História a podstata technológie
Ľudstvo sa s kovom zoznámilo už dlho, ale prvé pokusy získať odliatky z neho, s najväčšou pravdepodobnosťou, pochádzajú zo štvrtého tisícročia pred naším letopočtom. e. Takéto predpoklady umožňujú robiť archeologické nálezy na Blízkom východe. Podľa štúdií boli prvé formy naplnené tekutým kovom jednoduché dutiny v otvorenom teréne.
Významný pokrok v presnosti a kvalite odliatkov dosiahli majstri staroveku nie okamžite. Približne druhé alebo tretie tisícročie pred Kristom pochádza z prvých prežívajúcich artefaktov, ktoré možno pripísať sochárskemu žánru. Počas tohto obdobia sa odlievanie stáva nielen remeselným artiklom, ale aj spôsobom tvorby umeleckých diel na vysokej úrovni.
Podstata technológie spočíva vo vlastnostiach roztaveného kovu (ako každá iná kvapalina) naplniť nádobu, do ktorej bola naliata. Po ochladení sa hotový odliatok stáva presnou geometrickou kópiou dutín v nádrži. Základné kroky sú zjednodušené:
- Produkcia sochára pôvodného modelu plastových nekovových materiálov.
- Príprava materiálov na tvarovanie, vytvorenie formy pre originál.
- Tavenie kovu, jeho nalievanie do formy, ochladzovanie.
- Uvoľnenie hotového výrobku z formy, čistenia a opracovania.
Proces je oveľa komplikovanejší, ak je potrebné vytvoriť duté odliatky alebo replikovať produkty.
Použité materiály
„Sedem Antikov“ sa vzťahuje na zoznam železa, medi, cínu, olova, striebra, zlata a ortuti - ľudstvo ich poznalo tisíce rokov. Na výrobu šperkov sa používali vzácne kovy a zliatiny medi boli v minulosti hlavným materiálom pre umelecké odlievanie. V novej dobe sa k nim pridali liatina a hliník.
Umelci v celej histórii sa neobmedzovali len na rozsah materiálov na tavenie. Napríklad v 19. storočí boli výrobky zinku a olova populárne v Európe a Rusku a novodobí sochári sa často obracajú na nerezovú oceľ. Klasické materiály pre umelecké odliatky sú však dnes bronzové a liatinové.
Bronzové zliatiny
Zliatiny medi s niektorými neželeznými kovmi (olovo, cín, hliník, berýlium) bez prítomnosti zinku a niklu sa nazývajú bronz. Meď s veľkým množstvom zinku je mosadz. Ten sa používa hlavne na výrobu skríň sochárstva a drahého nábytku a vnútorného vybavenia. Hlavný materiál pre umelecké odlievanie veľkých a malých foriem zostal po stáročia neviditeľný cínový bronz. Jeho výhody:
nevýznamné zmrštenie;- vysoký obrat;
- necitlivosť na pórovitosť počas chladenia;
- vysoká tepelná vodivosť;
- sila;
- odolnosť proti korózii;
- pevnosť;
- zvariteľnosť.
Bronzové odlievanie je jedným z najstarších umení . Jeho použitie v rôznych častiach antického sveta bolo všadeprítomné: ľudia varili v bronzových miskách, nosili bronzové šperky, používali bronzové nástroje, zapínali si šaty na bronzových gombíkoch. Táto éra je známa prekvapivo vysokou kvalitou výkonu a bezprecedentnou umeleckou silou soch, ktoré prežili do našich dní. Odvtedy vznikla zlievárska bronzová tradícia, ktorá prežila dlhý čas s rovnakým názvom. Samozrejme, že zliatiny sa počas celej histórie zlepšili, ale väčšina technologických procesov umeleckého odlievania zostala nezmenená.
Šedá liatina
Bronz a železo sú možno najdôležitejšími materiálmi v dejinách ľudstva. Nie bez dôvodu dali mená dvom epochám technologického vývoja - bronzovému a železnému. Pretože odlievanie železa vyžadovalo vyššie teploty a komplexné pece, tavenie železného ľudstva sa ovládalo o niečo neskôr bronz. Podľa niektorých informácií, liatina bola naliata v Číne pred 2 tisíc rokmi. Prvé masové výrobky z nej v Európe a Rusku boli sudy kanónov a jadrá k nim v XV. Storočí.
Vývoj pecí a energeticky náročných palív pre nich rýchlo priniesol vysoké teploty nielen pre vojenský priemysel. Umelecké využitie liatiny sa začalo okolo roku 1500 s výrobou obkladačiek na kachle, pomníky a fontány. Silným impulzom pre popularizáciu železa v umení bol rýchly rozvoj metalurgických technológií v druhej polovici devätnásteho storočia a následná industrializácia týchto udalostí.
Na prípravu sochárstva sa používa šedá liatina s vysokým obsahom fosforu ako cenovo najvýhodnejšia zliatina železa a uhlíka. Fosfor zlepšuje tekutosť - pomáha kovu úplne vyplniť formulár. Schopnosť fosforu zvýšiť krehkosť železa pri umeleckom odlievaní nezáleží, rovnako ako pórovitosť v šedej liatine. Materiál má ďalšiu dôležitú vlastnosť - atraktívnosť vzhľadu hotového výrobku.
Aplikované metódy
Tradičné technológie v našej dobe nestratili svoj význam. Ako hlavný hlavný odliatok sa používa buď v hlinených formách, alebo na investičné liatie. V XIX storočí prišlo teplo konkurencie medzi týmito dvoma metódami. Prvá sa stala masou hlavne medzi priemyselníkmi, pričom sa vzdala vedenia v oblasti presnejšieho a drahšieho odlievania voskových modelov.
Odlievanie do zeme
Táto metóda kombinuje odlievanie do zeme, piesku alebo ílu. Hlavný rozdiel medzi nimi je vo forme materiálu. Podstata tejto technológie spočíva v tom, že sa získa tlač zo šablóny na zmesi s ďalšou zmenou v jej kvalite (podbíjaním, pridaním spojiva) a potom vytvorením vtokového systému v ňom - kanálov, cez ktoré bude roztavený kov prúdiť a byť odstránený.
Na vytvorenie komplexných objemových tvarov sa často používajú sklopné šablóny a lisovanie sa vykonáva v špeciálnych kompozitných boxoch - bankách. Výsledok je veľmi ovplyvnený zložením a kvalitou formovacej zmesi. Po odlievaní sú ostré hrany a kanálové čiary mechanicky odstránené.
Výhody technológie:
- jednoduchosť;
- nízke náklady;
- schopnosť vytvárať odliatky s veľkými rozmermi a hmotnosťou.
Na investičné liatie
Táto metóda bola populárna v starovekom Egypte a Číne, bola používaná v Grécku a Ríme, nepodliehala zásadným zmenám v priebehu tisícročí. Hlavný vývoj nastal v pomocných materiáloch: vosk z majstra bol nahradený syntetickými zmesami, začali aktívne používať elastické gumové formy atď. Klasická metóda tavenia voskového vosku vyzerá takto:
- Vytvorenie voskového modelu sochárom - presná kópia budúceho odlievania.
- Výroba formy - pastovitá omietka-ílová zmes sa nanáša na povrch vosku v niekoľkých stupňoch.
- Formy na pečenie v rúre. Počas zahrievania vosk opúšťa formu, ktorá prúdi cez vopred poskytnuté kanály.
- Nalievanie roztaveného kovu do voskovo opustených dutín.
- Uvoľnenie hotovej plastiky z ílovitej formy.
- Odstraňovanie prebytočného kovu z odlievania, brúsenia, leštenia, umelej chemickej úpravy.
V tejto podobe je táto antická metóda u umelcov veľmi obľúbená. Proces odlievania je zložitý, ak je potrebné vytvoriť replikované produkty. Potom sa k pracovnému harmonogramu pridajú postupy na výrobu „negatívnych modelov“, ktorých účelom je slúžiť ako opätovne použiteľná forma pre voskové odliatky.
Samotný spôsob vytvárania investičných odliatkov umožňuje vytvárať extrémne kvalitné a tenké výrobky zo všetkých druhov kovov. Technologické ťažkosti môžu vzniknúť len pri výrobe veľkých predmetov: takéto úlohy môžu vykonávať len vysoko kvalifikovaní remeselníci.