Monnaie d'investissement utilise cinq principaux types de cire : la cire à modèle (chargée et non chargée), la cire de coulée, la cire d'assemblage et la cire hydrosoluble. Ces cires ne sont plus de la cire pure. Il s'agit de mélanges complexes de matières naturelles et synthétiques, conçus pour répondre à des exigences de fabrication précises.
Les cires de moulage à la cire perdue modernes combinent plusieurs ingrédients pour obtenir des points de fusion, des caractéristiques d'écoulement et une stabilité dimensionnelle spécifiques. Voici les composants de ces matériaux spécialisés :
La plupart des cires à modeler associent de la paraffine et des cires microcristallines à des polymères et des résines. Cette combinaison offre une bonne fluidité aux températures d'injection (70-90 °C) tout en restant solide lors des manipulations normales.
La cire à modeler non chargée ne contient aucune charge solide ; c'est un mélange pur de cires, de résines et de polymères qui fond complètement sous l'effet de la chaleur. Cette cire vierge excelle dans la capture des détails complexes et la réalisation de surfaces lisses.
La cire s'écoule facilement dans les matrices complexes à faible pression d'injection, comblant ainsi les moindres détails. Sa faible viscosité à l'état fondu permet une injection sous une pression minimale, réduisant ainsi l'usure des équipements.
La cire non chargée fond complètement lors du décirage, ne laissant aucun résidu. Vous pouvez récupérer et réutiliser près de 100 % du matériau, réduisant ainsi considérablement les coûts.
Cependant, la cire non chargée se rétracte considérablement en refroidissant. Les sections épaisses développent souvent des vides internes (cavitation) qui nécessitent des refroidissements métalliques dans la matrice pour les éviter.
Les modèles de grande taille ou à parois minces peuvent se déformer en raison du manque de rigidité structurelle de la cire non chargée. Son coefficient de dilatation thermique d'environ 50 × 10⁻⁶/°C peut solliciter les coques en céramique lors du décirage si le chauffage est trop rapide.
La cire à modèle chargée contient 10 à 50 % de particules de charge organiques qui réduisent considérablement le retrait et améliorent la stabilité dimensionnelle. La charge occupe un volume qui, autrement, changerait lors du refroidissement, empêchant ainsi la cavitation, même dans les sections épaisses. Ces cires produisent des modèles plus résistants et plus rigides, qui conservent mieux leur forme.
La dilatation thermique est réduite de 20 à 50 % par rapport à la cire non chargée. Cette dilatation réduite réduit les contraintes sur les coques céramiques lors du décirage, améliorant ainsi les rendements.
La cire chargée coûte plus cher et nécessite une manipulation particulière. La cire fondue doit être constamment agitée pour maintenir les charges en suspension ; si elles se déposent, leurs propriétés se modifient.
La cire chargée est difficile à recycler, car les charges compliquent la filtration. De nombreuses fonderies limitent sa réutilisation ou la jettent complètement pour préserver sa qualité.
La cire de coulée forme les canaux qui alimentent vos modèles en métal fondu. Conçue pour fondre à une température inférieure à celle de la cire de modèle (généralement inférieure à 60 °C), elle s'écoule donc en premier lors du décirage.
Cette fusion précoce empêche l'accumulation de pression susceptible de fissurer la coque en céramique. La cire s'écoule rapidement et complètement, créant ainsi des passages dégagés pour le métal.
La cire de coulée, à forte teneur en paraffine, assure une excellente fluidité. Elle remplit facilement les formes de carottes simples, sans vides ni défauts.
Sa formule contient des agents poisseux qui lui permettent d'adhérer solidement aux cires à modeler lors de l'assemblage. Elle conserve néanmoins une résistance suffisante pour supporter plusieurs modèles sur un arbre de moulage.
La cire pour coureurs ne convient pas aux détails précis ; elle est purement fonctionnelle. Sa consistance molle nécessite une manipulation délicate ou un refroidissement à l'eau pour une prise optimale.
La cire collante agit comme un adhésif spécialisé pour assembler les composants en cire et corriger les défauts mineurs. Sa forte teneur en colophane ou en résine la rend extrêmement collante lorsqu'elle est chauffée, mais dure et cassante lorsqu'elle est refroidie.
Une petite flamme ou un stylo à cire fait fondre la cire collante en un liquide sirupeux qui se lie instantanément aux autres cires. Il se solidifie en quelques secondes, créant des joints solides pour l'assemblage d'arbres complexes.
La cire de réparation a une consistance plus souple, semblable à du mastic, pour combler les rayures ou les vides. Vous pouvez la réchauffer, l'appliquer sur les défauts, puis la sculpter ou la lisser après refroidissement.
Ces cires ne conviennent que pour les petits joints et les petites surfaces, jamais pour créer de véritables motifs. Leur fragilité peut entraîner des fissures sous l'effet de contraintes, notamment par temps froid.
L'excédent de cire collante doit être éliminé pour éviter de créer des défauts dans le revêtement céramique. L'application requiert une certaine habileté avec les outils chauffants afin d'éviter de faire fondre accidentellement le motif principal.
La cire hydrosoluble crée des noyaux solubles pour les pièces moulées présentant des cavités internes ou des contre-dépouilles. Elle est à base de polyéthylène glycol (PEG) plutôt que de cire traditionnelle, et contient jusqu'à 50 % de charges inorganiques pour une meilleure stabilité.
Vous injectez le cire soluble D'abord, on forme la forme centrale. Ensuite, on injecte de la cire à motif régulier autour pour créer la forme extérieure.
Une fois le motif refroidi, vous dissolvez le noyau dans de l'eau chaude. Cela laisse une cavité creuse à l'intérieur. modèle en cire – quelque chose d’impossible à réaliser avec le moulage conventionnel.
La teneur élevée en charges assure une excellente stabilité dimensionnelle avec un retrait minimal. Les noyaux respectent des tolérances précises pour les éléments internes critiques, comme les canaux de refroidissement des aubes de turbine.
Les noyaux de cire soluble sont fragiles et nécessitent une manipulation prudente. Leur viscosité élevée nécessite une pression d'injection accrue et une agitation constante pour éviter l'emprisonnement d'air.
| Type de cire | Composition | Point de fusion | Dilatation thermique | Meilleur cas d'utilisation | Principal avantage | Inconvénient principal |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Motif non rempli | Mélange de paraffine/microcristallin, sans charges | 60-70 ° C | Élevé (50×10⁻⁶/°C) | Pièces petites/moyennes détaillées | Excellente capture des détails, 100 % recyclable | Retrait élevé, sujet à la cavitation |
| Motif rempli | Même base + 10 à 50 % de charge organique | 70-85 ° C | Faible (20 à 40 % de moins) | Pièces de grande taille/complexes | Rétrécissement minimal, grande stabilité | Coût plus élevé, recyclage difficile |
| Canal/carotte | Teneur élevée en paraffine, agents collants | Faible-moyen | Systèmes de portes | Fond en premier, protège la coquille | Uniquement pour les formes simples | |
| Assemblage/Collant | Cire infusée à la colophane | > 70 ° C | N/A (petites quantités) | Assemblage et réparations | Collage rapide, prise rapide | Joints fragiles, application manuelle |
| Soluble dans l'eau | Polymère PEG + charges inorganiques | 55-65 ° C | Très Bas | cavités internes | Crée des creux complexes | Noyaux fragiles à usage unique |
Il est déconseillé de mélanger différents types de cire, car leurs points de fusion, leurs taux de dilatation et leurs compositions chimiques diffèrent. Leur mélange peut entraîner un retrait imprévisible, une mauvaise adhérence ou des problèmes de décirage qui abîment vos pièces moulées.
La cire à modeler non chargée peut être recyclée presque indéfiniment grâce à un filtrage approprié, la production utilisant souvent 30 à 50 % de cire récupérée. La cire chargée ne peut généralement pas être recyclée efficacement, car les charges compliquent le traitement et altèrent ses propriétés lors de la refusion.
Les cires naturelles servent aujourd'hui principalement d'additifs mineurs (généralement moins de 5 %) pour améliorer des propriétés spécifiques comme l'état de surface ou la flexibilité. La cire d'abeille pure seule rétrécit trop et coûte trop cher pour le moulage industriel moderne, mais de petites quantités peuvent améliorer les mélanges de cires synthétiques.
