LOSTWAXFonderie de précision

Le procédé de fabrication en fonderie de précision

Trente étapes en six phases. Sélectionnez une étape dans le schéma pour voir ce qui s'y passe et quels risques qualité y sont maîtrisés.

Vue d'ensemble interactive du procédé

Étude et outillage
Modèles en cire et grappage
Carapace céramique
Fusion et coulée
Parachèvement et usinage
Contrôle et expédition

Sélectionnez un numéro d'étape pour voir son déroulement et ses points de vigilance.

1. Étude et outillage

  1. Revue de plan et des exigences

    Plan, modèle 3D, matière, tolérances, exigences d'essais et de documentation sont examinés et les points ouverts clarifiés avant toute étude d'outillage.

    Points de vigilance: Références ambiguës, tolérances générales issues de normes d'usinage, critères d'acceptation absents.

    Conception et ingénierie →

  2. Étude de faisabilité de fonderie

    Épaisseurs, raccordements, noyaux, chemins d'alimentation et références d'usinage sont évalués ; des modifications améliorant la santé ou le coût sont proposées.

    Points de vigilance: Masses isolées, longues parois minces, canaux internes inaccessibles.

    Règles de conception →

  3. Conception de l'outillage

    Le moule d'injection de cire est conçu avec les retraits cumulés de la cire, de la carapace et du métal, les plans de joint, tiroirs, éjecteurs et éventuels noyaux solubles ou céramiques.

    Points de vigilance: Les retraits dépendent de l'alliage et de la géométrie ; les premières pièces entraînent souvent des corrections.

    Modèles en cire et outillage →

  4. Fabrication du moule d'injection

    Les moules sont généralement usinés CN en aluminium, en acier pour les grandes séries. L'état de la cavité et l'éventation conditionnent directement la qualité du modèle.

    Points de vigilance: Éventation insuffisante, décalage au plan de joint, dépouille trop faible.

    Modèles en cire et outillage →

2. Modèles en cire et grappage

  1. Injection des modèles en cire

    La cire est injectée liquide ou pâteuse à température, pression, débit et temps de maintien maîtrisés : un modèle par pièce.

    Points de vigilance: Retassures, lignes de flux, air emprisonné et déformation à l'éjection.

    Modèles en cire et outillage →

  2. Contrôle des modèles en cire

    Les modèles sont contrôlés visuellement et dimensionnellement après stabilisation à température ambiante maîtrisée ; les défauts sont réparés ou le modèle rebuté.

    Points de vigilance: Tout défaut du modèle est reproduit dans le métal ; température de stockage et appui influencent les cotes.

    Modèles en cire et outillage →

  3. Grappage

    Les modèles sont soudés à la cire sur une descente centrale pour former la grappe ; espacement, orientation et qualité des joints sont maîtrisés.

    Points de vigilance: Les joints en contre-dépouille piègent la barbotine et créent des inclusions ; un espacement trop faible fragilise la carapace.

    Coulée et alimentation →

  4. Système de coulée

    Attaques, canaux et masselottes sont dimensionnés pour un remplissage calme et une solidification de chaque pièce dirigée vers une réserve de métal liquide.

    Points de vigilance: La position de l'attaque détermine l'emplacement des retassures et des traces d'attaque.

    Coulée et alimentation →

3. Carapace céramique

  1. Préparation de la barbotine

    La farine réfractaire est dispersée dans un liant, généralement de la silice colloïdale ; viscosité, densité, pH et température sont suivis en continu.

    Points de vigilance: Vieillissement, gélification et contamination modifient l'épaisseur de couche et la résistance de la carapace.

    Carapace céramique →

  2. Stucage

    Chaque couche de barbotine humide est recouverte de grains réfractaires, fins pour les premières couches et plus gros pour les couches de renfort.

    Points de vigilance: Des grains traversant la couche de contact rendent la surface rugueuse.

    Carapace céramique →

  3. Construction de la carapace

    Trempage, stucage et séchage sont répétés, typiquement cinq à dix fois, jusqu'à ce que la carapace résiste au décirage et à la coulée.

    Points de vigilance: Le pontage dans les fentes étroites et trous borgnes laisse une carapace faible ou incomplète.

    Carapace céramique →

  4. Séchage de la carapace

    Chaque couche est séchée à température, humidité et ventilation maîtrisées pour gélifier le liant sans contraindre la cire.

    Points de vigilance: Le refroidissement par évaporation contracte la cire ; un séchage trop rapide fissure ou décolle la première couche.

    Carapace céramique →

  5. Décirage

    La cire est évacuée rapidement, le plus souvent en autoclave à vapeur, afin qu'une couche superficielle fonde avant que la cire ne se dilate contre la carapace.

    Points de vigilance: Fissuration de la carapace par dilatation de la cire ; résidus de cire ou de cendres.

    Décirage et cuisson →

  6. Cuisson et préchauffage de la carapace

    La cuisson élimine les résidus, fritte le liant et porte la carapace à la température requise pour l'alliage et l'épaisseur de paroi.

    Points de vigilance: Une carapace trop froide cause des malvenues ; trop chaude, elle grossit le grain et favorise les réactions métal-moule.

    Décirage et cuisson →

4. Fusion et coulée

  1. Fusion de l'alliage

    La charge est fondue, le plus souvent au four à induction à l'air, sous gaz protecteur ou sous vide ; la composition est vérifiée au spectromètre avant coulée.

    Points de vigilance: Absorption de gaz, pertes par oxydation d'éléments réactifs, retours contaminés.

    Fusion et coulée →

  2. Coulée du métal

    Le métal est coulé dans la carapace chaude à température et vitesse définies, par gravité ou assisté par le vide, la pression ou la rotation.

    Points de vigilance: La turbulence entraîne oxydes et air ; une coulée interrompue crée des reprises.

    Fusion et coulée →

  3. Solidification et refroidissement

    La pièce se solidifie des sections minces vers les attaques et masselottes ; la vitesse de refroidissement influe sur la taille de grain, la ségrégation et les contraintes résiduelles.

    Points de vigilance: Retassures dans les points chauds isolés ; criques à chaud si le retrait est bridé.

    Coulée et alimentation →

5. Parachèvement et usinage

  1. Décochage

    La céramique est éliminée par vibration, martelage ou eau à haute pression ; les résidus dans les trous sont éliminés par grenaillage ou dissolution chimique.

    Points de vigilance: Endommagement mécanique des détails fins ; céramique résiduelle dans les canaux.

    Parachèvement et traitement thermique →

  2. Séparation de la grappe

    Les pièces sont séparées de la descente par tronçonnage, sciage à ruban ou, pour certains alliages, par rupture aux attaques entaillées.

    Points de vigilance: Apport de chaleur et fissuration des alliages trempants ; perte d'identification de coulée.

    Parachèvement et traitement thermique →

  3. Élimination des attaques

    Les restes d'attaque sont éliminés au plus près du contour, avec une surépaisseur définie pour le meulage.

    Points de vigilance: Entaille dans la pièce ; attaque placée sur une surface fonctionnelle ou d'aspect.

    Parachèvement et traitement thermique →

  4. Ébarbage et meulage

    Traces d'attaque, bavures et défauts en relief sont arasés manuellement ou sur cellules de meulage à bande ou robotisées.

    Points de vigilance: La hauteur admissible de trace d'attaque doit figurer au plan ; brûlures de meulage sur aciers trempés.

    Parachèvement et traitement thermique →

  5. Finition de surface

    Selon les exigences : décapage et passivation, tribofinition, électropolissage, polissage ou revêtement.

    Points de vigilance: La finition modifie cotes et rayons d'arête ; préciser l'état auquel s'appliquent les tolérances.

    État de surface →

  6. Traitement thermique

    Recuit, normalisation, trempe et revenu, mise en solution ou durcissement structural établissent la structure et les propriétés spécifiées.

    Points de vigilance: Déformation, décarburation et calamine ; enregistrements de four et éprouvettes traçables au lot.

    Parachèvement et traitement thermique →

  7. Grenaillage

    Le grenaillage à la grenaille d'acier, inox, aux billes de verre ou au corindon élimine la calamine et uniformise l'aspect.

    Points de vigilance: Contamination ferreuse des inox ; le grenaillage peut masquer des défauts avant ressuage.

    État de surface →

  8. Usinage CN

    Surfaces fonctionnelles, ajustements, filetages et portées hors tolérances de fonderie sont usinés à partir de références brutes convenues.

    Points de vigilance: Références sur zones d'attaque ou plans de joint ; surépaisseur insuffisante.

    Capacités →

6. Contrôle et expédition

  1. Contrôle dimensionnel

    Les pièces types sont mesurées intégralement ; la série est contrôlée selon un plan de surveillance par calibres, MMT ou numérisation optique.

    Points de vigilance: La mesure doit utiliser le système de références du plan ; montage et stratégie d'alignement influent sur le résultat.

    Contrôle dimensionnel →

  2. Essais métallurgiques et mécaniques

    Analyse chimique par coulée, essais de traction, dureté et résilience sur éprouvettes, métallographie ou CND si spécifié.

    Points de vigilance: Les éprouvettes coulées à part représentent la coulée, pas forcément chaque section de la pièce.

    Essais des matériaux →

  3. Contrôle final

    Examen visuel selon les critères d'acceptation convenus et vérification que toutes les opérations et essais spécifiés sont réalisés et enregistrés.

    Points de vigilance: Les niveaux d'acceptation se conviennent avant production, non au contrôle final.

    Qualité et contrôle →

  4. Marquage et traçabilité

    Les pièces portent des marquages venus de fonderie ou rapportés (référence, numéro de coulée, sigle du fabricant) qui les relient à leurs certificats.

    Points de vigilance: Position et méthode de marquage ne doivent pas nuire à la fonction, aux portées ou aux zones sollicitées en fatigue.

    Documentation →

  5. Emballage et expédition

    Les pièces sont nettoyées, protégées contre la corrosion et les chocs, emballées selon le mode de transport et expédiées avec les documents convenus.

    Points de vigilance: Surfaces usinées et portées nécessitent une protection individuelle ; le fret maritime exige une protection anticorrosion adaptée.

    Contact →

Les thèmes du procédé en détail

Les pages suivantes expliquent les principes, les équipements, les paramètres typiques et les aspects qualité des principaux groupes d'opérations.

Remarque sur les paramètres et les capacités

Les températures, durées et autres valeurs citées dans cette rubrique sont des plages typiques issues de la pratique générale de l'industrie. Elles illustrent le procédé et ne constituent pas une spécification. Les paramètres réels sont fixés pour chaque alliage, chaque géométrie et chaque fonderie, et les variantes spécialisées telles que la coulée sous vide ne sont disponibles que lorsqu'elles sont expressément confirmées pour un projet ; voir variantes du procédé.