Лиття - кулібінська клуб
У граверному справі чималу роль відіграє лиття в форми з метою отримання необхідної деталі з металу, набагато перевершує за твердістю зразок, виконаний гравером з легкообрабативаемого сплаву. В даний час лиття є прогресивною формою виготовлення виробів зі складною конфігурацією великими партіями, на що при ручному або механічному способі гравіювання пішло б куди більше часу і матеріалу.
Литтям називають процес виготовлення металевих виробів за допомогою заливки розплавленого металу в форми. Якість лиття залежить не тільки від властивостей металів і сплавів, а й від матеріалів, що використовуються для виготовлення форм, вміння правильно застосувати формувальний матеріал.
Виготовлення настінних вивісок
В даний час набули широкого поширення настінні вивіски з опуклим шрифтом. Опуклі букви підносяться над підставою, маючи в собі нарощений шар металу товщиною від 5 мм і більше. Вельми прийнятною для стандартних шрифтів слід вважати товщину накладних букв 5-10 мм, що дозволяє без труднощів зчитувати напис, якщо вона знаходиться навіть трохи в стороні.
Для величезних вивісок, які іменують себе назви установ і т.п. допустима товщина накладних букв може бути і 10, і 15, і 20 мм. Такі стрибки товщини опуклого шрифту визначаються його відповідністю і встановлюються гравером в процесі роботи над ним.
Перш ніж почати роботу, гравер вибирає заготовку з оргскла за розміром вивіски і тільки після цього приступає до розмітки тексту зворотного зображення. Іншими словами, він готує матрицю під заливку. Гравірування здійснюється безпосередньо на граверному верстаті з фрезою, що має циліндричну заточку. Органічне скло (плексиглас) легко гравірується і не вимагає великих витрат на обробку.
Після отримання готової матриці лицьову сторону з вигравіруваними заглибленнями знежирюють і покривають ізоляційним складом. Після цього, перевернувши в руках заготовку зворотною стороною і переконавшись, що напис виконано правильно, кладуть заготовку на стіл робочої (гравірованої) стороною догори і за первісною розмітці обкладають її пластинками з оргскла будь-якої товщини, в місцях стиків прихоплюючи їх пластиліном.
Отримана таким чином ванночка готова під заливку смолою на епоксидної основі. За затвердінні (приблизно через 7 годин) отриману вивіску витрушують з форми.
Якщо потрібно серійний випуск однієї і тієї ж написи, виготовлену з оригіналу форму заливають технічним воском. Користуючись такою формою, можна виготовити скільки завгодно восківок. Для виготовлення металевої вивіски восківку поміщають в резервуар формувальної машини разом з привареним восковим літником, обсипають формувальної сумішшю, застосовуючи віброефекту, і просушують. Після багаторазової заформовкі з проміжною природною просушкой восківку видаляють з отриманої форми шляхом занурення в окріп. Віск плавиться при температурі 100 ° С і витікає назовні. Утворене в формі простір після заформовкі її кварцовим піском в спеціальній ливарні ямі, або опоке, заповнюють розплавленим металом. Для виливки вивісок найчастіше застосовують силумін - сплав алюмінію з кремнієм.
Після охолодження форму розбивають і отриману виливок очищають від формувального піску або механічно, або шляхом кип'ятіння в слабкому розчині лугів. Для додання краси і кращої Новомосковскемості написи отриману монолітну металеву вивіску анодируют і чорнять. В процесі подальшої механічної обробки букви відчищаються дочиста, а фон залишається темним. Таке конструктивне рішення настінних вивісок збільшує термін їх служби. При механічних пошкодженнях букв весь текст можна знизити (сошлифовать утворилися вибоїни, вм'ятини і відколи). Пошкодження підстави часто залишаються непомітними.
Виготовити настінну вивіску методом лиття можна не тільки з металу, а й з епоксидної смоли.
Виготовлення виробів на епоксидної основі
Вироби з епоксидної смоли легше, ніж з металу. Склади на основі епоксидних смол, що містять отверджувачі, пластифікатори, розчинники та інші компоненти, мають плинністю, що полегшує заповнення форм. Смоли можна змішувати з різними наповнювачами (металевими, мінеральними і органічними). Перевагою володіють металеві наповнювачі. На 1 ч. Смоли повинно припадати не менше 2 ч. Оксидів металів. Залежно від їх змісту в складі можна домогтися будь-якій тональності, що надає готовому виробу гарний товарний вигляд.
При використанні епоксидних смол, отверждающихся при нормальній температурі без впливу зовнішнього тиску, відпадає потреба в застосуванні пресового устаткування. Вільної заливанням складу можна отримувати деталі і форми досить складної конфігурації. Затверділі форми легко піддаються будь-якій механічній обробці: різанню, свердлінню, нарізування різьблення, шліфування і т.п.
Серед застосовуваних смол можна виділити рідкі низькомолекулярні епоксидно-діанові смоли ЕД-16 і ЕД-20, які забезпечують найбільші технологічні зручності при переробці в вироби і дозволяють створювати найрізноманітніші матеріали. Затверджувачем служить поліетиленполіамін, що має низьку температуру затвердіння (18-20 ° С).
Сутність процесу виготовлення всіляких речей методом лиття по виплавлюваних моделях полягає перш за все в розробці і виготовленні форми по пред'явленої майстер-моделі. Припустимо, що потрібно виготовити форму за зразком медалі (рис. 3) з метою її подальшого серійного випуску. Для цього медаль і предмет, що імітує литник, кладуть або наполовину монтують в подмодельную плиту з органічного скла, знежирюють бензином і після випаровування його парів змащують поліізобутиленом.
Мал. 3. Майстер-модель, підготовлена під заливку епоксидною смолою: 1 - каркас; 2 - медаль; 3 - пластилін; 4 - літник
Майстер-модель, що піддалася попередній обробці, з чотирьох сторін, як і при виготовленні настінних вивісок, обкладають пластинками з органічного скла. Пластинки торцями приставляють до подмодельной плиті і з зовнішнього боку пластиліном роблять з'єднувальний шов. На стиках пластинки також повинні бути схоплені між собою пластиліном. Внутрішню сторону вийшла таким чином ванночки, як і саму модель, теж піддають обробці мастильної композицією. Потім приготованим поки що в невеликій кількості складом епоксидної смоли білячої пензликом наносять облицювальний шар, який запобігає утворенню небажаних бульбашок і пір в момент затвердіння епоксидної смоли. Рекомендується послідовне нанесення двох облицювальних шарів.
Після схоплювання облицювального шару ванночку заповнюють до країв складом на епоксидної основі. Коли склад повністю затвердіє, обмежувальні планки відривають. Отриману полуформу відокремлюють від подмодельной плити за допомогою спеціальних штовхачів (гвинтів), угвинчених ще до заливки складу в подмодельную плиту.
Таким же способом виготовляють і другу полуформу із зображенням зворотного боку медалі. Потім, використовуючи рельєфність майстер-моделі, обидві половинки спаривают і фіксують штифтами. Отриману таким чином форму постачають ручками і зажимами і подають під заливку воском.
Відмінною особливістю форм, виготовлених на основі епоксидних смол, є точне повторення конфігурації зразка, що дозволяє говорити про них як про форми особливо точного лиття.
Одним із суттєвих недоліків форм на епоксидної основі є їх низька теплопровідність, що ускладнює процес виготовлення великої кількості воскових відливок через тривале охолодження форми.
Щоб збільшити пропускну здатність форм особливо точного лиття, в промисловості широко використовують метод гальванопластики, що дає обміднення оформляють частин. Для цього після зняття копії на восківку або виливок з пластмаси, свинцю і т.п. де це потрібно, наносять електропровідний шар (занурюють в розчин хлориду паладію на 15-30 хв або натирають дрібнодисперсним графітом) і поміщають форму в гальванічну ванну. Нарощування шару міді виробляють протягом трьох діб, що дозволяє отримати металеву копію форми з досить товстими стінками. Для зручності експлуатації форми і додання їй красивого зовнішнього вигляду неоформляющіе частини форми заливають епоксидною смолою.
Виготовлення виробів з використанням гумової форми
Найпростішим, мабуть, і найпродуктивнішим способом для виготовлення великих партій виробів складної конфігурації з легкоплавких і досить хорошій формі матеріалів, таких, як віск, сплав Вуда, епоксидна смола, гіпс, алебастр, цемент, глина і т. Д. Є лиття в роз'ємні форми, виготовлені на основі каучуку.
У порівнянні з формами, що виготовляються з епоксидної смоли, дерева і гіпсу, гумові (каучукові) форми мають високий коефіцієнт пружності, що дозволяє без особливих зусиль виймати з них готові вироби складної конфігурації. Масивність форми зазвичай розраховують на око, виходячи з розмірів оригіналу. Однак чим товще стінки форми, тим краще, без спотворень, будуть виходити виливки.
Для затвердіння каучукової маси використовують каталізатор марки К-1 (4 г на 100 г каучукової маси). Щоб маса змогла заповнити весь вільний простір, форму або полуформу, заповнену сумішшю, поміщають між плитами гідравлічного преса і фіксують до повного затвердіння.
Білі, наприклад, потрібно зняти копію з об'ємної фігури (статуетки), то на оригіналі олівцем намічають лінію роз'єму, так як форма повинна складатися не менше ніж з двох полуформ. Для цього до подмодельной плиті з теплопровідного матеріалу (наприклад, алюмінію) пластиліном кріплять фігурку так, щоб лінія роз'єму була паралельна основі. Одночасно з цим на подмодельную плиту встановлюють штифти (фіксатори), необхідні для правильної стикування половинок виготовленої рознімної форми.
Мал. 4. Гумова півформа з оригіналом (в розрізі): 1 - літник; 2 - фіксатор; 3 - оригінал (фігурка штангіста); 4 - лінія роз'єму; 5 - каркас; 6 - каучук
Потім навколо оригіналу викладають каркас з алюмінієвих брусків, що визначають габарити форми. Стики промащують пластиліном. Бруски по висоті підбирають такої величини, щоб півформа з вмонтованою в неї фігуркою, фіксаторами і конусом, що імітує литник, виявилася в глибині вийшла ванночки (рис. 4).
Отриману своєрідну ванночку поступово заповнюють розтопленим технічним воском до отчеркнуть на фігурці лінії роз'єму. Причому, якщо лінія роз'єму йде зигзагоподібно, то заливають до найнижчої позначки. Потім пластиліном або тим же воском нарощують потрібні зигзаги лінії роз'єму. Через брак воску можна використовувати рідкий розчин з гіпсу.
Подальшим етапом є виготовлення напівформи шляхом заливання вмонтованою в віск фігурки каучукової масою. Ванночку заповнюють до країв і зверху прикривають гладкою плитою, яка є підставою для напівформи. Каучукова маса, наповнена каталізатором, желирующих швидко, тому процес приготування і заливки маси слід виконувати якомога оперативніше.
Після закінчення терміну затвердіння каучукової маси каркас розривають і знімають з фігурки вийшла гумову полуформу. Для вивільнення фігурки з воску подмодельную плиту занурюють в гарячу воду. Обмиту і протерту насухо фігурку (оригінал) поміщають на своє місце в полуформе.
Встановивши фігурку, приймаються за подальше виготовлення форми. Процес виготовлення іншої половинки гумової форми такої ж, як і першої, за винятком лише того, що не потрібно заливки воском (гіпсом). Як і в першому випадку, полуформу встановлюють підставою на подмодельную плиту і обкладають з чотирьох сторін алюмінієвими брусками, відповідно промазав стики пластиліном.
Потім виготовляють гумову масу і виробляють заливку. З метою економії каучукової маси нею заливають тільки облицювальний шар, а подальшу заливку роблять з домішкою шматків звичайної гуми.
Для досягнення високої надійності в процесі експлуатації зібрану гумову форму монтують в металеву обойму, спеціально виготовлену по її габаритам. До речі, обойма може служити і каркасом ванни при виготовленні самої форми.
Виготовлення надгробної плити
Щоб висікти або вигравіювати глибоку напис на плиті з мармуру або граніту, потрібно затратити багато часу. Крім того, для цього потрібні дорогі інструменти: твердосплавні фрези, алмазні головки, чавунна дріб, самокальние зубила та інші інструменти і пристосування, необхідні при гравіювання на важкооброблюваних поверхнях.
З метою економії дорогих природних матеріалів та інструменту в даний час прийнято не висікати написи на плитах, а використовувати тиснення - метод, значно прискорює і полегшує процес виготовлення меморіальної дошки або будь-якої вивіски. Це практикується в основному на плитах, якi формуються з цементу, глини, пластмас, епоксидної смоли і т.п.
Процес тиснення написи на плиту з цементної основи полягає в наступному. Залив в форму цементний розчин і давши йому кілька відстоятися, гравер, користуючись олівцем (чертилкой) і лінійкою, розмічає рядки майбутнього тексту. Потім великими літерними пуансонами зворотного зображення, спеціально виготовленими для цієї мети, виробляє послідовне тиснення букви за буквою по попередній розмітці. Якщо основа виявилася досить щільною, можна злегка постукати молотком по хвостовику пуансона до отримання бажаного відбитка. Відбитки повинні бути глибокими, так як по завершенні процесу тиснення поверхню плити обов'язково повинна бути піддана шліфуванню.
Якщо використовується матеріал на основі епоксидних смол, то тиснення починають через 20-40 хв після заливки маси в форму. В іншому випадку метод холодного тиснення буде трудноосуществім. Білі ж оброблювана поверхня з пластмаси, то перед тисненням пуансон необхідно нагріти.
Для виконання тиснення на плитах пуансони повинні мати довгі хвостовики. Пуансони не обов'язково виготовляти металевими. Наприклад, для обробки основи з цементу, глини, епоксидної смоли можна використовувати пуансони з легко піддаються обробці ножем порід дерева, з органічного скла і т.п. Але ось для тиснення на пластмасі потрібні пуансони з міді, бронзи або латуні.
Досвідчені майстри, які досконало володіють навичками побудови шрифту, через брак пуансонов користуються дерев'яними або металевими стеками.
Як відомо, більш тонкої обробці, ніж шліфування, цемент не піддається, тому для додання надалі поверхні плити товарного вигляду (наведення глянцю) її перед шліфуванням посипають мармурової або гранітною крихтою. Букви в цьому випадку захищають, заповнюючи поглиблення піском або іншим відповідним матеріалом. Крихітку обережно вдавлюють в поверхневий шар цементу і так залишають до повного затвердіння основи. Потім абразивними матеріалами під струменем води шліфують лицьову частину плити і надалі полірують до блиску. Після цього, вийнявши з поглибленні букв захисний матеріал, просочують їх оліфою і, витримавши на сонці кілька годин, заливають фарбою.
Надгробну плиту можна виготовити і іншим способом: шляхом формування цементної маси. Для цього потрібна достатня кількість великогабаритних гумових шаблонів букв конічної форми. Ці шаблони по попередній розмітці наклеюють на дно (товстий лист фанери) каркаса, збитого з дощок, поверх укладають шар подрібненої мармуровою або гранітної крихти і заливають цементним масою.
Оздоблення плити така ж, як і при тисненні на ній букв.
Надгробні пам'ятники роблять і у вигляді відлитих з металу бюстів. Використовуючи метод роботи з цементом і гранітною крихтою, можна без особливих витрат виготовити гранітний постамент будь-якої форми згідно ескізу замовника. Металевий бюст, який встановлюється на постамент, відливають найчастіше з бронзи.
З метою економії металу, а також полегшення конструкції бюст виготовляють порожнистим. Щоб зробити його цілісним (без зварювання), в процесі отримання майстер-моделі використовують карбамід.
Карбамід, або, простіше, сечовина, в цьому випадку є незамінним матеріалом. Гранули сечовини мають властивість спекаться в масу при нагріванні, що і послужило приводом використовувати сечовину в якості модельного матеріалу, здатного переходити з твердого стану в рідке, і навпаки. Температура плавлення сечовини близько 120-150 ° С. У розплавленому стані сечовина має високі ливарні властивості, що дозволяє заливати її навіть в непідігрітої форми.
Форми для виготовлення разових знаків або стрижнів можуть бути виконані методом гальванонаращіванія з яких-небудь зразкам або ж, якщо це індивідуальне замовлення з ескізу, - методом гравірування.
Отже, маючи готовий до використання знак з сечовини, що копіює собою порожнину всередині бюста, його поміщають в форму, призначену під заливку воском під тиском для отримання воскової майстер-моделі, ретельно закріпивши на технологічно передбачених виступах.
Щоб звільнити внутрішність отриманої восківки від непотрібного тепер знака, восківку поміщають у ванну з теплою водою і витримують до повного розчинення сечовини. Після цього, приварив паяльником литник з воску, восківку готують до подальшої операції на шляху перетворення моделі в виріб з металу.