La principale différence entre coulée d'investissement et le moulage en coquille est la formation du moule. Le moulage à la cire perdue utilise un modèle en cire Recouvert de céramique, fondue avant la coulée du métal, le moulage en coquille construit une fine coque autour du modèle à l'aide de sable et de résine, ce qui permet une production plus rapide et des détails moins complexes.
Le moulage à la cire perdue crée des pièces métalliques en coulant du métal en fusion dans un moule en céramique. Ce procédé produit des formes complexes avec d'excellents états de surface et des tolérances strictes.
Le procédé se caractérise fondamentalement par l'utilisation d'un modèle sacrificiel, ou jetable, qui est une réplique exacte de la pièce finale souhaitée. Ce modèle, généralement en cire, est entièrement recouvert d'une barbotine de céramique réfractaire. Une fois la céramique durcie, le modèle en cire d'origine est fondu, laissant apparaître un moule céramique monobloc creux présentant une cavité négative précise de la géométrie de la pièce.
Le processus commence par l'injection de cire dans une matrice métallique. Cela crée une réplique exacte de la pièce finale. Plusieurs modèles en cire peuvent être fixés sur une carotte centrale, formant ainsi un assemblage arborescent.
Les ouvriers trempent l'assemblage en cire dans une barbotine céramique. Ils l'enduisent ensuite de sable fin ou de stuc. Ce processus est répété 5 à 15 fois jusqu'à ce que la coque atteigne l'épaisseur souhaitée.
La coque en céramique est placée dans un autoclave ou un four chauffé à une température comprise entre 200 et 375 °C. La cire fond et s'écoule, laissant un moule en céramique creux.
Le moule en céramique vide est préchauffé à une température de 1,000 2,000 à XNUMX XNUMX °F. Le métal en fusion remplit la cavité par gravité ou par aspiration.
Après refroidissement, les ouvriers détachent la coque en céramique par vibration ou projection d'eau. Les pièces métalliques sont ensuite découpées dans la carotte. Les opérations de finition finale comprennent le meulage, l'usinage et le traitement thermique.
Le moulage en coquille forme des pièces creuses par rotation d'un matériau liquide à l'intérieur d'un moule. Le matériau se répartit uniformément sur la surface intérieure du moule grâce à la force centrifuge. Cette technique fonctionne principalement avec les plastiques, les résines et certains métaux.
Le principe de base de ce procédé repose sur l'utilisation d'un modèle métallique permanent et réutilisable pour créer un moule jetable à parois minces, ou « coque ». Cette coque n'est pas constituée de sable meuble, mais d'un mélange de sable fin et d'un liant à base de résine thermodurcissable. Lorsque ce mélange est appliqué sur le modèle métallique chaud, la résine durcit, liant les grains de sable pour former une coque rigide, solide et lisse.
Le processus commence par un moule creux en métal ou en matériaux composites. Le moule se divise en deux ou plusieurs sections pour faciliter le retrait des pièces. Des agents de démoulage enrobent la surface intérieure pour éviter l'adhérence.
Les opérateurs versent une quantité mesurée de matériau liquide dans le moule. Cette quantité détermine l'épaisseur finale de la paroi. Pour les thermoplastiques, le matériau est chauffé à 350-450 °C avant la coulée.
Le moule tourne simultanément autour de deux axes perpendiculaires. La vitesse varie généralement de 4 à 20 tr/min. Cette rotation répartit uniformément le matériau sur toutes les surfaces intérieures.
Le moule continue de tourner pendant que le matériau refroidit et durcit. Les méthodes de refroidissement comprennent la circulation d'air, la pulvérisation d'eau ou les chambres froides. Cette étape dure de 10 minutes à plusieurs heures.
Une fois solidifiée, la rotation s'arrête et le moule s'ouvre. La pièce creuse se libère facilement grâce à une contrainte de retrait minimale. Toute bavure ou excédent de matière est éliminé.
| Aspect | Casting d'investissement | Moulage de coquille |
|---|---|---|
| Type de pièce | Pièces métalliques solides aux géométries complexes | Pièces creuses à épaisseur de paroi uniforme |
| Matériaux | Métaux (acier, aluminium, titane, bronze) | Plastiques, résines, certains métaux |
| Type de moule | Coque en céramique jetable | Moule réutilisable en métal ou composite |
| Méthode de processus | Métal en fusion versé dans un moule stationnaire | Matériau distribué par rotation du moule |
| Epaisseur | Varie de 0.060 à 5 pouces | Épaisseur constante de 0.125 à 1 pouce |
| Finition de surface | 60-200 RMS | 100-300 RMS |
| tolérances | ±0.003 à ±0.005 pouces par pouce | ±0.010 à ±0.030 pouces par pouce |
| Volume de production | Faible à moyen (1 à 10,000 XNUMX pièces) | Moyen à élevé (100 à 100,000 XNUMX pièces) |
| Coût de l'outillage | Élevé (5,000 $ à 50,000 XNUMX $) | Bas (1,000 à 10,000 $) |
| Délai De Mise En Œuvre | 4 à 8 semaines | 2 à 4 semaines |
| Taille de la pièce | 0.1 once à 200 livres | 1 livre à 2,000 XNUMX XNUMX livres |
| Limites de conception | Nécessite angles de dépouille pour éliminer la cire | Limité aux formes creuses |
