Coulée sous vide : usages, spécifications et comparatif

La coulée sous vide, également appelée coulée d’uréthane ou duplication sous vide, est un processus de fabrication utilisé pour le moulage de pièces prototypes ou de petites séries en plastique (généralement 5 à 50 pièces) avec une qualité proche de celle de l’injection plastique. C’est une alternative rentable à l’injection plastique, notamment parce qu’elle ne nécessite pas d’outillage en acier.

Ce procédé est largement utilisé dans l’automobile (collecteurs, pièces de carrosserie), les produits de consommation (jouets, équipements sportifs) et l’électronique (boîtiérs, supports de cellules, coques de batterie).

Qu’est-ce que la coulée sous vide ?

La coulée sous vide est un procédé de fabrication dans lequel une matière plastique liquide est versée dans un moule en silicone, puis durcie dans un four. Une chambre à vide permet d’évacuer l’air du moule, garantissant un remplissage complet de l’empreinte et évitant la formation de bulles d’air dans la pièce finale.

La coulée sous vide offre une grande liberté de conception, permet de réaliser des formes complexes, des contre-dépouilles et du surmoulage d’inserts. Elle est particulièrement adaptée à la fabrication de préséries avec un rendu proche de la série, avant un passage à la production industrielle.

Elle présente néanmoins des limites en termes de précision dimensionnelle, de débit de production et de répétabilité, car il s’agit d’un processus manuel et non automatisé.

Avantages	Inconvénients
Grande flexibilité de design : formes complexes, contre-dépouilles, surmoulage	Processus manuel : non adapté aux grandes séries
Qualité proche de l’injection : bon aspect, détails fins, propriétés mécaniques	Plus lent que l’usinage CNC ou l’impression 3D
Faible coût pour les petites séries : pas d’outillage acier	Précision et stabilité dimensionnelle inférieures à l’usinage ou à l’injection
Large choix de matériaux : rigides, flexibles, transparents, colorables RAL	Défauts visuels possibles (zones d’injection, brillances de démoulage)
Finitions disponibles : polissage, peinture, métallisation

Pièce moulée par coulée sous vide à côté de son moule en silicone

Spécifications techniques de la coulée sous vide

La coulée sous vide utilise le vide pour évacuer l’air du moule, ce qui permet d’obtenir des surfaces lisses et peu de défauts.

Vous trouverez ci-dessous les spécifications générales du procédé :

Spécification	Détails
Matériaux	Matières rigides ou flexibles, transparentes, résistantes à la chaleur, colorables RAL
Délai de fabrication	10–20 jours
Design	Grande liberté de forme et d’épaisseur, contrairement à l’injection plastique
Épaisseur minimale	Prévoir 1,5 mm minimum pour assurer le remplissage et éviter la déformation (réductible à 0,75 mm dans les zones peu sollicitées)
Contre-dépouilles	Démoulables si bien conçues, mais augmentent l’usure du moule
Quantité par moule	De 1 à 20 pièces
Finition de surface	Brillant (mise en valeur des formes) ou mat (réduction des reflets)
Options supplémentaires	Surmoulage plastique ou d’inserts pour tester des assemblages avant injection

Les valeurs de tolérance en coulée sous vide dépendent des dimensions de la pièce et de la complexité du design. Le tableau ci-dessous présente des exemples de tolérances selon différentes plages dimensionnelles (les valeurs indiquées sont à titre indicatif):

Dimensions (mm)	0 — 25	25 — 50	50 — 75	75 — 100	100 — 125	125 — 150
Tolérance (mm)	±0,3	±0,35	±0,4	±0,45	±0,5	±0.55

Conseil de pro : Pour des pièces ajustées, maintenir une tolérance inférieure à ±0,35 mm. Passer à l’usinage ou à l’injection si la précision doit être critique.

Les prototypes de la coque en silicone ont été fabriqués par coulée sous vide

Talkies-walkies noirs fabriqués par coulée sous vide

Comparaison de la coulée sous vide avec d’autres procédés de fabrication

Le tableau ci-dessous compare la coulée sous vide à d’autres procédés de fabrication courants — moulage par injection, impression 3D et usinage CNC — pour vous aider à choisir la solution la plus adaptée selon vos besoins de production, matériaux, délais et budget.

	Coulée sous vide	Moulage par injection	Impression 3D	Usinage CNC
Description	Petites séries de pièces détaillées proches de la qualité série	Production de masse de pièces plastiques très détaillées	Prototypage rapide et géométries complexes sans outillage lourd	Pièces de haute précision en métal ou plastique, pour prototypage ou production
Quantité optimale	1 – 100	50 – 1 000 000	1 – 100	1 – 100
Délai de fabrication	20 jours	38 jours	3 jours	7 jours
Dimensions max. pièce	2500 × 2200 × 1800 mm	1289 × 1910 × 1006 mm	900 × 900 × 600 mm	2000 × 750 × 600 mm
Durée de vie du moule	1 – 20 tirages	10 000 – 1 000 000 tirages	–	–
Matériaux disponibles	Plastiques rigides (type ABS, PMMA, PP, PC), plastiques souples	Tous types de thermoplastiques et thermodurcissables	Plastiques (PLA, ABS, PETG, Nylon, PC…), résines, métaux (aluminium, acier, titane), composites (carbone…)	Métaux (aluminium, acier, titane, laiton), plastiques (POM, PTFE, ABS, PC, PMMA, Nylon), composites
Prototypage	⭐⭐	⭐	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐
Production grande série	⭐	⭐⭐⭐	⭐	⭐⭐
Complexité géométrique	⭐⭐	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐
Finition standard	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐	⭐⭐	⭐⭐⭐
Post-traitement	Non	Non	Oui	Oui
Coût des erreurs design	Faible	Élevé	Faible	Moyen
Avantages	• Idéale pour les petites séries et prototypes détaillés avec des délais rapides • Parfaite pour les prototypes à surface esthétique (robots, optiques, etc.), démonstrations clients ou salons	• Excellente répétabilité et qualité constante • Parfait pour les grandes séries • Large choix de matériaux • Couleurs personnalisables précises	• Pas de coûts d’outillage • Itérations rapides • Idéale pour formes personnalisées	• Très haute précision • Excellente qualité de surface • Compatible avec de nombreux matériaux
Inconvénients	• Durée de vie du moule limitée (~20 pièces)	• Investissement initial élevé • Coûts de modification du moule importants si le design évolue • Flexibilité limitée pour les géométries complexes	• Plus lent pour les grandes séries • Gamme de matériaux plus limitée	• Coût unitaire élevé pour les grandes séries • Moins adapté aux géométries complexes

Coulée sous vide vs. moulage par injection

Utilisez la coulée sous vide lorsque vous avez besoin de 5 à 100 pièces avec une qualité proche de la production série, sans investir temps et budget dans un outillage acier.Un moule pour injection plastique peut coûter entre 5 000 € et 50 000 €, tandis que la coulée sous vide ne nécessite qu’un modèle maître et un moule en silicone.

Cette solution est idéale en phase de validation, de présentation ou de pré-série, lorsque les itérations rapides et les faibles coûts priment sur la précision dimensionnelle. Optez pour le moulage par injection lorsque votre design est figé et que vous visez une production de centaines à plusieurs millions de pièces.

Ce procédé offre une excellente répétabilité, des tolérances serrées et un coût unitaire faible à grande échelle, mais il demande un investissement important et des délais de fabrication plus longs.

Conseil de pro : Commencez par la coulée sous vide pour valider la forme, l’assemblage et la finition. Passez à l’injection plastique une fois que le design, les matériaux et les tolérances sont définitifs.

Coulée sous vide vs. impression 3D

L’impression 3D est idéale pour les itérations rapides, les géométries internes complexes et la fabrication unitaire. Elle est rapide, ne nécessite aucun outillage et s’intègre bien dans les premières étapes de développement — surtout quand les performances mécaniques ne sont pas critiques.

La coulée sous vide devient pertinente lorsque vous avez besoin de plusieurs exemplaires avec un aspect proche de la série et des propriétés mécaniques fiables. Elle offre une meilleure finition de surface, une meilleure homogénéité des matériaux et se rapproche davantage de l’injection plastique.

Conseil de pro : Utilisez l’impression 3D pour tester vos idées et affiner la géométrie. Passez à la coulée sous vide pour produire des échantillons réalistes destinés à des tests utilisateurs, à des validations mécaniques ou à des démonstrations commerciales.

Comment fonctionne la coulée sous vide

La coulée sous vide utilise un moule en silicone et une chambre à vide pour fabriquer des pièces plastiques ou en caoutchouc détaillées, avec une surface lisse et peu de défauts.

Voici les étapes clés du procédé :

1. Créer un modèle 3D

Comme pour la plupart des procédés de fabrication modernes, la première étape consiste à concevoir un modèle 3D de la pièce.

Utiliser un logiciel de CAO tel que AutoCAD, SolidWorks ou CATIA.
Pour obtenir un résultat optimal, appliquer les règles de conception de l’injection plastique : angles de dépouille, épaisseurs homogènes, prise en compte des contre-dépouilles.

2. Créer le modèle maître

Fabriquer un modèle maître à partir du modèle 3D, par impression SLA ou usinage CNC.

L’usinage CNC, historiquement utilisé, reste recommandé pour les pièces de présérie nécessitant une précision dimensionnelle élevée.
L’impression 3D permet de réduire les délais et les coûts lors des phases de validation initiale.

3. Fabriquer le moule en silicone

Placer le modèle maître dans une boîte de moulage, avec les noyaux, inserts et systèmes d’alimentation.

Verser du silicone liquide autour du modèle pour en capturer la géométrie et les moindres détails.
Faire durcir le moule dans un four à 40°C pendant 8 à 16 heures, selon la taille du moule.
Une fois durci, ouvrir délicatement le moule le long du plan de joint pour révéler la cavité négative.
Appliquer un agent de démoulage pour éviter que la pièce n’adhère au moule et prévenir les défauts de surface.

4. Préparer et couler la résine

Préparer une résine polyuréthane bi-composant, et ajoutez un colorant si nécessaire.

Préchauffer le mélange à environ 40°C pour améliorer sa fluidité.
Installer le moule dans la chambre à vide, et connecter les canaux de coulée.
Mélanger et désaérez la résine sous vide pendant 50 à 60 secondes pour éliminer les bulles d’air.
Appliquer également un vide dans le moule pour que la gravité remplisse uniformément la cavité, sans pièges d’air.

5. Démouler les pièces

Faire durcir le moule rempli dans un four pendant 1 à 4 heures, selon le matériau utilisé.

Après durcissement, retirer la pièce, couper les canaux, puis réaliser les finitions nécessaires (ébavurage, polissage…).
Un moule en silicone peut généralement produire entre 10 et 20 pièces, selon la géométrie et la résine utilisée.

Illustration of the vacuum casting process — Illustration du procédé de coulée sous vide (Source: ProtoZone)

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La coulée sous vide est un procédé polyvalent et efficace pour fabriquer des pièces plastiques ou en caoutchouc détaillées en petites séries. Elle est idéale pour les prototypes, les pièces fonctionnelles et les modèles de présentation haut de gamme, comme les échantillons clients ou les pièces d’exposition.

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