La technique de fonderie en cire perdue permet de concevoir à partir de divers alliages (aluminium, acier…) des pièces moulées et différent type de produit. Le niveau de précision obtenu grâce à cette technique est comparable à celui d’un moulage sous pression. Notamment , grâce à cette technique, on peut mouler des pieces sans pour autant réaliser un moule permanent qui serait couteux et très complexe à concevoir. La précision y est de surcroit supérieure aux autres technique, tant en termes de caractéristiques dimensionnelles des pieces, que de surface.
Les pièces sont souvent destinées à des usages exigeants, où les besoins en qualité sont élevés. En effet, elles peuvent être soumis à des environnements hostiles, subissant de sévères changements de température ou nécessitant une forte résistantes ou de la légèreté. Du fait de ces exigences et de ces usages extrêmes, ce sont des aciers spéciaux qui sont choisis pour mouler ces pieces.
La technique de moulage en cire perdue permet de concevoir à partir de divers alliages (aluminium, acier…)des pièces moulées. Le niveau de précision obtenu grâce à cette technique est comparable à celui d’une technique sous pression. Notamment , grâce à cette technique, on peut mouler des pieces sans pour autant réaliser un moule permanent qui serait couteux et très complexe à concevoir. La précision y est de surcroit supérieure aux autres techniques , tant en termes de caractéristiques dimensionnelles des pieces, que de surface.
Les pieces sont souvent destinées à des usages exigeants, où les besoins en qualité sont élevés. En effet, elles peuvent être soumis à des environnements hostiles, subissant de sévères changements de température ou nécessitant une forte résistantes ou de la légèreté. Du fait de ces exigences et de ces usages extrêmes, ce sont des aciers spéciaux qui sont choisis pour mouler ces pieces.
On peut dater les premières traces d’utilisation de cette technique à 1500 avant Jésus Christ. On en repère les traces en Chine et en Extrême Orient plus généralement, par la découverte de colliers, de statuettes et d’objets de bronze. On retrouve des vestiges également en Mésopotamie et en Egypte en 100 avant Jésus Christ, en Grèce aux temps de sa splendeur, puis dans la Rome Antique puis enfin en France. Il y a des œuvres du 17eme Siècle, notamment la statue de Louis XIV au Château De Versailles qui montre l’utilisation de cette technique.
Plus proche de nous, autour de 1940, les anglais et américains ont appliqué cette technique dans le secteur industriel pour concevoir des pieces nécessitant une grande précision dans leurs dimensions. Vers les années 60, la technique fait son apparition en France.
Cette technique de fabrication est constituée de plusieurs étapes : la création du modèle, la mise en grappe, la réalisation de la carapace, le décirage, le frittage et enfin la coulée de la piece.
On commence par créer des moules en aluminium ou en acier qui sont utilisés comme négatif du moulage final. Bien sûr la précision de conception du moule est fondamentale pour le respect de la rugosité surfacique souhaitée, notamment. Le moule est ensuite prêt à être installé dans une presse.
On remplit le moule de cire liquide. Une fois refroidie, le modèle, totalement identique à la piece finale est éjecté et placé sur un arbre doté d’un entonnoir au sommet, d’où coulera l’acier. On procède au rinçage, pour éviter toute contamination et assurer l’adhérence de la céramique. On place une enveloppe en céramique, constituée en plongeant l’arbre dans de la barbotine à plusieurs reprises. On saupoudre ensuite de sable de céramique puis le tout est placé en chambre de séchage, pour durcir avec l’effet de l’air.
On l’évacue ensuite en fondant l’arbre en céramique avec de la vapeur à 120°C. Elle est donc régénérée et c’est la raison pour laquelle la technique porte ce nom.
Par une phase s’appelant Frittage, l’arbre en céramique passe en cuisson à haute température (1100°C) et on obtient sa dureté optimale. Durant cette cuisson, les éventuels résidus sont brûlés.
On fond alors l’alliage d’acier souhaité dans un large four dont la température est réglée pour la coulée. Dans le même temps, l’arbre est chauffé dans un four afin qu’il n’y ait pas de choc thermique lors de l’opération. On cule alors l’acier par une technique de contre-gravité. une fois les arbres remplis, on procède au refroidissement au moyen d’un convoyeur.
On casse ensuite l’enveloppe de céramique grâce à un marteau automatisé. on va ensuite scier les pieces pour les séparer de l’arbre. Les résidus d’acier sont triés et réutilisables pour une prochaine session de coulée. La phase suivante est appelée finition par grenaillage, c’est à dire projection d’eau à haute pression ou bien sablage.
Pour certains alliages, il est nécessaire d’envisager un traitement thermique pour que soit atteinte une certaine dureté, un allongement particulier ou une résistance mécanique. Pour procéder à ces traitements de surface, on la recouvre donc pour la protéger de la corrosion ou de l’usure, ou pour en améliorer l’aspect général. On s’assure pour finir du résultat de toutes ces opérations par une inspection finale visant à valider la réussite du procédé.
La haute précision de cette technique l’a rendue indispensable pour créer de nombreuses pieces qui ont une forte valeur ajourée : on l’observe notamment dans les secteurs de l’armement, du médical, de l’énergie ou de l’aéronautique par exemple. Pour ces secteurs la rigueur du cahier des charges, la spécificité des alliages requis, la complexité géométrique des pieces ont promu naturellement l’utilisation de cette technologie.
Du fait de la précision de la technique, il n’y a presque pas de finition voire pas du tout, après l’opération. C’est un reproduction d’une excellente précision dimensionnelle et de poids. Des centaines d’alliages différents peuvent être employés par cette technique: par exemple les aciers inoxydables, les alliages à base de cuivre, de cobalt, de nickel, ou de fer. On peut traiter la plus grande partie des métaux industriels, mais aussi beaucoup de métaux spécialisés.
Il est à noter que la technique est peu onéreuse, avec la possibilité en une seule couler de préparer plusieurs pieces, et également d’éviter tout travail de finition qui est un cout d’usinage conséquent sur d’autres techniques.
Enfin, cette technique haute précision est un rêve pour les concepteurs et fournisseurs qui sont certains d’y trouver la piece qu’ils attendent avec les caractéristiques respectées au plus haut degré. C’est aussi une technique économe et pratique notamment pour des alliages a base de métaux chers, car il n’y a pas de déchet, et une certaine facilité de création, contrairement à l’usinage traditionnel complexe auquel il faut procéder habituellement. Les pieces ont la vertu d’être toutes précisément et rigoureusement identiques. Le processus peut être effectué dans des délais très courts, contrairement à un usinage traditionnel.
Pour tous ces atouts, avec en premier lieu, sa grande valeur-ajoutée, ce procédé de différent mérite d’être étudiée de près.
