Comment se lancer dans le moulage à la cire perdue (avec un soupçon d'impression 3D)

J'ai toujours pensé qu'il y avait trois choses que l'on pouvait faire avec le métal : le couper, le plier et l'assembler. Bien sûr, je savais qu'on pouvait le faire fondre, mais c'était toujours quelque chose qui se produisait dans les grandes fonderies : on concevait quelque chose et on l'expédiait pour être coulé dans un grand bâtiment angulaire produisant de la fumée. Après tout, faire fondre la plupart des métaux est difficile. L'argent fond à 1 763 °F. Cuivre à 1 983 °F. Non seulement vous devez créer un environnement capable d’atteindre ces températures, mais vous devez également le construire à partir de matériaux capables d’y résister.

Il s’avère que faire fondre du métal n’est pas si grave. Étonnamment, j'ai découvert que la partie la plus difficile du processus, pour un ingénieur comme moi, est de créer le motif à reproduire dans le métal. Cette partie est de l’art pur, mais heureusement, j’ai appris que nous pouvons utiliser la technologie pour tricher un peu.

Lorsque j’ai décidé de me lancer dans un casting plus tôt cette année, je n’en savais pratiquement rien. Avant d'entrer dans les détails ici, passons en revue un bref aperçu pour vous éviter la première journée que j'ai passée à rechercher le processus. À la base, voici les étapes impliquées dans le moulage à la cire perdue, ou investissement :

J'avais l'idée d'essayer cela depuis l'automne dernier, mais je ne savais pas vraiment par où commencer. Il semblait y avoir beaucoup d'équipement impliqué, et je ne suis pas sculpteur, donc je savais que créer des modèles serait un défi. J'avais entendu dire qu'on pouvait imprimer en 3D des modèles de cire au lieu de les sculpter à la main, mais la meilleure machine pour ce travail est une imprimante SLA qui est d'un coût prohibitif, du moins c'est ce que je pensais.

Cette perception a changé lorsque mon frère Sam a acheté une imprimante 3D Elegoo Mars. J'ai été surpris que l'on puisse obtenir une machine SLA à moins de 300 $ et absolument stupéfait par la qualité des impressions qu'elle produit. J'ai pu me procurer de la résine d'imprimante conçue pour le moulage à modèle perdu et j'ai imprimé mon premier motif : deux minuscules Pikachus et une tour.

J'utilise PowerResins WAX pour ma résine d'impression. C'est cher mais s'imprime très bien et brûle proprement. Il y a des problèmes d'adhérence à la plate-forme de construction, mais vous pouvez contourner ce problème en amorçant la plaque. Certaines personnes recommandent de peindre sur quelques payeurs de résine et de les durcir à la lumière UV avant l'impression. Je suis un conseil que j'ai trouvé dans cette vidéo YouTube et j'inclus simplement quelques couches d'apprêt dans mon impression. Cela peut sembler un peu inutile, mais si cela empêche une impression de sortir de la plaque, cela en vaut la peine.

Bien sûr, nous pouvons ici suivre la voie classique et réaliser nos modèles à la main. J'ai essayé et j'ai réussi à créer des choses simples comme une bague que j'ai sculptée dans de la cire, mais je serais perdu sur des motifs plus complexes. Comme je l'ai dit, je ne suis pas sculpteur, mais c'est amusant de sculpter un motif manuellement. La cire est disponible sous de nombreuses formes : feuilles, blocs, anneaux vierges et autres. Il existe de très beaux outils de sculpture que je possède maintenant, mais ma première bague a été formée avec un couteau de poche, une lime et une ponceuse à disque. Il ne s'agit pas non plus d'enlever de la matière : comme la cire est facile à fondre, il est courant de fusionner des pièces ensemble pour créer une pièce finie.

Certains aiment prendre soit leur modèle en cire, soit quelque chose de complètement différent et en faire un moule en silicone avant de commencer le processus. Cela leur permet d'injecter de la cire chaude (un processus appelé moulage par injection) dans le silicone pour créer le motif, ce qui leur permet de conserver l'original. Je n'ai jamais essayé le procédé, mais c'est un excellent moyen de faire plusieurs copies d'une pièce.

Une fois que nous avons quelque chose à reproduire en métal, il est temps de fabriquer un arbre. L'arbre est une structure de cire qui contient tous les morceaux de cire que nous venons de fabriquer, et une fois la cire brûlée hors du moule, elle sert de guide pour le métal en fusion lors de sa coulée. Les branches de l'arbre sont souvent appelées pousses et le processus comme pousse. Pour former l'arbre, nous commençons par une tige de cire centrale et y attachons des fils de cire plus petits à l'aide de cire collante et d'un stylo à cire, qui chauffe la cire pour la faire fondre. (Mec, ça fait beaucoup de cire.) Nous pouvons ensuite attacher les pièces que nous avons fabriquées à ces fils. L'arbre repose sur une base de grappe de caoutchouc, qui formera un bol au sommet du moule appelé bouton. Maintenant que nous avons un patron complet, il est temps de réaliser un moule.