ЛИТЬЕ

ЛИТЬЕ

89
0

Автор: /алексейНН/
Опубликовано: 1979 дней назад (4 января 2014)
Блог: ТЕХНОЛОГИИ и МАТЕРИАЛЫ
Рубрика: ЛЕПКА — ФОРМОВКА 0Голосов: 0
Статистика по оценкам

ЛИТЬЕ

В граверном деле немалую роль играет литье в формы с целью получения необходимой детали из металла, намного превосходящего по твердости образец, выполненный гравером из легкообрабатываемого сплава. В настоящее время литье является прогрессивной формой изготовления изделий со сложной конфигурацией большими партиями, на что при ручном или механическом способе гравирования ушло бы куда больше времени и материала.
Литьем называют процесс изготовления металлических изделий посредством заливки расплавленного металла в формы. Качество литья зависит не только от свойств металлов и сплавов, но и от материалов, используемых для изготовления форм, умения правильно применить формовочный материал.

Изготовление настенных вывесок
В настоящее время получили широкое распространение настенные вывески с выпуклым шрифтом. Выпуклые буквы возвышаются над основанием, имея в себе наращенный слой металла толщиной от 5 мм и более. Весьма приемлемой для стандартных шрифтов следует считать толщину накладных букв 5-10 мм, что позволяет без затруднения считывать надпись, если она находится даже немного в стороне.
Для огромных вывесок, именующих собой названия учреждений и т.п., допустимая толщина накладных букв может быть и 10, и 15, и 20 мм. Подобные скачки толщины выпуклого шрифта определяются его соразмерностью и устанавливаются гравером в процессе работы над ним.
Прежде чем начать работу, гравер выбирает заготовку из оргстекла по размеру вывески и только после этого приступает к разметке текста обратного изображения. Иными словами, он готовит матрицу под заливку. Гравирование осуществляется непосредственно на граверном станке с фрезой, имеющей цилиндрическую заточку. Органическое стекло (плексиглас) легко гравируется и не требует больших затрат на обработку.
По получении готовой матрицы лицевую сторону с выгравированными углублениями обезжиривают и покрывают изоляционным составом. После этого, перевернув в руках заготовку обратной стороной и убедившись, что надпись выполнена правильно, кладут заготовку на стол рабочей (гравированной) стороной кверху и по первоначальной разметке обкладывают ее пластинками из оргстекла любой толщины, в местах стыков прихватывая их пластилином.
Полученная таким образом ванночка готова под заливку смолой на эпоксидной основе. По затвердевании (приблизительно через 7 ч) полученную вывеску вытряхивают из формы.
Если требуется серийный выпуск одной и той же надписи, изготовленную с оригинала форму заливают техническим воском. Пользуясь такой формой, можно изготовить сколько угодно восковок. Для изготовления металлической вывески восковку помещают в резервуар формовочной машины вместе с приваренным восковым литником, обсыпают формовочной смесью, применяя виброэффект, и просушивают. После многократной заформовки с промежуточной естественной просушкой восковку удаляют из получившейся формы путем погружения в кипяток. Воск плавится при температуре 100°С и вытекает наружу. Образовавшееся в форме пространство после заформовки ее кварцевым песком в специальной литейной яме, или опоке, заполняют расплавленным металлом. Для отливки вывесок чаще всего применяют силумин — сплав алюминия с кремнием.
После охлаждения форму разбивают и полученную отливку очищают от формовочного песка или механически, или кипячением в слабом растворе щелочей. Для придания нарядности и лучшей читаемости надписи полученную монолитную металлическую вывеску анодируют и чернят. В процессе последующей механической отделки буквы отчищаются добела, а фон остается темным. Такое конструктивное решение настенных вывесок увеличивает срок их службы. При механических повреждениях букв весь текст можно занизить (сошлифовать образовавшиеся выбоины, вмятины и сколы). Повреждения основания часто остаются незаметными.
Изготовить настенную вывеску методом литья можно не только из металла, но и из эпоксидной смолы.

Изготовление изделий на эпоксидной основе
Изделия из эпоксидной смолы легче, чем из металла. Составы на основе эпоксидных смол, содержащие отвердители, пластификаторы, растворители и другие компоненты, обладают текучестью, что облегчает заполнение форм. Смолы можно смешивать с разными наполнителями (металлическими, минеральными и органическими). Преимуществом обладают металлические наполнители. На 1 ч. смолы должно приходиться не менее 2 ч. оксидов металлов. В зависимости от их содержания в составе можно добиться любой тональности, придающей готовому изделию хороший товарный вид.
При использовании эпоксидных смол, отверждающихся при нормальной температуре без воздействия внешнего давления, отпадает надобность в применении прессового оборудования. Свободной заливкой состава можно получать детали и формы весьма сложной конфигурации. Отвержденные формы легко поддаются любой механической обработке: резанию, сверлению, нарезанию резьбы, шлифованию и т.п.
Среди применяемых смол можно выделить жидкие низкомолекулярные эпоксидно-диановые смолы ЭД-16 и ЭД-20, которые обеспечивают наибольшие технологические удобства при переработке в изделия и позволяют создавать самые разнообразные материалы. Отвердителем служит полиэтиленполиамин, имеющий низкую температуру отверждения (18-20°С).
Сущность процесса изготовления всевозможных вещей методом литья по выплавляемым моделям заключается прежде всего в разработке и изготовлении формы по предъявленной мастер-модели. Допустим, что требуется изготовить форму по образцу медали (рис. 3) с целью ее дальнейшего серийного выпуска. Для этого медаль и предмет, имитирующий литник, кладут или наполовину монтируют в подмодельную плиту из органического стекла, обезжиривают бензином и после улетучивания его паров смазывают полиизобутиленом.

Рис. 3. Мастер-модель, подготовленная под заливку эпоксидной смолой: 1 — каркас; 2 — медаль; 3 — пластилин; 4 — литник
Мастер-модель, подвергшуюся предварительной обработке, с четырех сторон, как и при изготовлении настенных вывесок, обкладывают пластинками из органического стекла. Пластинки торцами приставляют к подмодельной плите и с наружной стороны пластилином делают соединительный шов. На стыках пластинки также должны быть прихвачены между собой пластилином. Внутреннюю сторону получившейся таким образом ванночки, как и саму модель, тоже подвергают обработке смазочной композицией. Затем приготовленным пока что в небольшом количестве составом эпоксидной смолы беличьей кисточкой наносят облицовочный слой, который предупреждает образование нежелательных пузырей и пор в момент затвердения эпоксидной смолы. Рекомендуется последовательное нанесение двух облицовочных слоев.
После схватывания облицовочного слоя ванночку заполняют до краев составом на эпоксидной основе. Когда состав полностью затвердеет, ограничительные планки отрывают. Получившуюся полуформу отделяют от подмодельной плиты посредством специальных толкателей (винтов), ввинченных еще до заливки состава в подмодельную плиту.
Таким же способом изготовляют и вторую полуформу с изображением обратной стороны медали. Затем, используя рельефность мастер-модели, обе половинки спаривают и фиксируют штифтами. Получившуюся таким образом форму снабжают ручками и зажимами и подают под заливку воском.
Отличительной особенностью форм, изготовленных на основе эпоксидных смол, является точное повторение конфигурации образца, что позволяет говорить о них как о формах особо точного литья.
Одним из существенных недостатков форм на эпоксидной основе является их низкая теплопроводность, что усложняет процесс изготовления большого количества восковых отливок из-за длительного охлаждения формы.
Чтобы увеличить пропускную способность форм особо точного литья, в промышленности широко используют метод гальванопластики, дающий омеднение оформляющих частей. Для этого после снятия копии на восковку или отливку из пластмассы, свинца и т.п., где это требуется, наносят электропроводный слой (окунают в раствор хлорида палладия на 15-30 мин или натирают мелкодисперсным графитом) и помещают форму в гальваническую ванну. Наращивание слоя меди производят в течение трех суток, что позволяет получить металлическую копию формы с достаточно толстыми стенками. Для удобства эксплуатации формы и придания ей красивого внешнего вида неоформляющие части формы заливают эпоксидной смолой.

Изготовление изделий с использованием резиновой формы
Самым простым, пожалуй, и самым производительным способом для изготовления больших партий поделок сложной конфигурации из легкоплавких и достаточно хорошо формующихся материалов, таких, как воск, сплав Вуда, эпоксидная смола, гипс, алебастр, цемент, глина и т. д., является литье в разъемные формы, изготовляемые на основе каучука.
По сравнению с формами, изготовляемыми из эпоксидной смолы, дерева и гипса, резиновые (каучуковые) формы обладают высоким коэффициентом упругости, что позволяет без особого труда вынимать из них готовые изделия сложной конфигурации. Массивность формы обычно рассчитывают на глаз, исходя из размеров оригинала. Однако чем толще стенки формы, тем лучше, без искажений, будут получаться отливки.
Для отверждения каучуковой массы используют катализатор марки К-1 (4 г на 100 г каучуковой массы). Чтобы масса смогла заполнить все свободное пространство, форму или полуформу, заполненную смесью, помещают между плитами гидравлического пресса и фиксируют до полного отверждения.
Бели, например, нужно снять копию с объемной фигуры (статуэтки), то на оригинале карандашом намечают линию разъема, так как форма должна состоять не менее чем из двух полуформ. Для этого к подмодельной плите из теплопроводного материала (например, алюминия) пластилином крепят фигурку так, чтобы линия разъема была параллельна основанию. Одновременно с этим на подмодельную плиту устанавливают штифты (фиксаторы), необходимые для правильной состыковки половинок изготовляемой разъемной формы.

Рис. 4. Резиновая полуформа с оригиналом (в разрезе): 1 — литник; 2 — фиксатор; 3 — оригинал (фигурка штангиста); 4 — линия разъема; 5 — каркас; 6 — каучук
Затем вокруг оригинала выкладывают каркас из алюминиевых брусков, определяющих габариты формы. Стыки промазывают пластилином. Бруски по высоте подбирают такой величины, чтобы полуформа с вмонтированной в нее фигуркой, фиксаторами и конусом, имитирующим литник, оказалась в глубине получившейся ванночки (рис. 4).
Получившуюся своеобразную ванночку постепенно заполняют растопленным техническим воском до отчеркнутой на фигурке линии разъема. Причем, если линия разъема идет зигзагообразно, то заливают до самой нижней отметки. Затем пластилином или тем же воском наращивают требующиеся зигзаги линии разъема. За неимением воска можно использовать жидкий раствор из гипса.
Дальнейшим этапом является изготовление полуформы путем заливки вмонтированной в воск фигурки каучуковой массой. Ванночку заполняют до краев и сверху прикрывают гладкой плитой, служащей основанием для полуформы. Каучуковая масса, наполненная катализатором, желируется быстро, поэтому процесс приготовления и заливки массы следует выполнять как можно оперативнее.
По истечении срока отверждения каучуковой массы каркас разрывают и снимают с фигурки получившуюся резиновую полуформу. Для высвобождения фигурки из воска подмодельную плиту окунают в горячую воду. Обмытую и протертую насухо фигурку (оригинал) помещают на свое место в полуформе.
Установив фигурку, принимаются за дальнейшее изготовление формы. Процесс изготовления другой половинки резиновой формы такой же, как и первой, за исключением лишь того, что не требуется заливки воском (гипсом). Как и в первом случае, полуформу устанавливают основанием на подмодельную плиту и обкладывают с четырех сторон алюминиевыми брусками, соответственно промазав стыки пластилином.
Затем изготовляют каучуковую массу и производят заливку. В целях экономии каучуковой массы ею заливают только облицовочный слой, а последующую заливку делают с примесью кусков обычной резины.
Для достижения высокой надежности в процессе эксплуатации собранную резиновую форму монтируют в металлическую обойму, специально изготовленную по ее габаритам. Кстати, обойма может служить и каркасом ванны при изготовлении самой формы.

Изготовление надгробной плиты
Чтобы высечь или выгравировать глубокую надпись на плите из мрамора или гранита, требуется затратить много времени. Кроме того, для этого требуются дорогостоящие инструменты: твердосплавные фрезы, алмазные головки, чугунная дробь, самокальные зубила и другие инструменты и приспособления, необходимые при гравировании на труднообрабатываемых поверхностях.
С целью экономии дорогостоящих природных материалов и инструмента в настоящее время принято не высекать надписи на плитах, а использовать тиснение — метод, значительно ускоряющий и облегчающий процесс изготовления мемориальной доски или какой-либо вывески. Это практикуется в основном на плитах, формуемых из цемента, глины, пластмасс, эпоксидной смолы и т.п.
Процесс тиснения надписи на плиту из цементной основы заключается в следующем. Залив в форму цементный раствор и дав ему несколько отстояться, гравер, пользуясь карандашом (чертилкой) и линейкой, размечает строки будущего текста. Затем крупными буквенными пуансонами обратного изображения, специально изготовленными для этой цели, производит последовательное тиснение буквы за буквой по предварительной разметке. Если основа оказалась достаточно плотной, можно слегка постучать молотком по хвостовику пуансона до получения желаемого оттиска. Оттиски должны быть глубокими, так как по завершении процесса тиснения поверхность плиты обязательно должна быть подвергнута шлифованию.
Если используется материал на основе эпоксидных смол, то тиснение начинают через 20-40 мин после заливки массы в форму. В противном случае метод холодного тиснения будет трудноосуществим. Бели же обрабатываемая поверхность из пластмассы, то перед тиснением пуансон необходимо нагреть.
Для выполнения тиснения на плитах пуансоны должны иметь длинные хвостовики. Пуансоны не обязательно изготовлять металлическими. Например, для обработки основы из цемента, глины, эпоксидной смолы можно использовать пуансоны из легкоподдающихся обработке ножом пород дерева, из органического стекла и т.п. Но вот для тиснения на пластмассе требуются пуансоны из меди, бронзы или латуни.
Опытные мастера, в совершенстве владеющие навыками построения шрифта, за неимением пуансонов пользуются деревянными или металлическими стеками.
Как известно, более тонкой отделке, чем шлифование, цемент не поддается, поэтому для придания в дальнейшем поверхности плиты товарного вида (наведения глянца) ее перед шлифованием посыпают мраморной или гранитной крошкой. Буквы в этом случае предохраняют, заполняя углубления песком или другим подходящим материалом. Крошку осторожно вдавливают в поверхностный слой цемента и так оставляют до полного затвердения основы. Затем абразивными материалами под струей воды шлифуют лицевую часть плиты и в дальнейшем полируют до блеска. После этого, вынув из углублении букв защитный материал, пропитывают их олифой и, выдержав на солнце несколько часов, заливают краской.
Надгробную плиту можно изготовить и другим способом: путем формования цементной массы. Для этого требуется достаточное количество крупногабаритных резиновых шаблонов букв конической формы. Эти шаблоны по предварительной разметке наклеивают на дно (толстый лист фанеры) каркаса, сколоченного из досок, поверх укладывают слой измельченной мраморной или гранитной крошки и заливают цементной массой.
Отделка плиты такая же, как и при тиснении на ней букв.
Надгробные памятники делают и в виде отлитых из металла бюстов. Используя метод работы с цементом и гранитной крошкой, можно без особых затрат изготовить гранитный постамент любой формы согласно эскизу заказчика. Металлический бюст, устанавливаемый на постамент, отливают чаще всего из бронзы.
С целью экономии металла, а также облегчения конструкции бюст изготовляют по
ым. Чтобы сделать его цельным (без сварки), в процессе получения мастер-модели используют карбамид.
Карбамид, или, проще, мочевина, в этом случае является незаменимым материалом. Гранулы мочевины обладают свойством спекаться в массу при нагреве, что и послужило поводом использовать мочевину в качестве модельного материала, способного переходить из твердого состояния в жидкое, и наоборот. Температура плавления мочевины порядка 120-150°С. В расплавленном состоянии мочевина имеет высокие литейные свойства, что позволяет заливать ее даже в неподогретые формы.
Формы для изготовления разовых знаков или стержней могут быть выполнены методом гальванонаращивания по каким-либо образцам или же, если это индивидуальный заказ с эскиза, — методом гравирования.
Итак, имея готовый к использованию знак из мочевины, копирующий собой полость внутри бюста, его помещают в форму, предназначенную под заливку воском под давлением для получения восковой мастер-модели, тщательно закрепив на технологически предусмотренных выступах.
Чтобы освободить внутренность полученной восковки от ненужного теперь знака, восковку помещают в ванну с теплой водой и выдерживают до полного растворения мочевины. После этого, приварив паяльником литник из воска, восковку готовят к дальнейшей операции на пути превращения модели в изделие из металла.



МЕТОД ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ В ЮВЕЛИРНОМ ДЕЛЕ | ИЗГОТОВЛЕНИЕ РЕЗИНОВЫХ ФОРМ
Теги: литье
Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!

НЕТ КОММЕНТАРИЕВ

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ