule est humide et l’eau se vaporise à 100°, risquant de briser le moule par surpression interne. La cire fond vers 75° et se dilate en chauffant. Il faut cependant que l’eau et la cire puissent s’échapper sans rompre le moule. Lorsque la cire sort, une partie est récupérable et l’autre s’infiltre dans la masse du plâtre vidée de son eau.

Il est exclu de couler le métal liquide dans une cavité risquant de contenir le moindre soupçon de trace de cire, sous peine d’explosion du moule.


Cuisson du plâtre

Cuire le plâtre permet de le rendre plus résistant, plus stable.

D’un point de vue plus technique, le plâtre possède une molécule OH qui se transforme en eau au-delà de 600°C. ce qui veux dire que la cuisson d’un moule ne signifie pas seulement fondre la cire qui s’y trouve, mais c’est aussi calciner les suies de cire.

Dans la pratique, il peut rester de l’eau bien au-delà de 100 °C. La température des moules réfractaires est montée à une température suffisamment élevée pour qu’ils libèrent ces molécules d’eau à environ 700°C.

Dans la pratique, un palier à 530°C pendant quelques heures est effectué afin d’éviter que l’eau ne se bloque dans le réfractaire.

Coulée du métal

Une fois la cuisson terminée, les moules sont délicatement sortis du four, déposés dans une enceinte à atmosphère contrôlée.

Cette opération est fondamentale, car le moule est une enveloppe fragile qui risque de se fendre sous l’effet de la pression hydrostatique du métal au moment de la coulée.

En parallèle, le métal est porté à ébullition avec les ajustements nécessaire. Le métal utilisé sera constitué de lingots raffinés par des entreprises spécialisées.

On évitera le métal de récupération obtenu chez les ferrailleurs, car les crasses, l’huile, les dépôts de calcaire pollueront le métal, ce qui se répercute sur la qualité de la peau de la pièce.

 


Decochage puis découpe du système d’alimentation

Après une durée variable dépendant de la taille de la pièce. Une fois que le métal s’étant solidifié et refroidi en partie, le moule en plâtre est délicatement cassé à l’aide d’un jet d’eau monté à haute pression. les évents et les jets coupés, leurs traces effacées par un tapi a ruban abrasif.

Traitement thermique

Pour les alliages d’aluminium, un durcissement structural est réalisé, Ce traitement permet d’augmenter les propriétés mécaniques (dureté, résistance à la traction, limite d’élasticité…) des alliages.

Le durcissement structural des alliages d’aluminium est un procédé en trois étapes :

1- Mise en solution : les pièces sont chauffées à une température adaptée à l’alliage puis maintenu à cette température pendant une période déterminée pour mettre en solution les différents éléments solubles de façon homogène.

2- Trempe : un refroidissement rapide des pièces est réalisé par immersion dans une cuve d’eau thermorégulée. Cette étape est critique : en conséquence, nous maîtrisons le temps de la plongée et aussi la température de l’eau de trempe afin de maintenir la solution solide en sursaturation.

3- Vieillissement artificiel (revenu) : juste après la trempe (état de trempe fraîche), l’alliage est dans un état très malléable pendant une courte durée. Au cours de cette période, des opérations de remise en conformité géométrique (redressage) de la pièce sont réalisé.

Le durcissement structural (formation de précipités) intervient ensuite, soit à température ambiante pendant une longue période (c’est à dire plusieurs jours). Ce changement de structure est appelé « vieillissement naturel ».

Pour gagner du temps la pièce est placé dans un four à température et temps contrôlés, on parle alors de  vieillissement artificiel, celui-ci ne dure donc que quelques heures.


Finition des pièces

Il reste encore à procéder aux opérations de finition, celui-ci est réaliser avec des outils d’une précision chirurgicale

Et en dernière étape, la pièce passe par l’étape de sablage. Technique industrielle de nettoyage des grandes surfaces en utilisant un abrasif projeté à grande vitesse à l’aide d’air comprimé au travers d’une buse, sur le matériau à décaper.


Contrôle qualité

Afin de satisfaire le cahier des charges du client, la pièce passe par une étape « contrôle qualité ». celle-ci consiste à évaluer la pièce d’un point de vue dimensionnel, aspect et métallurgique. Des essais de traction et dureté et ressuage peuvent être réaliser en fonction de la demande du client. Ces contrôles sont effectués par un operateur certifié.

Emballage sous film blister

Parfois traduit par emballage thermoformé assurant la présentation et la protection du produit.

Il s’agit d’une forme transparente thermoformée dans une feuille rigide permettant de voir l’objet de l’achat.

Cette coque est collée sur une cartonnette, aussi appelé raidisseur. Cette disposition permet d’agrandir la taille de l’objet, de le valoriser dans un écrin, d’empêcher de le manipuler ou le détériorer.

La commande est finalement expédiée chez le client