Le moulage direct à la cire perdue est une technique courante de fabrication de moules qui peut être utilisée pour fabriquer des pièces petites ou grandes dans toute une variété de métaux. Ce type de moulage, qui est apparu il y a environ 5000 ans permet aux créateurs de façonner une grande variété de matériaux. Cette technique est aussi l’une des plus faciles pour fabriquer des pièces en métal.

Dans le moulage à la cire perdue, un moule creux est créé à partir d’un modèle de référence sculpté à la main ou imprimé en 3D. Ce modèle qu’on appelle master est plongé dans un matériau de moulage réfractaire. On le laisse ensuite sécher, ce qui lui permet de durcir. Le modèle en cire ou en résine d’impression 3D est brûlé et laisse une empreinte négative dans le moule. Du métal en fusion est coulé dans cette cavité pour donner naissance à la pièce finale.

Lors du choix d’une résine de moulage, il convient de tenir compte des propriétés des matériaux de moulage. Pour les petites pièces ou le filigrane, utilisez Castable Wax Resin. Pour les bijoux lourds ou de taille moyenne, ou les petits composants techniques, utilisez True Cast Resin. Pour les fonderies à modèle perdu de plus grande taille, utilisez Clear Cast Resin.

Lavez et séchez soigneusement l’impression 3D avant l’ajout des carottes et des points d’injection. Suivez les instructions du fabricant du produit de moulage pendant le processus de brûlage.

Les carottes de coulée doivent être ajoutées à la pièce complètement sèche. Ajoutez des carottes de coulée en cire et des points d’injection à la pièce imprimée, comme vous le feriez pour le procédé à la cire perdue. Si vous rencontrez des difficultés à ajouter des carottes de coulée sur une pièce, utilisez de la résine époxy ou de la super glue pour fixer les pièces imprimées à la carotte de coulée en cire.

Utilisez des carottes de coulée en cire pour les carottes principales et les points d’injection de grande taille. Intégrez au modèle les carottes de coulée qui partent de la carotte principale vers les petits détails du modèle et imprimez l’ensemble.

Le positionnement idéal des carottes de coulée varie selon la géométrie de la pièce. Placez les parties les plus épaisses en bas et les pièces les plus minces en haut de l’arbre.

Prévoyez un écartement plus important entre les pièces imprimées en 3D sur l'arbre par rapport à l’écartement habituellement utilisé pour des pièces en cire. Plus il y a de produit de moulage dans les vides entre les pièces, plus les pièces résisteront à toute dilatation thermique.

Formlabs recommande le matériau de moulage pour joaillerie Certus Prestige Optima aussi bien pour Castable Wax 40 Resin que pour Castable Wax Resin. Cependant, Castable Wax 40 Resin permet une plus grande liberté dans le choix des matériaux de moulage. Si vous moulez des modèles particulièrement élaborés, envisagez d’utiliser un produit de moulage à liaison phosphate plus robuste tel que Nobilium Microfire. Quand vous utilisez des produits de moulage alternatifs, respectez les recommandations de brûlage du fabricant.

La procédure de mélange du produit de moulage et de préparation du moule dépend du produit de moulage et de la taille du châssis. Suivez bien les instructions du fabricant du produit de moulage et ajustez la courbe de brûlage en fonction.

Étape 5 : laisser la matrice durcir pendant 2 à 6 heures

Retirez délicatement la base en caoutchouc du canal de coulée de la matrice et laissez-la durcir dans un environnement sans vibrations pendant 2 à 6 heures. Suivez scrupuleusement les consignes de sécurité du fabricant du matériau réfractaire. Formlabs recommande le port d’un masque anti-poussière ou d’un respirateur.

Ajustez le procédé indiqué ici pour élaborer une courbe de brûlage adaptée à chaque équipement, à la configuration et aux matériaux utilisés.

• Castable Wax : Processus de brûlage des modèles de bijoux
• Processus de brûlage de Castable Wax 40 Resin
• Les pièces imprimées en True Cast Resin ne nécessitent pas de programme de brûlage spécialisé. Suivez le processus recommandé pour la fonderie générale dans le matériau réfractaire de votre choix. Les pièces imprimées se conservent et peuvent être moulées jusqu’à six mois après l’impression sans subir de contraction.

* Le programme de brûlage court a été validé avec Castable Wax Resin et Castable Wax 40 Resin. Si vous utilisez Castable Resin, utilisez la courbe de brûlage classique.

Pour que la transition gazeuse soit complète, augmentez le flux d’air au maximum en ajoutant une ventilation active ou bien en soufflant sur les moules quand cela est possible. Idéalement, la dilatation thermique du produit de moulage doit correspondre à la dilatation thermique de votre modèle imprimé en 3D. Pour réussir l’opération lorsque vous passez du procédé à la cire à celui à base de résine, il faudra ajuster les paramètres.

Retirez le moule du four et coulez le métal. Un système de coulée centrifuge ou sous vide peut accélérer le remplissage du moule. Des machines de coulée centrifuge ou sous-vide comme la Neutec J2R (USA) et la Indutherm MC-series (EU) sont simples à faire fonctionner et à contrôler.

Refroidir et retirer le châssis, puis traiter la pièce moulée.

Formlabs a testé le moulage de l’or, de l’argent et du bronze à partir de modèles en Castable Wax 40 Resin et en Castable Wax Resin. La compatibilité avec les métaux moulés est avant tout une propriété du produit de moulage. Différents métaux nécessitent des degrés de thermorésistance divers de la part du produit de moulage.

Les résines de moulage direct Formlabs nécessitent des températures d’au moins 732 °C pour compléter le cycle de brûlage. En cas de doute sur la compatibilité de la résine avec un matériau de moulage spécifique, consultez le fabricant.

Pour en savoir plus sur l’impression 3D, la conception de bijoux et le moulage, consultez les ressources de Formlabs pour la joaillerie.

• Introduction au moulage pour les modèles de bijoux imprimés en 3D[ [EN] ][[DE]][ [ES] ][[FR]] [[IT]][ [JA] ][[ZH]]
• Impression 3D de bijoux : paramètres de conception de base, supports et orientation [[en] ][[de] ][[fr] ][[it]]
• Fonte à modèle perdu et pressage de prothèses dentaires à partir de modèles imprimés en 3D[ [en]][ [de] ][[es] ][[fr]]
• Castable Wax Resin : Processus de brûlage des modèles de bijoux [en] [de] [es] [fr] [it]
• Castable Resin : Processus de brûlage des modèles de bijoux [en] [de] [es] [fr] [it]
• Fiches de données de sécurité (FDS) des résines Formlabs
• Fiches techniques des résines Formlabs

Nous remercions tout particulièrement Lars Sögaard Nielsen et KEA (Copenhagen School of Design and Technology) d’avoir permis à Formlabs de documenter leur procédé de fonderie.

Remerciements

Nous remercions tout particulièrement Lars Sögaard Nielsen et KEA (Copenhagen School of Design and Technology) d’avoir permis à Formlabs de documenter leur procédé de fonderie.