Impression 3D de modèles en cire pour la demande de devis de moulage à la cire perdue
L'impression 3D de modèles en cire pour le moulage à la cire perdue est utile lorsqu'un acheteur a besoin de modèles de prototype ou de faible volume sans outillage dur. Le modèle n'est pas la pièce métallique finale. Son rôle est de créer une forme coulable que la fonderie peut manipuler, encroûter, éliminer par calcination et couler avec des attentes dimensionnelles et de surface prévisibles.
La demande de devis (RFQ) doit définir si l'acheteur a besoin de cire imprimée, de résine coulable ou d'une autre voie de modélisation. La cire imprimée et la résine coulable ne sont pas identiques. Le comportement lors de la calcination, les résidus de cendres, la dilatation thermique, la rigidité du modèle, l'état de surface et la compatibilité avec le calendrier de la fonderie peuvent affecter la qualité de la coque et le risque de coulée.
Neway examine les demandes d'impression 3D en résine et de fabrication de modèles en séparant la précision du modèle de la précision de la coulée. Un modèle peut être imprimé avec précision et néanmoins échouer si la calcination, la fissuration de la coque, le système d'alimentation, la compensation du retrait ou les exigences de manipulation ne sont pas pris en compte.
La cire imprimée et la résine coulable sont des voies de demande de devis différentes
Les modèles en cire imprimée sont souvent envisagés lorsque la fonderie souhaite un matériau de modèle plus proche de la manipulation traditionnelle de la cire. Les modèles en résine coulable peuvent offrir des détails et une qualité de surface grâce à la photopolymérisation en cuve, mais le comportement de la résine lors de la calcination et ses résidus de cendres doivent être acceptables pour la fonderie. L'acheteur ne doit pas supposer que chaque modèle en résine peut remplacer la cire sans un examen par la fonderie.
La teneur en cire, la formulation de la résine, l'épaisseur des parois du modèle, la stratégie d'évidement et les trous de drainage peuvent affecter la calcination. Si le modèle se dilate trop pendant la calcination, la coque céramique peut se fissurer. Si des résidus subsistent, des défauts de coulée peuvent survenir. La demande de devis doit indiquer le matériau de modèle préféré par la fonderie et le cycle de calcination lorsque ces informations sont disponibles.
La rigidité du modèle est également importante. Un modèle en cire imprimé fin peut se déformer lors de la manipulation. Un modèle en résine coulable peut conserver les détails mais nécessiter un processus de calcination spécifique. Le choix correct dépend de la taille de la pièce, de l'épaisseur des sections, du processus de coquillage et de l'expérience de la fonderie.
Le stockage et la manipulation doivent être inclus lorsque les modèles sont délicats. Les longues caractéristiques fines en cire, les pales minces, les petites broches et les bras non supportés peuvent se plier ou se casser avant l'encroûtage. La résine coulable peut être plus rigide, mais cette rigidité peut également transférer des contraintes à la coque céramique pendant le chauffage. L'acheteur doit indiquer à Neway si les modèles seront transportés vers une fonderie, assemblés en arbre localement ou manipulés par l'acheteur avant la coulée.
Voie de modélisation | Raison pour laquelle l'acheteur la choisit | Risque de fonderie à confirmer | Détail de la demande de devis à fournir |
|---|---|---|---|
Modèle en cire imprimé | Modèle de faible volume sans outillage dur et manipulation familière semblable à la cire. | Stabilité dimensionnelle, état de surface et dommages lors de la manipulation. | Taille du modèle, épaisseur des sections, plan de masselotte et conditions de stockage. |
Modèle en résine coulable | Détails fins, géométrie nette et production rapide de modèles de prototype. | Dilatation lors de la calcination, résidus de cendres et risque de fissuration de la coque. | Cycle de calcination, besoins d'évidement, trous de drainage et approbation de la fonderie. |
Modèle en cire avec outillage dur | Production répétée avec une demande stable de modèles. | Coût de l'outillage et délai avant la première coulée. | Volume de coulée attendu, stabilité des révisions et coût cible par modèle. |
Le comportement lors de la calcination contrôle le risque de coulée
Le moulage à la cire perdue dépend du fait que le modèle quitte la coque céramique suffisamment proprement pour le processus de la fonderie. Le comportement lors de la calcination est donc une exigence de fabrication, et non un détail à décider après l'impression. Le matériau du modèle, l'épaisseur des parois, les cavités creuses, l'éventage, les chemins de drainage et la dilatation thermique peuvent tous affecter l'intégrité de la coque.
Les résidus de cendres constituent un risque spécifique pour les modèles en résine coulable. Même un modèle visuellement précis peut créer des défauts de coulée si la calcination n'est pas compatible avec le processus de coquillage. L'acheteur doit demander à la fonderie si la voie de la résine est approuvée, si un coupon de test est nécessaire et si le cycle de calcination doit être ajusté.
La fissuration de la coque céramique peut se produire lorsque le modèle se dilate, s'écoule mal ou crée une pression piégée pendant la calcination. Les coques minces, les coins vifs du modèle, les sections lourdes et les grands volumes de résine peuvent augmenter les besoins d'examen. Neway peut aider à créer le modèle imprimé, mais le processus de coquillage et de calcination de la fonderie doit faire partie de la discussion sur la demande de devis.
La compensation du modèle n'est pas la même chose que le retrait de la coulée
Un modèle imprimé peut nécessiter une compensation dimensionnelle pour le processus de modélisation, tandis que la coulée métallique a également son propre comportement de retrait. Ce sont des problèmes distincts. Le retrait du modèle, la stabilité de la résine ou de la cire, l'accumulation de la coque, le retrait de l'alliage et la surépaisseur d'usinage de la fonderie peuvent tous affecter les dimensions finales de la coulée.
L'acheteur doit indiquer à Neway si le fichier CAO soumis correspond à la géométrie finale de la coulée, à la géométrie du modèle ou à la géométrie ajustée par la fonderie. Si le fichier CAO représente la pièce métallique finie, la fonderie peut devoir ajouter une compensation pour le retrait de la coulée, la géométrie du système d'alimentation et de la masselotte, ainsi qu'une surépaisseur d'usinage. Si le fichier CAO est déjà compensé, cela doit être clairement indiqué pour éviter une double compensation.
L'état de surface du modèle est également important. Les marques de couches, le contact des supports, l'effet d'escalier et les réparations locales peuvent se transférer dans la coque puis dans la surface de la coulée. Si la coulée doit être usinée, l'exigence de surface du modèle peut être moins sévère. Si la surface de la coulée est fonctionnelle ou visible, la finition du modèle doit être examinée avant l'impression.
Pour la coulée de prototype, la stratégie dimensionnelle doit être pratique. La première coulée peut servir à vérifier le remplissage du moule, le comportement de l'alliage, la surépaisseur d'usinage ou l'ajustement de l'assemblage. Un modèle de production de faible volume peut nécessiter un contrôle plus strict de la manipulation répétée du modèle et de l'état de la surface. Ces deux étapes ne doivent pas être citées comme la même exigence de modèle.
La masselotte, le système d'alimentation et l'assemblage de l'arbre doivent être attribués
Les modèles imprimés n'incluent pas automatiquement le système d'alimentation, les masselottes, les évents ou l'assemblage de l'arbre. Certains acheteurs souhaitent que Neway imprime uniquement le modèle de la pièce. Certaines fonderies veulent des masselottes en cire séparées et préfèrent assembler l'arbre elles-mêmes. D'autres peuvent demander des systèmes d'alimentation imprimés ou des caractéristiques de modèle intégrées. La responsabilité doit être claire avant l'émission du devis.
Le système d'alimentation et l'assemblage de l'arbre sont des décisions de la fonderie car ils affectent l'écoulement du métal, la résistance de la coque, la calcination et le rendement de la coulée. Un fournisseur de modèles imprimés ne doit pas inventer un système d'alimentation sans l'apport de la fonderie. Si l'acheteur dispose d'un dessin de fonderie, il doit le fournir. Sinon, Neway peut proposer un devis pour l'impression du modèle tandis que l'acheteur ou la fonderie définit le système de coulée.
L'assemblage de l'arbre peut également modifier la manière dont le modèle imprimé doit être livré. Une fonderie peut préférer des modèles séparés et libres avec des masselottes en cire ajoutées ultérieurement. Une autre fonderie peut demander des caractéristiques intégrées pour réduire le temps d'assemblage. La demande de devis doit indiquer si Neway imprime des modèles autonomes, des ensembles de modèles, des coupons de test ou un concept d'assemblage approuvé par la fonderie.
Élément de la demande de devis | Pourquoi c'est important pour la voie de coulée | Qui doit le confirmer | Risque en cas d'absence |
|---|---|---|---|
Matériau du modèle | Contrôle le comportement lors de la calcination et la compatibilité avec la coque. | Acheteur et fonderie. | Fissuration de la coque, résidus ou rejet de la voie de modélisation. |
Statut de compensation du fichier CAO | Sépare la géométrie du modèle imprimé du retrait de la coulée métallique. | Ingénierie de la fonderie. | Taille de coulée incorrecte ou double compensation. |
État de surface | La texture du modèle peut se transférer dans la coque et la surface de la coulée. | Acheteur, fonderie et fournisseur de modèles. | Nettoyage inattendu de la coulée ou défauts visibles. |
Plan de masselotte et de système d'alimentation | Contrôle l'écoulement du métal, la calcination, la manipulation de la coque et l'assemblage de l'arbre. | Fonderie. | Le modèle peut être inutilisable pour le processus de coulée prévu. |
Quand l'outillage dur reste le meilleur choix
Les modèles en cire imprimée ou en résine coulable sont plus adaptés aux prototypes, aux essais de conception urgents, au moulage à la cire perdue de faible volume et aux pièces susceptibles d'évoluer avant la production. L'outillage dur devient plus pratique lorsque la conception est stable, que le volume de coulée est suffisamment élevé, que la fonderie a besoin de modèles en cire répétés ou que le coût du modèle doit être minimisé sur de nombreuses pièces.
Si la géométrie de la coulée est simple et que la demande répétée est prévisible, les modèles en cire avec outillage dur peuvent offrir une meilleure répétabilité et un coût de modèle inférieur une fois l'outillage payé. Si la conception évolue encore, les modèles imprimés réduisent le risque lié à l'outillage et permettent à la fonderie de couler des pièces d'essai avant de verrouiller l'outil.
Un plan de transition utile consiste à utiliser des modèles imprimés pour les premières coulées, puis à passer à l'outillage dur une fois que la géométrie, l'alliage, le système d'alimentation, la surépaisseur d'usinage et les exigences d'inspection sont stables. Cela évite de payer pour l'outillage tant que la pièce évolue encore, tout en évitant d'utiliser des modèles imprimés au-delà du point où l'outillage dur est plus économique.
Détails de la demande de devis pour les modèles de moulage à la cire perdue imprimés
Pour une demande de devis fiable concernant un modèle en cire ou en résine coulable, envoyez le fichier STEP, le dessin 2D, le matériau de modèle souhaité, l'alliage de coulée si connu, la quantité de modèles, indiquez si le fichier CAO correspond à la géométrie de la coulée ou à la géométrie du modèle compensé, l'exigence d'état de surface, la préférence d'évidement, les besoins en drainage et en évents, le cycle de calcination s'il est fourni par la fonderie, la responsabilité concernant la masselotte ou le système d'alimentation, et l'étape de coulée cible.
Si la fonderie n'a pas approuvé un matériau de modèle imprimé, indiquez-le avant de commander les modèles. Neway peut soutenir la production de modèles grâce à des matériaux en résine et à l'examen des modèles, mais la compatibilité de la calcination avec la fonderie et l'acceptation de la coulée doivent être confirmées par le fournisseur de coulée.
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