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Filament de cire ou matériau en cire ?

En impression 3D, les matériaux sont généralement nommés en fonction de la technologie avec laquelle ils sont utilisés. Cependant, de nombreux utilisateurs effectuant des recherches en ligne peuvent confondre différents termes. Un exemple courant est le « filament de cire ».

Dans la plupart des cas, le mot filament fait référence aux matériaux utilisés dans les imprimantes FDM (Fused Deposition Modeling). Le filament se présente sous forme d’un long brin continu. Il est alimenté dans une buse chauffée, fondu, puis extrudé couche par couche pour former une pièce. Ainsi, lorsque les gens recherchent un « filament de cire », ils pensent généralement à un matériau à base de cire compatible avec les imprimantes FDM.

Mais dans la coulée professionnelle de bijoux et la coulée de précision industrielle, les matériaux utilisés pour l’impression 3D en cire ne sont pas sous forme de filament. Les systèmes d’impression en cire haute résolution, en particulier ceux basés sur la technologie Material Jetting ou MultiJet, utilisent des blocs solides de cire, des flacons ou des cartouches scellées. Ces matériaux sont chauffés à une température contrôlée puis déposés sous forme de minuscules gouttelettes pour construire le modèle. Ce processus est très différent de la poussée de filament fondu à travers une buse.

Cela ne signifie pas que les produits de filament de cire n’existent pas. Il existe sur le marché des matériaux cireux compatibles FDM. La plupart sont des thermoplastiques modifiés conçus pour se comporter comme de la cire de coulée lors de la combustion. Ils visent à produire peu de cendres et une fusion contrôlée. Cependant, en termes de structure interne, de consistance du matériau et de performance à la combustion, ces filaments ne sont pas les mêmes que la vraie cire de coulée de qualité professionnelle utilisée dans les systèmes de jet de cire.

Comprendre cette différence aide les utilisateurs à choisir le bon matériau pour des applications de coulée de haute précision.

Comment choisir un matériau en cire de haute qualité pour l’impression 3D de précision

La qualité du matériau en cire affecte directement le résultat final de la coulée. Une mauvaise performance du matériau peut entraîner des fissures dans la coquille, des défauts de surface ou une combustion incomplète. Lors de la sélection de la cire pour l’impression 3D de précision, voici plusieurs facteurs clés à considérer.

Propreté de la combustion

La performance à la combustion est l’un des facteurs les plus importants. Un bon matériau en cire doit laisser presque aucune cendre après la cuisson. Même une petite quantité de résidu peut affecter la finition de surface de la pièce métallique. Il est également important que le matériau ne crée pas de résidu de carbone lors de la décomposition. Si la combustion n’est pas complète, des dépôts noirs peuvent rester à l’intérieur de la coquille en céramique et affecter l’écoulement du métal. De plus, les matériaux nécessitant des températures très élevées ou des temps de maintien longs pour brûler complètement augmentent les coûts énergétiques et le risque de fissuration de la coquille. Une cire de coulée de haute qualité doit brûler proprement et complètement dans une plage de température contrôlée.

Comportement d’expansion thermique

Les caractéristiques d’expansion thermique déterminent la sécurité avec laquelle un modèle en cire traverse le cycle de combustion. Le taux d’expansion maximal est particulièrement important, car une expansion excessive ou brusque peut générer des contraintes internes qui fracturent la coquille en céramique. Un matériau en cire bien conçu doit présenter une courbe d’expansion lisse et prévisible tout au long du processus de chauffage. La compatibilité avec la cire d’injection traditionnelle est également précieuse. Lorsque les coefficients d’expansion thermique et le moment de décomposition correspondent étroitement à la cire de coulée conventionnelle, les programmes de combustion existants nécessitent souvent peu d’ajustements.

Stabilité de la viscosité

Une performance d’écoulement stable pendant l’impression est très importante. À la température d’impression, la cire doit maintenir une viscosité constante. Si le matériau devient trop épais ou trop fluide, la qualité d’impression peut en souffrir. Une exposition prolongée à la chaleur ne doit pas provoquer de dégradation du matériau. Avec le temps, des matériaux instables peuvent entraîner des surfaces rugueuses, une perte de détails ou des problèmes de buse. Les matériaux en cire fiables sont conçus pour rester stables pendant de longues sessions d’impression.

Uniformité structurelle

Différentes technologies d’impression créent différentes structures internes. L’impression FDM construit les pièces couche par couche en utilisant des brins extrudés. Même avec des réglages d’infill élevés, de petits espaces peuvent subsister entre les couches. Ces espaces peuvent affecter la libération des gaz lors de la combustion. En revanche, les systèmes de jet basés sur des gouttelettes construisent les pièces en utilisant de nombreuses petites gouttes de cire, créant une structure plus dense et plus uniforme. Une structure interne plus uniforme aide à assurer un meilleur contrôle de la combustion et une stabilité de coulée.

Stabilité dimensionnelle

Le retrait au refroidissement affecte également la précision. Lorsque la cire refroidit de la température d’impression à la température ambiante, elle se contracte. Si le retrait est trop important ou inégal, des erreurs de taille peuvent survenir. Les parois fines et les formes complexes sont particulièrement sensibles à la déformation ou au gauchissement. Un matériau en cire de haute qualité doit avoir un comportement de retrait stable et prévisible pour maintenir la précision dimensionnelle.