Le moulage à la cire perdue est une méthode innovatrice qui permet de fabriquer des pièces à partir de presque tous les métaux à point de fusion élevé. Les pièces coulées grâce à cette méthode ont des surfaces d’un fini impeccable, en plus de présenter un haut degré de détail et une grande précision dimensionnelle.

L’outillage est un élément crucial de ce type de moulage. Il sert à produire des modèles et des noyaux uniques, essentiels à la création de pièces de qualité.

Chez Niagara Investment Castings, nous possédons une grande expertise dans la conception et la fabrication d’outillage. Nous nous occupons de l’entièreté du processus de conception et travaillons de concert avec des fabricants de moules pour créer un outillage qui permettra de vous livrer des pièces constantes de la plus haute qualité possible, et ce, à un prix abordable.

Types d’outillage utilisé dans la fabrication du modèle en cire

L’outillage nécessaire à l’injection de la cire fait du moulage à la cire perdue un procédé unique en son genre. Pour créer des modèles en cire solide de dimensions précises et de haute qualité, qui serviront à la création du moule réfractaire, autre procédé crucial, nous utilisons des presses haute pression pour injecter la cire fondue dans des moules métalliques. Ces moules doivent être durables, efficaces et faciles à utiliser.

Dans le cadre de la fabrication de nos modèles, nous utilisons de l’outillage pour assurer les trois procédés suivants :

i) la fabrication du modèle en cire

ii) le noyautage à la cire soluble

iii) le noyautage à la céramique

Vous trouverez ci-dessous de plus amples détails sur les différents types d’outillage.

 

Outillage utilisé dans la fabrication du modèle en cire d’une hélice

 

Wax Tooling Motif d’injection pour Propeller

L’outillage utilisé dans la fabrication de modèles de cire est nécessaire à tout projet de moulage à la cire perdue. Il consiste en un moule à injection fait d’aluminium de première qualité, sur lequel on perce des « cavités » qui serviront à l’injection sous pression extrême de la cire fondue. Une fois solidifiée, la cire formera le modèle de la pièce à couler. Puisqu’il sert de réceptacle au modèle en cire, le moule à injection forme en quelque sorte le « négatif » de la pièce. Il est conçu pour être destructible : on doit être capable de le retirer une fois le modèle de cire refroidi. Lors de la conception du moule à injection, il est aussi important de tenir compte du retrait du métal. En effet, le moule doit permettre de couler un modèle de cire qui sera plus volumineux que la pièce désirée, car le métal se rétractera en se solidifiant dans le moule en céramique. En concevant le moule à injection, nos ingénieurs doivent toujours calculer le taux de retrait pour chaque dimension du moule afin qu’il soit pris en compte lors de sa fabrication.

Les moules à injection permettent de couler des détails internes. Toutefois, le recours à une technique de noyautage peut être nécessaire si l’ajout de détails interne empêche le retrait de certaines parties du moule à injection une fois la cire solidifiée. Vous trouverez, dans les paragraphes ci-dessous, une description détaillée des deux techniques de noyautage que nous utilisons, soit le noyautage à la cire soluble et le noyautage à la céramique.

Il est possible de créer des moules possédant une seule cavité, mais, pour les commandes plus importantes, nous pouvons fabriquer des moules complexes à cavités multiples et utiliser des éjecteurs automatiques. De plus, nous possédons une grande variété de presses qui permettent la fabrication de moules de presque toutes les configurations et tailles, et ce, pour répondre à des commandes de tous les volumes.

Le noyautage à la cire soluble n’est pas toujours requis. Toutefois, dans les cas où nos ingénieurs le jugent nécessaire, il s’avère une méthode simple et innovatrice pour ajouter des détails internes à un modèle en cire. L’outillage requis pour ce procédé s’utilise en conjonction avec l’outillage décrit précédemment, qui lui est très similaire, mais comprend des outils d’injection distincts. Tout comme le procédé de fabrication du modèle en cire, le noyautage à la cire soluble commande l’injection de cire fondue sous haute pression. Toutefois, la cire injectée est de grade différent et peut facilement se dissoudre. Cette technique de noyautage consiste à créer un noyau de cire soluble ayant la forme des détails internes voulus. Une fois solidifié, le noyau de cire obtenu est ajouté au moule à injection afin que la cire du modèle (la partie bleue sur l’image) soit ensuite injectée autour du noyau (la partie jaune sur l’image). Une fois solidifié, le modèle en cire est constitué des deux parties en cire. Il ne reste plus qu’à faire fondre la cible soluble pour obtenir un modèle possédant des détails internes.

L’utilisation du noyautage à la cible soluble est appropriée dans les cas où il est possible d’enrober les parois internes du modèle en cire avec la barbotine de céramique. Lorsque l’enrobage de ces détails n’est pas possible en raison de leur taille ou de leur disposition, le recours au noyautage à la céramique devient nécessaire.

 

L’outillage nécessaire au noyautage à la céramique est semblable aux outillages décrits précédemment, à l’exception qu’il est habituellement fait d’acier plutôt que d’aluminium pour des raisons de durabilité. Le noyautage à la céramique ne requiert pas d’injection. Le moule est plutôt rempli d’une barbotine de céramique qu’on laisse sécher afin qu’elle se transforme en une pièce solide (pièce blanche sur la photo de droite). Le noyau de céramique ainsi obtenu remplit la même fonction qu’un noyau de cire soluble : on injecte de la cire fondue autour de lui afin de créer une pièce composée (bleue et rouge au centre de la photo). Toutefois, il n’est pas nécessaire de retirer le noyau ensuite. La pièce composée peut être directement enrobée d’une barbotine de céramique, qui en recouvrira les surfaces externes pour former le moule réfractaire. À la suite de l’évacuation de la cire du modèle, le noyau de céramique demeure à l’intérieur du moule réfractaire, délimitant les détails internes de la pièce lors de la coulée du métal.

Le noyautage à la céramique est la technique de noyautage la plus coûteuse. On l’utilise dans les cas où on désire obtenir des formes internes que la barbotine de céramique ne peut épouser lors des procédés classiques de plonge ou d’enrobage du modèle. La pièce finale présentée sur la photo de droite (en gris) est un excellent exemple de pièce dont les formes internes, très précises, sont difficiles à enduire. Seul le noyautage à la céramique permet d’obtenir le niveau de détail désiré.

 

Lors de la conception de votre projet de moulage à la cire perdue, d’autres types d’outillages peuvent s’avérer nécessaires, selon les caractéristiques de vos pièces. En voici quelques exemples.

Des appareils de jaugeage peuvent être nécessaires afin de vérifier certaines dimensions ou caractéristiques précises au cours de la fabrication ou de l’inspection des pièces. Afin qu’ils soient adaptés au projet en cours, nos ingénieurs se chargent de leur conception et de leur construction. Nous pouvons aussi utiliser des appareils de jaugeage fournis par le client.

Dans certains cas, un gabarit conformateur peut aussi être requis. Il permet de supporter le modèle en cire après qu’on l’a retiré du moule à injection. En effet, avant d’être entièrement refroidi et d’atteindre son plus haut niveau de rigidité, le modèle en cire est malléable et tend à bouger. Le gabarit est fait en bois. Il possède souvent une forme identique à la moitié du moule à injection en aluminium, et ce, afin de permettre un support adéquat du modèle en cire, qui ne saurait garder sa forme en étant appuyé sur un support différent. Un exemple d’application serait la voilure d’un avion, dont il est essentiel de préserver la forme exacte. Nos ingénieurs peuvent aussi choisir de recourir à d’autres outils de refroidissement comme des espaceurs permettant d’assurer le maintien de certaines caractéristiques du modèle, par exemple l’espace entre deux oreilles de levage, dont les dimensions pourraient être altérées par le refroidissement de la cire, et ce, même si le reste du modèle ne requiert pas de support particulier.

On peut aussi recourir à des outils de redressage lorsqu’il y a risque de mouvement ou de distorsion d’une pièce lors de la coulée. Ces outils sont souvent nécessaires, étant donné le manque de rigidité propre à certains designs de pièces. Les accessoires de redressage n’altèrent d’aucune manière l’intégrité de la pièce. Tout comme nous le faisons avec les appareils de jaugeage, nous sommes ravis d’effectuer la conception et la fabrication de tout outil de redressage dont vous pourriez avoir besoin. Dans certains cas exceptionnels, le redressage est optimisé par le chauffage de la pièce à une haute température, que nous pouvons effectuer dans notre fonderie.