Pourquoi le décirage est critique
La cire se dilate plusieurs fois plus que la céramique lorsqu'on la chauffe. Si une carapace remplie de cire est chauffée lentement, la masse de cire se dilate avant de pouvoir s'échapper et la carapace est sollicitée en traction jusqu'à la fissuration. Le remède est un chauffage très rapide de la surface : une fine couche de cire à l'interface fond d'abord et s'écoule ou imprègne la carapace, créant le jeu dans lequel le reste de la cire peut se dilater.
Technologies de décirage
- Autoclave à vapeur. La méthode industrielle de référence. L'enceinte est mise sous pression de vapeur saturée en quelques secondes, typiquement à plusieurs bars, de sorte que le transfert de chaleur vers la surface de la carapace est extrêmement rapide. L'essentiel de la cire est récupéré et reconditionné.
- Décirage flash au four. Les carapaces sont placées directement dans un four à haute température. La cire fond et brûle en partie ; la récupération est moindre et les émissions doivent être traitées, mais décirage et cuisson sont combinés.
- Autres méthodes. Le décirage en liquide chaud et le décirage assisté par micro-ondes sont employés dans des cas particuliers.
La conception de la carapace y contribue également : des évents de cire dans les sections massives, des cires au comportement de fusion adapté et une résistance à vert suffisante réduisent la fissuration. Les fissures fines peuvent parfois être réparées par rebouchage céramique avant cuisson ; les plus importantes produisent des bavures sur la pièce.
Modèles imprimés et polymères
Les modèles qui ne fondent pas comme la cire, tels que de nombreuses résines imprimées et le polystyrène, ne peuvent pas être décirés à l'autoclave de la même façon. Ils sont calcinés au four, ce qui exige des modèles à parois minces ou à structure interne, suffisamment d'oxygène et des cycles de calcination plus longs pour éviter la fissuration et les résidus de cendres.
Cuisson
La cuisson a trois fonctions : elle brûle la cire résiduelle et les matières organiques, elle fritte le liant pour que la carapace acquière sa résistance après cuisson, et elle porte la carapace à la température à laquelle elle sera coulée. Pour les aciers, les carapaces sont couramment cuites et coulées à environ 900 à 1100 °C ; l'aluminium est coulé dans des carapaces nettement moins chaudes. Le temps de maintien doit être suffisant pour que toute l'épaisseur de la carapace et les éventuels noyaux céramiques atteignent la température et que les résidus carbonés s'oxydent complètement.
La température de préchauffage comme paramètre de procédé
- Une carapace plus chaude améliore le remplissage des parois minces et la reproduction des détails, mais ralentit la solidification, grossit le grain, favorise les réactions entre métal et couche de contact et peut accroître les défauts de retrait.
- Une carapace plus froide affine la structure et raccourcit la solidification, mais augmente le risque de mal venus et de reprises.
Les carapaces perdent rapidement leur température une fois sorties du four ; le temps entre le four et la coulée est donc maîtrisé. Pour des pièces à épaisseurs très différentes, des isolants sont parfois appliqués sur certaines zones afin d'orienter la solidification.
Voir aussi : fusion et coulée.