imprimante 3D moulage en sable associe la technologie moderne d'impression 3D à l'art ancestral du moulage pour créer des pièces métalliques complexes à moindre coût. Au lieu de sculpter des modèles à la main ou de les usiner dans du bois, vous imprimez votre modèle en 3D et l'utilisez pour créer un moule en sable destiné à la coulée de métal en fusion.
Imaginez un peu comme construire un château de sable avec un seau à la plage. La pièce imprimée en 3D est votre seau (le modèle), le moule en sable est la forme du château, et le métal en fusion remplit cette forme une fois le seau retiré. Vous obtenez ainsi une copie métallique parfaite de votre modèle original imprimé en 3D.
L'impression 3D résout le plus grand défi du moulage au sable traditionnel : la création du modèle. Les modèles traditionnels nécessitent un usinage CNC coûteux ou des heures de sculpture manuelle experte, notamment pour les formes complexes avec courbes et contre-dépouilles.
Grâce à l'impression 3D, vous pouvez créer des motifs complexes en quelques heures au lieu de plusieurs semaines. Vous pouvez imprimer des géométries impossibles à sculpter à la main. De plus, si vous avez besoin d'apporter des modifications, il vous suffit de modifier le fichier numérique et de réimprimer.
Les économies réalisées sont considérables. Un modèle en aluminium usiné peut coûter entre 500 et 2000 3 dollars, tandis qu'un modèle imprimé en 10D coûte entre 50 et XNUMX dollars en matériaux.
Avant de commencer, rassemblez ces matériaux et outils essentiels :
Créez votre modèle 3D avec angles de dépouille d'au moins 2 à 3 degrés sur toutes les surfaces verticales. Cette légère conicité permet de retirer le motif du sable sans endommager le moule. Ajoutez 2 à 3 % à toutes les dimensions pour tenir compte du retrait du métal lors du refroidissement.
Imprimez votre motif à une hauteur de couche de 0.2 mm ou plus fine pour un résultat lisse finition de surfacePlus votre motif est lisse, plus votre pièce moulée sera lisse. Pour les imprimantes FDM, imprimez avec un remplissage à 100 % pour éviter que le motif ne se casse lorsque vous le recouvrez de sable.
Poncez votre modèle imprimé en 3D avec du papier de verre grain 220 pour éliminer les lignes de couches. Appliquez plusieurs fines couches d'apprêt ou de mastic à bois, en ponçant entre chaque couche, jusqu'à ce que la surface soit parfaitement lisse.
Scellez le motif avec un vernis transparent en spray ou du polyuréthane. Ce revêtement empêche le sable d'adhérer au motif et facilite grandement son retrait.
Placez votre modèle sur une planche plate et positionnez la moitié inférieure de votre fiole (appelée « traînée ») autour. Saupoudrez légèrement le modèle de poudre de séparation pour éviter qu'il ne colle.
Tamisez du sable fin directement sur le motif pour capturer les détails les plus fins. Tassez ensuite fermement le sable de support autour du motif, en superposant les couches jusqu'à ce que le drag soit entièrement rempli. Niveler le sable au ras du haut du drag.
Retournez le dragueur et saupoudrez la surface de sable exposée de poudre de séparation. Placez la partie supérieure du flacon (la chape) dessus et insérez une tige conique à l'endroit où vous coulerez le métal.
Tassez le sable dans la chape de la même manière que pour le dragage. Percez de petits trous d'aération avec un fil de fer pour permettre aux gaz de s'échapper pendant le coulage.
Séparez soigneusement la chape et le frein. Tapotez doucement autour de votre modèle imprimé en 3D pour le détacher, puis soulevez-le pour le sortir. Le sable devrait conserver la forme exacte de votre modèle.
Découpez un bassin de coulée au sommet du trou de coulée. Si nécessaire, creusez de petits canaux (portes) reliant le trou de coulée à la cavité du moule.
Remontez la chape et le traîneau en veillant à ce qu'ils soient parfaitement alignés. Placez le moule sur un lit de sable meuble pour récupérer les éventuels déversements.
Chauffez le métal à environ 100 °C au-dessus de son point de fusion. Pour l'aluminium, la température est d'environ 1,300 °C. Versez le métal régulièrement et continuellement dans la carotte jusqu'à ce que le métal apparaisse dans les orifices de ventilation.
Laissez refroidir la pièce moulée au moins 20 minutes pour les petites pièces, ou plusieurs heures pour les grandes. Démoulez le moule en sable et retirez votre pièce moulée en métal.
Coupez la carotte et les portes à l'aide d'une scie à métaux. Limez, meulez et poncez votre pièce moulée pour éliminer les aspérités et les imperfections.
Le moule en sable s'effondre lors du retrait du motif : Votre sable est trop sec ou pas assez compact. Ajoutez plus d'eau au sable vert ou tassez-le plus fermement.
Le métal ne remplit pas tout le moule : Votre métal n'était pas assez chaud ou vos aérations étaient inadéquates. Augmentez la température de coulée et augmentez les aérations.
Finition de surface rugueuse sur pièce moulée : Votre motif n'était pas assez lisse. Passez plus de temps à poncer et à sceller votre motif imprimé en 3D.
Le PLA est idéal pour les débutants, car il est facile à imprimer et à poncer. Les impressions en résine offrent des détails plus fins, mais sont plus fragiles et plus coûteuses.
Oui, un modèle bien scellé peut créer des dizaines de moules. Rangez-le soigneusement entre chaque utilisation pour éviter qu'il ne se déforme ou ne s'abîme.
L'aluminium est idéal pour les débutants car il fond à des températures relativement basses (1,220 XNUMX °F) et s'écoule bien dans des moules détaillés.
L'installation de base coûte entre 200 et 500 $, incluant un petit four, le matériel de sécurité et le matériel de moulage. Vous pouvez construire votre propre four pour moins de 50 $.
Il s'agit de métal en fusion à des températures extrêmes, donc oui. Portez toujours un équipement de protection et travaillez dans un endroit bien ventilé, à l'écart des produits inflammables.
