Les neuf étapes de la cire perdue
Boothroyd Dewhurst décrit la cire perdue comme un procédé en neuf étapes, qui part du modèle CAO en 3D pour aboutir à une pièce de précision proche de la cote finie (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026). RFQdecoder suit ces étapes :
- Modèle en cire : la cire est injectée dans un moule qui reproduit la pièce (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Grappe : les modèles sont soudés à chaud sur un arbre central en cire, avec ses canaux et son entonnoir de coulée ; une grappe serrée réduit le coût par pièce, une grappe surdimensionnée gaspille du métal (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Carapace céramique : la grappe est trempée 6 à 9 fois dans une barbotine céramique, chaque couche étant saupoudrée de poudre céramique sèche (stuc) puis séchée 4 à 24 heures ; plus de couches donnent une carapace plus solide mais coûtent plus de main-d’œuvre et de matière (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Décirage : la carapace est soumise à la chaleur ou à la vapeur sous pression en autoclave ; DFMA indique que cette étape prend en général 12 à 48 heures selon l’épaisseur de la pièce et la capacité du four (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Cuisson : jusqu’à 1 200 °C, pour brûler les résidus de cire et fritter la céramique (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Coulée : le métal est coulé dans le moule chaud, préchauffé à 900 à 1 000 °C, ce qui permet les parois minces (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Décochage : la carapace est cassée au marteau vibrant et au sablage ; les noyaux solubles sont dissous, les noyaux céramiques retirés en bain caustique (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Découpe : les pièces sont séparées de la grappe, le plus souvent à la tronçonneuse abrasive (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Finition : meulage des attaques, ébavurage, finition de surface et, sur les surfaces que le plan exige, usinage de reprise (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
Les sources françaises décrivent la même suite. Le CTIF indique qu’il faut au total près d’une dizaine de couches successives, pour une carapace généralement épaisse de 7 à 15 mm (source : CTIF, février 2022). Lajoinie Fonderie, dans le Loir-et-Cher, enrobe la grappe par couches successives de liant réfractaire, puis la décire et la cuit dans un four à 1 000 °C (source : Lajoinie Fonderie, janvier 2021).
Le séchage entre deux couches pèse sur le coût de la carapace. Selon une étude de Hitchiner Manufacturing publiée par l’Investment Casting Institute, des temps de séchage excessifs peuvent limiter fortement la production de l’atelier de carapaces, tandis qu’un séchage insuffisant peut provoquer des fissures au décirage ou des fuites de métal à la coulée (source : Hitchiner Manufacturing, octobre 2018).
Comment RFQdecoder calcule le prix
La source principale de l’outil est le guide de chiffrage de Boothroyd Dewhurst. Elle ne publie pas de temps par étape mais un coût par pièce pour chaque groupe d’étapes, et RFQdecoder additionne ces coûts :
- Carapace céramique : 2 à 6 $ par pièce coulée selon la taille et le nombre de couches ; ce montant couvre la barbotine, le stuc et la main-d’œuvre des 6 à 9 trempes, séchage compris (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Coulée et décochage : 3 à 8 $ par pièce coulée selon l’alliage et la taille (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Découpe et finition, selon le niveau : découpe simple 2 à 4 $, finition légère 5 à 10 $, avec usinage de reprise 10 à 30 $ (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Noyaux, pour les passages internes : 2 à 8 $ par noyau selon la complexité (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
La matière est la masse de la pièce plus le métal des attaques et des canaux, qui représente en général 15 à 25 % du poids de la grappe (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026). Ce métal est valorisé au prix de la table matière du site. Dans l’exemple publié par DFMA, une roue de pompe en inox 316L de 1,8 lb compte 2,25 lb de métal : les 0,45 lb d’attaques font 20 % des 2,25 lb (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
La conversion : les coûts publiés en dollars sont convertis en euros au taux de référence de la BCE du jour ; au 2 octobre 2026, 1 € valait 1,1225 $ (source : BCE, octobre 2026).
Les approximations, indiquées sur le devis :
- ces coûts par pièce valent pour des pièces de taille courante : la source précise qu’ils varient avec la taille (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026) ;
- ils comprennent la main-d’œuvre américaine de la source ; DFMA rappelle que les coûts réels dépendent notamment des taux de main-d’œuvre régionaux (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026) ;
- quand le plan ne précise pas la finition, l’outil retient la finition légère et le devis le dit.
Le moule à cire n’entre pas dans le prix par pièce : il se déclare en outillage. DFMA, lui, l’amortit dans sa formule, coût de la pièce = outillage ÷ volume + alliage + carapace + coulée et décochage + finition (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026) ; son exemple de roue de pompe, à 5 000 pièces par an, arrive à 29,28 $ par pièce, dont 2,40 $ de moule (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
Exemple de calcul
Hypothèses (choisies pour illustrer, elles ne proviennent pas d’une source) : pièce en inox 316L de 0,51 kg, sans noyau, finition non précisée sur le plan ; métal à 8,00 €/kg (l’outil prend le prix de sa table matière) ; moule à cire chiffré 4 000 € par le fondeur ; commandes de 100, 1 000 et 10 000 pièces. Taux BCE du 2 octobre 2026 : 1 € = 1,1225 $ (source : BCE, octobre 2026).
Valeurs publiées utilisées : attaques et canaux à 15 à 25 % du poids de la grappe, carapace 2 à 6 $, coulée et décochage 3 à 8 $, finition légère 5 à 10 $ par pièce (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Métal par pièce : si les attaques font 15 à 25 % de la grappe, la pièce en fait 85 à 75 %. 0,51 ÷ 0,85 = 0,60 kg ; 0,51 ÷ 0,75 = 0,68 kg, soit 0,09 à 0,17 kg d’attaques et de canaux.
- Matière : 0,60 × 8,00 = 4,80 € ; 0,68 × 8,00 = 5,44 €.
- Fonderie, en dollars : finition non précisée, donc finition légère, ce que le devis indique. 2 + 3 + 5 = 10 $ ; 6 + 8 + 10 = 24 $.
- Conversion : 10 ÷ 1,1225 = 8,91 € ; 24 ÷ 1,1225 = 21,38 €.
- Prix par pièce, moule non compris : 4,80 + 8,91 = 13,71 € ; 5,44 + 21,38 = 26,82 €. Les coûts publiés étant par pièce, ce montant est le même pour 100 ou pour 10 000 pièces.
- Moule à cire, déclaré en outillage : 4 000 € font 4 000 × 1,1225 = 4 490 $, dans la fourchette de 2 000 à 5 000 $ publiée pour une géométrie simple (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026). Réparti sur la commande : 4 000 ÷ 100 = 40,00 € par pièce, soit 53,71 à 66,82 € ; 4 000 ÷ 1 000 = 4,00 €, soit 17,71 à 30,82 € ; 4 000 ÷ 10 000 = 0,40 €, soit 14,11 à 27,22 €.
- Variantes : un noyau ajoute 2 à 8 $, soit 1,78 à 7,13 € (15,49 à 33,95 € par pièce) ; une découpe simple à 2 à 4 $ donne 7 à 18 $ de fonderie, soit 6,24 à 16,04 € (11,04 à 21,48 € par pièce) ; un usinage de reprise à 10 à 30 $ donne 15 à 44 $, soit 13,36 à 39,20 € (18,16 à 44,64 € par pièce).
À 100 pièces, le moule pèse 40,00 € sur un prix de 53,71 à 66,82 €, soit plus que tout le reste ; à 10 000 pièces, il ne pèse plus que 0,40 €. La finition fait varier le prix plus que la matière : de la découpe simple à l’usinage de reprise, le haut de fourchette passe de 21,48 à 44,64 €.
Ce qui n'est pas compté
Le prix par pièce décrit plus haut couvre les neuf étapes, les noyaux et le métal. Les postes suivants n’en font pas partie et sont à demander au fondeur :
- Le moule à cire, qui se déclare en outillage. DFMA publie 2 000 à 5 000 $ pour une géométrie simple, 5 000 à 15 000 $ pour une géométrie moyenne, 15 000 à plus de 30 000 $ pour une pièce complexe ou un moule multi-empreintes ; amorti sur 100 pièces par an, il ajoute 20 à 300 $ par pièce, sur 10 000 pièces par an 0,20 à 3 $ (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026). Eagle Group annonce 2 000 $ à plus de 20 000 $ (source : Eagle Group, décembre 2019) ; RMC Casting Foundry, fondeur chinois, indique que la plupart des outillages coûtent 500 à 10 000 $ (source : RMC Casting Foundry, janvier 2025).
- Les modèles imprimés en 3D, quand ils remplacent le moule. Le CTIF note que l’injection de cire dans des moules métalliques tend de plus en plus à être remplacée par la fabrication additive de modèles en cire à partir d’un fichier numérique (source : CTIF, février 2022) ; Lajoinie Fonderie y recourt chaque fois que cette solution est plus rentable qu’un outillage métallique définitif (source : Lajoinie Fonderie, janvier 2021).
- Les opérations après la finition : Lajoinie Fonderie cite des opérations de calibrage pour la conformité visuelle, dimensionnelle et géométrique, des contrôles finaux et des contrôles non destructifs, et propose des traitements thermiques pour garantir les caractéristiques mécaniques (source : Lajoinie Fonderie, janvier 2021). Ces opérations ne font pas partie des neuf étapes chiffrées ici.
Que vérifier sur un devis
- Le moule : prix, propriété, durée de vie. Chez Eagle Group, le moule reste à la fonderie pendant la production mais appartient le plus souvent au client, et un outillage de cire peut dépasser facilement 250 000 injections (source : Eagle Group, décembre 2019). Vérifier si le moule est facturé à part ou réparti dans le prix par pièce, et à qui il appartient.
- Le métal compté par pièce. DFMA compte des attaques et canaux à 15 à 25 % du poids de la grappe (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026). RMC cite un rapport de conception souvent utilisé de 3 pour 1 : pour 1 lb de pièce, 3 lb de grappe, selon le rendement voulu et la taille de la pièce (source : RMC Casting Foundry, janvier 2025). Demander au fondeur le poids de métal facturé par pièce.
- Le nombre de pièces par grappe. Une grappe serrée augmente le nombre de pièces coulées, mais peut accroître le décochage et le rebut ; DFMA situe la densité optimale entre 3 et 8 pièces par grappe selon la taille (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Le nombre de couches. Passer de 6 à 9 couches ajoute 1 à 2 $ par pièce coulée en main-d’œuvre et en matière ; les pièces à détails fins en demandent davantage (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Le niveau de finition. De la découpe simple, 2 à 4 $, à l’usinage de reprise, 10 à 30 $, l’écart est large (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026). Sans finition précisée, RFQdecoder retient la finition légère et l’écrit sur le devis : vérifier que le fondeur chiffre le même niveau.
- Le rendement. Selon DFMA, 85 à 95 % de pièces bonnes est un rendement typique, et un mauvais outillage peut le faire tomber à 70 % (source : Boothroyd Dewhurst, mars 2026).
- Le prix au kilo. Dans l’exemple ci-dessus, 13,71 à 26,82 € pour 0,51 kg font 26,88 à 52,59 € le kilo, moule non compris. Pour ordre de grandeur, RMC Casting Foundry publiait en juin 2021 des prix départ usine (EXW) de 9,21 à 10,15 $ le kilo pour de l’inox AISI 316 en cire perdue selon le poids et la complexité (source : RMC Casting Foundry, juin 2021), soit 8,20 à 9,04 € au taux BCE du 2 octobre 2026 (source : BCE, octobre 2026). Le devis RFQdecoder rappelle que les coûts DFMA comprennent la main-d’œuvre américaine de la source.
Sources
- Boothroyd Dewhurst, « Investment Casting Cost Estimating: A Process-Based Guide », 18 mars 2026.
- AJ Menefee, « Tooling for Investment Casting », 18 décembre 2019.
- CTIF, « Le procédé de fonderie cire perdue », 21 février 2022.
- Michael Brienza, « Intercoat Drying and Shell Properties », 1 octobre 2018.
- Lajoinie Fonderie, « Fonderie de précision à la cire perdue », 29 janvier 2021.
- RMC Casting Foundry, « FAQs About Investment Casting », 9 janvier 2025.
- RMC Casting Foundry, « Estimation of Steel Casting Prices Per Pound, KG and Ton », 8 juin 2021.
- Banque centrale européenne, « Euro exchange rates charts », 2 octobre 2026.
Questions fréquentes