Impression 3D cire perdue

Impression 3D pour procédé de cire perdue

L’impression 3D peut également être utilisée comme étape intermédiaire dans des procédés de fabrication qui, à première vue, semblent assez éloignés de la fabrication additive. C’est notamment le cas de la technique de la cire perdue, traditionnellement utilisée en fonderie pour réaliser des pièces métalliques présentant des formes parfois complexes.

Dans cette réalisation, l’impression 3D a servi à fabriquer le modèle destiné à être utilisé pour la réalisation du moule. L’objectif n’était donc pas de conserver la pièce imprimée comme produit final, mais de l’utiliser comme un modèle temporaire qui allait disparaître au cours du processus de fabrication.

C’est une utilisation particulièrement intéressante de l’impression 3D. Le modèle numérique permet de définir précisément la forme souhaitée, puis l’imprimante permet d’en obtenir rapidement une représentation physique. Cette pièce peut ensuite servir directement à préparer l’étape suivante.

Le principe de la cire perdue repose justement sur cette idée de modèle sacrificiel. Le modèle est utilisé pour créer une empreinte dans un matériau de moulage. Il est ensuite éliminé afin de laisser la place à la matière qui constituera la pièce définitive.

Traditionnellement, le modèle est réalisé en cire. L’impression 3D permet cependant d’envisager d’autres façons de fabriquer cette géométrie lorsque les besoins du projet s’y prêtent.

La première étape de notre travail consiste donc à préparer le fichier 3D. Comme pour toute pièce destinée à être utilisée dans un procédé de moulage, il faut s’assurer que la géométrie correspond bien à la pièce recherchée. Les détails, les épaisseurs et les différentes formes doivent être vérifiés avant de passer à l’impression.

L’impression elle-même demande également une certaine réflexion. La surface du modèle est importante puisque les défauts présents sur le modèle peuvent avoir une influence sur l’empreinte obtenue ensuite. Une succession de couches trop marquée ou certaines petites imperfections peuvent se retrouver sur la pièce issue du moulage.

Il faut donc trouver le bon compromis entre le niveau de détail recherché, le temps d’impression et la qualité de surface nécessaire au projet.

Une fois le modèle imprimé, il devient possible de vérifier directement sa forme et ses dimensions avant de poursuivre le processus. C’est un avantage important par rapport à certaines méthodes traditionnelles : si une modification est nécessaire, il est possible de revenir au fichier numérique et de produire rapidement une nouvelle version.

Le modèle imprimé peut alors être intégré à la préparation du moule.

La particularité du procédé est que la pièce imprimée n’est pas destinée à rester en place. Elle joue le rôle de modèle temporaire. Une fois le moule réalisé, le modèle doit pouvoir être éliminé afin de libérer le volume qui sera ensuite occupé par le matériau de coulée.

Cette approche permet de fabriquer des formes qui seraient parfois longues ou complexes à réaliser directement par usinage d’un modèle traditionnel. L’impression 3D apporte ici une grande liberté dans la conception du modèle.

Elle est également particulièrement intéressante lorsque le projet concerne une pièce unique ou une très petite série. Il n’est pas forcément nécessaire de fabriquer un outillage permanent pour obtenir le modèle. Le fichier 3D constitue la base du travail et permet de reproduire la géométrie aussi longtemps que nécessaire.

C’est également ce qui permet d’envisager facilement plusieurs versions. Si les essais montrent qu’une dimension doit être modifiée, le fichier peut être corrigé et un nouveau modèle imprimé. Le procédé devient alors une succession d’étapes relativement simples : modification du modèle numérique, impression, préparation du moule et nouveau test.

Dans ce type de projet, l’impression 3D ne remplace donc pas la fonderie. Elle vient s’intégrer dans la chaîne de fabrication et apporte une solution supplémentaire pour réaliser rapidement le modèle nécessaire au moulage.

C’est un aspect que nous trouvons particulièrement intéressant chez OBJET MAKER. Une pièce imprimée n’a pas forcément vocation à être la pièce définitive. Elle peut devenir un outil de fabrication, un modèle de moulage, un gabarit ou un élément intermédiaire permettant d’obtenir ensuite une pièce réalisée avec une autre technologie.

Le procédé de cire perdue illustre parfaitement cette complémentarité entre les techniques traditionnelles et la fabrication additive.

Le modèle commence sous la forme d’un fichier numérique. Il devient ensuite une pièce physique grâce à l’impression 3D, puis cette pièce sert à créer le moule. Le modèle disparaît au cours du procédé pour laisser finalement place à la pièce fabriquée dans le matériau choisi.

Cette succession entre numérique, impression 3D, moulage et fabrication finale montre toute la souplesse qu’il est possible d’obtenir en combinant plusieurs techniques.

Pour nous, ce type de réalisation représente donc une utilisation particulièrement intéressante de l’impression 3D. L’imprimante ne fabrique pas directement le produit fini : elle permet de fabriquer rapidement et précisément l’élément nécessaire pour passer à l’étape suivante.

C’est aussi une bonne illustration de l’intérêt de conserver les fichiers numériques. Une fois le modèle réalisé, celui-ci peut être archivé, modifié ou réimprimé ultérieurement. Pour une pièce unique ou une petite série, cette possibilité peut simplifier considérablement la reproduction d’un modèle.

L’impression 3D destinée à la cire perdue s’inscrit ainsi dans une approche plus large de la fabrication additive : utiliser le numérique et l’impression comme un moyen de faciliter des procédés existants, tout en ouvrant la possibilité de fabriquer rapidement des formes adaptées à chaque projet.