Quand il y a chauffe il y a dilatation, quand il y a refroidissement, il y a rétractation, merci et au revoir ! Oui c’est un peu direct, mais il faut bien le dire, les histoires de retrait ne passionnent pas les foules. Malheureusement, Si vous souhaitez réaliser un bijoux en fonderie, il est préférable d’avoir au moins une vague idée des conséquences du retrait dimensionnel sur vos pièces afin d’éviter les surprises.
L’objectif, obtenir une pièce aux bonnes dimensions après la fonderie.
Nous parlons de quoi exactement ? Nous parlons de retrait dimensionnel lors du moulage en fonderie cire perdue, donc le fait que la pièce fondue est plus petite que l’original, mais nous parlons aussi des différentes déformations possibles. Tout cela doit être compris et maitrisé pour obtenir le résultat souhaité.
Le retrait dimensionnel est généré par quoi ?
Le retrait est généré par la chauffe et le refroidissement des divers matériaux rencontrés en fonderie cire perdue des bijoux.
- La chauffe de l’alliage lors de la fusion.
- La chauffe du moule lors de sa cuisson.
- La chauffe de la cire lors de son injection.
Du retrait est déformation son aussi généré par les choix de l’opérateur.
- Le choix des pressions d’injections de la cire.
- Le type de découpe du moule.
- Le serrage du moule pendant l’injection de la cire.
Une gestion du retrait aléatoire.
Inutile de vous détailler ici tout les paramètres influençant le retrait car cela serait fastidieux mais venons en directement à la conclusion. Le retrait dépend d’une quantité non négligeable de paramètres, don le paramètre humain, ce pourquoi il est difficile de maitriser parfaitement le retrait. Il est cependant possible de limiter son influence. Prenons l’exemple de la pièce ci-dessous pour illustrer notre sujet.
C’est une pièce en cire à sculpter réalisée en fraisage pour une plus grande régularité des formes et pour le respect des dimensions. Cette pièce a été moulé et coulé de différentes façons puis mesurée afin d’en analyser les retraits.
Analyse du retrait.
Le retrait lors de la coulée directe de cire et résine.
Pour ce test, nous avons coulé la cire directement en laiton. Après mesure, nous constatons un retrait d’environ 0.5% à 0.6% sur l’ensemble de la pièce, sauf sur les dimensions B, I et G. Le retrait de 0.5% à 0.6% est dû principalement à la contraction du métal en refroidissant. En effet, le métal rempli l’empreinte lorsqu’il est liquide et reduit en dimension en refroidissant. Le moule se dilate lui aussi dans le four, donc l’empreinte est plus grande qu’avant d’être enfourné, mais pas suffisament pour compenser le retrait du métal.
Pour les dimensions B, I et G, ce sont des côtes intérieures qui réduisent d’environ 1 à 2%, il faudra en tenir compte, notamment pour vos logements de pierres et les tailles de doigts des bagues.
Le retrait après moulage en silicone et coulée.
Pour ce test, nous avons moulé la cire en silicone puis réalisé une pièce en laiton à partir de ce moule. En plus de la contraction du métal en refroidissant (comme ci-dessus), nous aurons en plus le retrait du silicone lors de sa prise. Nous constatons un retrait d’environ 1.3 à 1.7% sur la pièce, donc environ 1% de plus que pour la coulée directe, attribuable au retrait du silicone.
Les côtes B, I et G sont elles aussi en moyenne plus petite de 1% (0.7 à 1.2%).
Il apparait un phénomène important avec les dimensions C et D marqués par un * (astérix) dans le tableau. Cela est du à la découpe du moule. Le moule est découpé sur l’arrête du bas de la pièce afin de pouvoir extraire la cire, mais cela engendre un gonflement sous la pression d’injection de la cire. Il faudra en tenir compte lors la conception de vos pièces. Ce phénomène est d’autant plus variable qu’il est influencer par l’opérateur en charge de l’injection des cires (si le moule est tenu entre les mains) ou par les réglages de la machine si elle est équipé d’un autoclamp (serrage mécanique du moule). C’est la combinaison force de serrage du moule / pression d’injection qui déterminerons le gonflement du moule.
Le retrait après moulage en caouchouc et coulée.
Pour le dernier test, nous avons moulé en caoutchouc la pièce laiton (la cire coulé en laiton) puis coulé une pièce laiton à partir de ce moule. Le retrait mesuré est donc par rapport à la pièce laiton et non par rapport à la cire à sculpter. Ce test nous permet de constater un retrait plus important environ 2% avec les moules caoutchouc par rapport au moule silicone. Ce qui donne en moyen un retrait de 3% avec les moules caoutchouc.
Les côtes B, I et G paraissent encore plus impactées avec des retraits entre 2.7 et 3.9% plus important que sur le reste de la pièce.
L’impact de la découpe est elle aussi plus important sur les côtes C et D, le caoutchouc reprenant moins bien sa place, il subsiste un jeu plus important entre les différentes parties du moule comparativement avec un moule silicone, et cela, quelque soit le système de serrage du moule et la pression d’injection de la cire. C’est une des raisons pour lesquelles, l’air reste plus prisonnier dans les moule silicones, mais cela est une autre histoire.
La solution pour une gestion précise du retrait.
C’est la meilleur solution, mais elle a un coût car elle nécessite la réalisation de deux prototypes et de deux moulages.
- Moulage de votre premier prototype.
- Coulé d’un échantillon de pièce.
- Analyse des retraits.
- Réalisation d’un deuxième prototype en prenant en compte les retraits.
- Moulage du deuxième prototype.
- Lancement de la production.
Cette procédure n’est conseillée que dans les cas ou une grande précision est indispensable car son coût n’est pas n’égligeable.
Conclusion sur le retrait et les déformations en fonderie de bijoux.
Il faut avoir conscience lors de la réalisation de vos cires et prototypes des retraits et déformation lors des differents moulages. Basez vous vsur les retraits proposés ici en fonction de la location de vos mesures et le retrait restera sous votre contrôle.
Gardez à l’esprit la dernier solutions si un jour vous êtes confronté au problème.
Utilisez notre calculatrice pour calculer les retraits afin de vous simplifier la vie.
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