La nouvelle Clear Cast Resin de Formlabs, pour un moulage à la cire perdue précis et économe en main-d'œuvre

Formlabs a le plaisir d'annoncer un nouveau matériau développé spécifiquement pour les fonderies ayant recours au moulage à la cire perdue. Le flux de travail de Clear Cast Resin et de l'impression 3D stéréolithographique (SLA) de Formlabs permet la production directe de modèles de moulage en interne, ce qui réduit les coûts, diminue les délais d'exécution et améliore la flexibilité en matière d'itération et de production.

Les modèles imprimés en 3D avec Clear Cast Resin offrent aux fonderies un brûlage propre avec une faible teneur en cendres et sans aucune trace de métaux, ainsi qu'une dilatation thermique exceptionnelle et une grande précision, avec un écart de moins de 0,25 mm par rapport à la conception originale. Les fonderies peuvent immédiatement intégrer cette résine dans leur flux de travail sans changer de matériau de moulage ou de processus de combustion.

L'utilisation de l'impression 3D SLA pour l'impression directe de modèles de moulage à la cire perdue est devenue l'une des principales applications des imprimantes SLA industrielles grand format. Dans les années 1990 et 2000, les fabricants d'imprimantes 3D ont introduit de nouvelles technologies, telles que le jet de matériau et le jet de liant, qui ont permis la fabrication de modèles en PMMA et en cire. Les modèles réalisés dans ces matériaux peuvent être facilement fixés aux arbres de coulée traditionnels pendant le processus de moulage.

Grâce aux modèles imprimés en 3D, les fabricants réduisent leur coût global par pièce, car ils évitent le coût initial élevé de l'outillage. Ils peuvent ainsi se permettre de fabriquer des petites et moyennes séries et de fabriquer des pièces aux géométries complexes qu'il serait impossible ou bien trop cher de produire avec d'autres méthodes. De nombreuses fonderies ont immédiatement reconnu les avantages de l'impression 3D pour le moulage à la cire perdue industriel, mais n'étaient pas en mesure d'adopter ces technologies dans leurs propres locaux.

Les imprimantes grand format conventionnelles utilisées pour la production de modèles de moulage à la cire perdue sont certes impressionnantes sur le plan technique, mais elles coûtent généralement des centaines de milliers d'euros, et leur utilisation et leur maintenance requièrent souvent l'intervention d'un technicien spécialisé. Leur coût et leur complexité rendent ces systèmes inaccessibles pour de nombreuses fonderies petites et moyennes. Au lieu de cela, de nombreuses sociétés sous-traitent l'impression 3D de modèles à des prestataires de service, ce qui augmente le coût par pièce et allonge les délais de production.

Formlabs a de l'expérience dans la production de photopolymères à faible coefficient de dilatation thermique (CTE) et offrant un brûlage propre. Notre usine de fabrication de matériaux Spectra fabrique depuis plus d'une décennie des résines pour le secteur du moulage à la cire perdue.

Depuis des années, Formlabs propose différents matériaux spécialement conçus pour la joaillerie. Ceux-ci sont enrichis de cire et conçus pour être coulés dans un moufle. Ces matériaux, comme Castable Wax Resin et Castable Wax 40 Resin, brûlent bien et offrent un processus de travail amélioré par rapport à la sculpture traditionnelle sur cire.

Mais pour les grands clients des fonderies, ces matériaux sont trop faibles pour produire les pièces plus grandes, plus épaisses et structurellement plus robustes dont ils ont besoin pour le travail industriel des métaux. La solution pour ces clients est de combiner la précision, la résolution et la fiabilité de pointe des imprimantes 3D SLA de Formlabs aux performances techniques de la gamme de matériaux Formlabs.

Clear Cast Resin permet aux fonderies de toutes tailles d'adopter facilement et à moindre coût l'impression 3D de modèles en interne. Développée spécifiquement pour les fonderies industrielles, Clear Cast Resin est conçue pour offrir des performances exceptionnelles, un brûlage propre, une teneur en cendres extrêmement faible, une excellente finition de surface et une précision incroyable, avec moins de 0,25 mm d'écart par rapport à la conception.

En plus des performances techniques, Clear Cast Resin donne accès au flux de travail le plus simple et le plus intuitif de l'impression 3D. Même sans formation technique ou expérience en impression 3D, les utilisateurs peuvent lancer leur première impression en quelques minutes, puis laisser l'imprimante pour se consacrer à des tâches plus importantes et trouver à leur retour un modèle fini extrêmement précis. La réduction de la charge de travail se traduit par une baisse du coût total par pièce, qui peut être répercutée sur les clients.

Les imprimantes de loisir – généralement les imprimantes à dépôt de fil fondu (FDM) – produisent des pièces avec une mauvaise qualité de surface, ce qui crée des moules imprécis et entraîne un surcroît de travail lors de la préparation et du post-traitement. L'expérience de coûts initiaux élevés ou d'une mauvaise qualité peut dissuader les fonderies d'essayer une nouvelle imprimante ou un nouveau matériau. Clear Cast Resin de Formlabs et le flux de travail intuitif des imprimantes SLA de la série Form combinent la qualité des imprimantes 3D SLA grand format conventionnelles à la gamme de prix et à la facilité d'utilisation des imprimantes FDM. Les fonderies industrielles peuvent ainsi intégrer cette technologie en interne avec des coûts de départ réduits. Avec une formation minimale, ils peuvent immédiatement commencer à produire des modèles.

En collaborant avec ses clients, Formlabs développe des produits qui résolvent des problèmes dans tous les secteurs. Pour le moulage à la cire perdue industriel, cela signifiait créer une résine qui puisse brûler proprement, respecter des tolérances serrées et offrir une faible teneur en cendres sans trace de métaux, le tout sur une imprimante 3D abordable avec un flux de travail accessible. Malgré ces exigences élevées, nous pouvons aujourd'hui confirmer que Clear Cast Resin, compatible avec la Form 3+, la Form 3L et la Form 4, répond à tous ces critères. 

En travaillant avec plusieurs bêta-testeurs pendant plus d'un an, nous avons mis au point un flux de travail que les fonderies industrielles de moulage à la cire perdue peuvent mettre en œuvre immédiatement, en ne modifiant pratiquement pas leur processus existant.

Diversified Metalsmiths est une fonderie industrielle située en Alabama, qui en tant que fabricant sur commande fournit des pièces métalliques de grande taille pour les secteurs de l'aérospatiale, de la plomberie, de l'automobile et des beaux-arts. Bien qu'ils utilisent des imprimantes 3D à cire depuis près de trente ans, ils ont récemment acquis des imprimantes à résine Formlabs. Leur expérience a été déterminante pour le test de notre nouvelle Clear Cast Resin et du flux de travail de moulage à la cire perdue. 

Pour Diversified, la nouvelle solution d'impression 3D devait répondre à plusieurs exigences : un matériau avec un brûlage propre, un écosystème fiable et intuitif, et une taille suffisante pour imprimer le mélangeur. En évaluant les solutions disponibles, ils ont conclu que le flux de travail de Formlabs était abordable et facile à intégrer pour une petite fonderie comme la leur : aucune nouvelle étape n'était nécessaire pour se lancer.

Après avoir demandé à l'équipe de Formlabs d'imprimer des pièces d'essai, M. Farr a constaté que la Form 3L et Clear Cast Resin s'intégraient sans problème dans son flux de travail. Aucune modification des températures de cuisson, de la formulation de la barbotine ou de la conception des pièces n'était nécessaire. Le flux de travail de Formlabs a même apporté une légère amélioration du processus, car il a permis d'insérer des carottes directement dans les pièces. « Les pièces moulées avec Clear Cast Resin s'intègrent parfaitement dans le processus de travail. Ce qui est bien, c'est que nous pouvons imprimer les carottes directement dans les pièces, ce qui n'était pas possible avec le PMMA », explique M. Farr.

Le changement de flux de travail s'est fait tout en douceur ; la dernière chose à faire était de vérifier le processus de combustion. Ici aussi, Clear Cast Resin s'est avérée être un substitut efficace aux modèles PMMA sous-traités, et ce pour une fraction du coût. « Le brûlage est similaire à celui du PMMA : nous traitons le matériau exactement comme le PMMA et n'avons aucun problème », déclare M. Farr.

Un seul modèle de mélangeur imprimé en 3D sur la Form 3L avec Clear Cast Resin coûte à Diversified environ 80 $ en matériaux et en travail. Par rapport aux 300 $ que l'équipe dépensait auparavant en sous-traitance, l'imprimante a été amortie en très peu de temps. Dans l'intervalle, l'équipe a également pu élargir ses scénarios d'utilisation et trouver de nouvelles applications pour l'impression 3D.

Les imprimantes 3D SLA de la série Form et Clear Cast Resin offrent un processus de travail de type « lancez et oubliez », ainsi qu'une précision de pointe et un brûlage propre. En réduisant la main d'oeuvre nécessaire à la préparation de l'impression et en minimisant le ponçage ou le fraisage manuel des pièces après coup, les modèles imprimés en 3D diminuent le coût total par pièce et ouvrent de nouvelles possibilités sans qu'il soit nécessaire de modifier le flux de travail. 

Téléchargez notre livre blanc pour en savoir plus sur le flux de travail de moulage avec Clear Cast Resin. Des questions ? Contactez nos experts de l’impression 3D