Qu’est-ce que le moulage à la cire perdue?

Le moulage à la cire perdue est un procédé de fonderie qui consiste à mouler par injection un modèle en cire identique à la pièce désirée, pour ensuite créer un moule réfractaire dans lequel sera coulé du métal en fusion. Le modèle en cire doit être légèrement plus gros que la pièce finale en raison du retrait volumétrique que connaît le métal au moment de sa solidification. Une fois créé, le modèle en cire est attaché à une descente de coulée, puis plongé de nombreuses fois dans une barbotine de céramique jusqu’à l’obtention d’un moule réfractaire multicouche lisse. Une fois la céramique séchée, on fait fondre la cire, créant ainsi une cavité creuse dans laquelle on coule le métal, préalablement fondu suivant les proportions précises de l’alliage désiré, pour qu’il se solidifie.

Pourquoi parle-t-on de « cire perdue »?

La « cire perdue » fait référence au modèle en cire, qu’on fait fondre dans un moule réfractaire en céramique. Il existe deux techniques pour créer ce moule, qui s’obtient par cuisson d’une barbotine à des températures élevées. La première technique consiste à verser la barbotine directement sur un arbre en cire se situant dans un contenant, tandis que la seconde consiste à plonger la cire dans un enduit réfractaire qu’on applique une couche à la fois. On appelle « enrobage » l’étape de la fabrication du moule réfractaire. À noter que le moulage à la cire perdue est parfois appelé « coulée de précision », et ce, en raison du haut degré de fidélité de son produit final.

Quels alliages peuvent être coulés à l’aide de cette méthode?

Le moulage à la cire perdue permet de couler la quasi-totalité des alliages ferreux et non ferreux. Notre entreprise se spécialise dans la coulée d’aciers inoxydables, au carbone, à outils ou fortement alliés ainsi que d’alliages à base de cuivre, de nickel ou de cobalt. Il est aussi possible de couler l’aluminium à la cire perdue. Toutefois, cette technique est rarement employée pour ce métal qui, en raison de son point de fusion peu élevé, peut être coulé en moule permanent. Vous trouverez une liste complète des alliages avec lesquels nous travaillons sur la page « Alliages coulés ».

Pourquoi choisir le moulage à la cire perdue?

Le moulage à la cire perdue offre de nombreux avantages uniques tant par rapport aux autres méthodes de moulage que par rapport à divers procédés de fabrication, qu’on pense à l’usinage, à la soudure, au forgeage, à l’estampage ou à l’assemblage de pièces. Voici quelques-uns des avantages du moulage à la cire perdue :

  • Une conception flexible : il est possible de couler dans presque tous les alliages des pièces d’une multitude de configurations internes et externes.
  • Contrairement à d’autres méthodes, le moulage à la cire perdue ne requiert pas d’angles de dépouille, ce qui permet de couler des pièces plus près des dimensions désirées.
  • Moins d’usinage requis : notre méthode permet d’obtenir des tolérances très précises et des pièces près des dimensions voulues. Les pièces ainsi créées exigent peu d’usinage secondaire, permettant d’économiser sur le temps d’usinage et les matériaux.
  • Les pièces coulées à la cire perdue présentent habituellement les mêmes propriétés mécaniques que les pièces fabriquées à partir de métaux corroyés.
  • Une esthétique supérieure : les surfaces des pièces présentent une rugosité meilleure que 125 RMS. Il est possible d’obtenir des formes, des détails, voire des logos qui ne peuvent être reproduits avec d’autres méthodes.
  • Des pièces reproductibles : il s’agit d’un procédé fiable dont le produit est constant.

Y a-t-il des limites de taille et de masse?

La masse des pièces produites par moulage à la cire perdue varie de moins d’une once (moins de 28,34 g) à près de 200 lb (22,68 kg). La répartition de la masse d’une pièce peut avoir un effet sur son aptitude à être coulée à la cire perdue en raison du besoin de masselottage et d’alimentation de la pièce. En règle générale, si le modèle en cire et ses masselottes peuvent être contenus dans un espace de 24 po3 (393,29 cm3), il est possible de couler la pièce à la cire perdue.

Quel est le degré de précision du moulage à la cire perdue?

Le moulage à la cire perdue permet habituellement de respecter des tolérances linéaires de ± 0,010 po (0,025 cm) pour le premier 1 po (2,54 cm) et de ± 0,005 po (0,127 cm) pour chaque 1 po (2,54 cm) subséquent. Il s’agit de tolérances standards pour ce type de moulage. Elles sont utiles pour guider la conception des pièces. Les tolérances peuvent toutefois varier selon la taille et le degré de complexité de la pièce. Il est important de garder en tête que plus une pièce est petite, plus elle sera fidèle aux dimensions voulues. Les plus grosses pièces, quant à elles, présentent une moins grande précision dimensionnelle. Il s’agit là d’une caractéristique distinctive du moulage à la cire perdue. Pour en savoir davantage, n’hésitez pas à consulter notre guide de conception. Nous vous invitons aussi à entrer en contact avec nous pour planifier un rendez-vous. Dans la majorité des cas, nous pouvons vous proposer un design de pièce qui vous permettra de réduire considérablement, voire d’éliminer vos besoins pour les opérations postérieures à la fabrication de la pièce coulée.

Le moulage à la cire perdue est-il une méthode coûteuse?

Bien que les pièces coulées à la cire perdue soient parfois plus légèrement coûteuses que les pièces coulées au sable, les pièces forgées ou certaines pièces machinées en usine, elles ont l’avantage de requérir moins d’usinage parce qu’elles ont été coulées près des dimensions désirées et respectent des tolérances très précises, ce qui rentabilise leur coût. Lorsque les tolérances à respecter sont plus précises que ce que permet le moulage à la cire perdue, il est possible de couler avec une surépaisseur d’usinage aussi mince que 0,020 po à 0,030 po de nombreuses pièces qui requièrent du fraisage, du tournage, du perçage ou du meulage. De plus, de nombreux détails peuvent uniquement être reproduits par moulage à la cire perdue, puisque cette technique permet de couler des pièces de presque toutes les configurations. En profitant de toute la flexibilité et de tous les avantages offerts par cette méthode, on est certain de rentabiliser son choix!

Comment puis-je demander un devis? Quels sont les délais à prévoir?

Vous pouvez communiquer avec nous pour connaître les renseignements à fournir ou nous envoyer directement un formulaire de demande de prix. Assurez-vous de fournir autant de détails que possible et de joindre vos dessins, s’il y a lieu. Notre objectif est de vous fournir un devis en trois jours ou moins. Si votre demande est urgente, il est possible d’y répondre en moins d’une journée.

Quel type d’outillage est nécessaire? Comment puis-je me le procurer?
Pour effectuer le moulage par injection, nous utilisons des coquilles en aluminium. Bien que la configuration de ces coquilles puisse varier, elles forment en général le moule récepteur dans lequel est coulé le modèle en cire. Selon le degré de complexité de la pièce, une combinaison de noyautage à la cire soluble et à la céramique peut être utilisée pour obtenir la forme voulue. À moins que vous possédiez déjà de l’outillage que nous pourrons utiliser, nous nous chargeons de la conception et de la création de tout nouvel outillage en cire nécessaire à la réalisation de vos pièces. Le coût de l’outillage est habituellement de 1000 à 10 000 $. Un outillage typique permet de créer 50 000 pièces. L’utilisation de douilles en acier dans les coquilles en aluminium permet d’augmenter considérablement le rendement de l’outillage pour les commandes de haut volume.

Quels sont les délais habituels pour l’obtention d’échantillons?

Grâce au prototypage rapide , il est possible de créer des prototypes en moins de trois semaines. Les prototypes qui requièrent de l’outillage simple peuvent être produits dans les trois ou quatre semaines suivant la réception et l’évaluation de l’outillage. Ce délai peut être de quatre à cinq semaines pour les prototypes qui demandent de l’outillage plus complexe ou un processus de fabrication plus élaboré (qui comprendrait de l’usinage ou des essais non destructifs, par exemple), suivant la complexité de la pièce et les exigences de finition.

Quels sont les délais pour la production de pièces?

Une fois la pièce approuvée, le délai est de huit semaines. Il peut arriver que nos clients aient besoin de leurs pièces plus rapidement. Si tel est votre cas, n’hésitez pas à communiquer avec nous. Nous ferons tout en notre pouvoir pour réduire le délai de production de vos pièces et répondre à vos besoins.

Le prototypage rapide est-il plus avantageux que la construction d’un prototype d’outillage?

Le service de prototypage rapide est avantageux si vous n’avez besoin que d’un nombre limité de pièces ou si vous désirez évaluer le design du produit avant de faire l’achat de l’outillage nécessaire. Étant donné que nous utilisons un procédé de stéréo-lithographie, la création des moules en cire ne requiert aucun outillage. Toutefois, nous avons besoin d’un dessin de conception assistée par ordinateur. Si vous n’avez pas de tel dessin, nous pouvons habituellement en créer un à partir d’un dessin bidimensionnel ou d’un échantillon. Il importe de se rappeler que la stéréo-lithographie ne permet pas d’obtenir un fini de surface uniforme et qu’elle rend plus difficile le respect de certaines tolérances très précises.

Quel est le degré d’intégrité mécanique et métallurgique des pièces coulées à la cire perdue?

Très souvent, les utilisateurs qui découvrent le moulage à la cire perdue craignent des problèmes de porosité ou de retrait, que l’usinage à partir de la barre et le forgeage permettent habituellement d’éviter. Ils sont habituellement rassurés de savoir que les pièces coulées à la cire perdue sont employées dans une multitude de domaines cruciaux, notamment dans la construction de moteurs d’avion, qui requiert de telles pièces sur une base quotidienne. S’il est vrai que compte tenu des caractéristiques du métal en fusion, du retrait et de facteurs métallurgiques, la pièce obtenue peut être poreuse, nous parvenons à régler ce problème de porosité à l’aide de nos techniques de modélisation de la solidification et de fusion par induction, qui sont à la fine pointe de la technologie. Nous sommes à même de régler tout problème de porosité avant même que commence le processus de production. De plus, dans la quasi-totalité des cas, les pièces coulées à la cire perdue ont une intégrité de loin supérieure à celle des autres types de pièces. Cet avantage s’explique par notre utilisation de modèles de cire et de moules réfractaires qui empêchent l’introduction de matière étrangère dans la cavité, ce qui n’est pas le cas du moulage au sable.

Le moulage à la cire perdue ne convient-il pas que pour les grandes commandes?

Il s’agit probablement du plus grand mythe au sujet de cette méthode. En vérité, nos clients nous demandent parfois une seule pièce, parfois des milliers… Ce qui importe, c’est l’amortissement du coût de l’outillage, facteur habituellement déterminant pour décider de la praticité du moulage à la cire perdue. En général, nos clients sont d’avis que si l’achat de l’outillage est rentabilisé par une ou deux années d’économies de coûts, c’est que le projet en vaut la peine. Toutefois, l’achat d’outillage pour un simple projet est souvent justifié : chaque projet étant différent, la seule manière de savoir si l’outillage est un investissement gagnant est de nous demander d’évaluer gratuitement votre pièce. Vous pourrez ainsi prendre une décision éclairée.

À quel type de fini de surface devrais-je m’attendre si je n’ai pas besoin d’usiner mes pièces?

Le fini de surface de nos pièces est impeccable : celles-ci sont coulées dans un moule réfractaire en céramique créé à partir d’un modèle en cire lisse lui-même coulé dans une coquille en aluminium lisse. On obtient habituellement un fini standard de 125 RMS et il est même possible d’atteindre des finis supérieurs à l’aide de méthodes communes de finition comme la projection de particules, le polissage ou le polissage électrolytique. Il peut arriver qu’un client ait ses propres exigences en ce qui a trait aux défauts d’aspect (négatifs, positifs). Avant de commander l’outillage, nous nous assurons de discuter de ces exigences avec le client, gardant en tête autant la fonction des pièces que les exigences d’ordre esthétique.