Историята и същността на технологията
Човечеството се запознава с метал за дълго време, но най-ранните опити за получаване на отливки от него, най-вероятно, произхождат от четвъртото хилядолетие преди Христа. д. Тези допускания позволяват да се направят археологически находки в Близкия изток. Според проучванията първите форми, напълнени с течен метал, са прости вдлъбнатини на открито.
Значителен напредък в точността и качеството на отливките е постигнат от майсторите на античността не веднага. Приблизително второто или третото хилядолетие преди Христа датира от първите оцелели артефакти, които могат да бъдат приписани на скулптурния жанр. През този период кастингът става не само занаят, но и начин за създаване на изкуство на високо ниво.
Същността на технологията е в свойствата на разтопения метал (като всяка друга течност) да запълни съда, в който е бил излят. След охлаждане, завършеното леене става точно геометрично копие на кухините в резервоара. Основните стъпки са опростени:
- Продуциране от скулптора на оригиналния модел от пластмасови неметални материали.
- Подготовка на материали за леене, създаване на матрица за оригинала.
- Топенето на метала, изливането му в матрицата, охлаждане.
- Освобождаването на готовия продукт от формата, почистването и машинната обработка.
Процесът е много по-сложен, ако е необходимо да се създадат кухи отливки или повторни продукти.
Използвани материали
„Седемте древни” се отнася до списък на желязо, мед, калай, олово, сребро, злато и живак - човечеството ги познава от хиляди години. Скъпоценните метали са били използвани за изработване на бижута, а медни сплави са били основният материал за художественото леене в миналото. В новото време към тях са добавени чугун и алуминий.
Художниците през цялата си история не се ограничават само до гамата от материали за топене. Например през 19-ти век цинкът и оловните продукти са били популярни в Европа и Русия, а съвременните скулптори често се обръщат към неръждаема стомана. Класически материали за художествено леене и днес са бронз и чугун.
Бронзови сплави
Медните сплави с някои цветни метали (олово, калай, алуминий, берилий) без присъствието на цинк и никел се наричат бронз. Мед с големи количества цинк е месинг. Последният се използва главно за изработване на скулптура на шкафове и скъпи мебели и интериорно оборудване. Основният материал за художественото леене на големи и малки форми остава невидим от векове калай бронз. Неговите предимства:
незначително свиване;- висок оборот;
- нечувствителност към порьозност по време на охлаждане;
- висока топлопроводимост;
- сила;
- устойчивост на корозия;
- твърдост;
- заваряване.
Бронзовото леене е едно от най-старите изкуства . Употребата му в различни части на древния свят е повсеместна: хората, приготвени в бронзови чинии, носели бронзови бижута, използвали бронзови инструменти, прикрепени дрехи на бронзови копчета. Тази епоха е известна с изненадващо високото качество на изпълнение и безпрецедентна художествена сила на скулптурите, оцелели до наши дни. Оттогава произхожда леярската бронзова традиция, оцеляла дълго време със същото име. Разбира се, сплавите се подобряват през цялата история, но повечето от технологичните процеси на художественото леене остават непроменени.
Сив чугун
Бронз и желязо са може би най-важните материали в историята на човечеството. Не без причина те дадоха имена на две епохи на технологичната еволюция - бронзовата и желязната епоха. Тъй като желязото изискваше по-високи температури и сложни пещи, топенето на желязото човечеството овладяло малко по-късно бронз. Според известна информация чугунът е бил изсипан в Китай преди 2 хиляди години. Първите масови продукти от нея в Европа и Русия бяха бъчвите с оръдия и ядрата към тях през XV век.
Еволюцията на пещите и енергоемките горива за тях бързо направиха достъпни високи температури не само за военната промишленост. Художествената употреба на чугун започва около 1500 г. с производството на плочки за печки, паметници и фонтани. Мощен тласък за популяризирането на желязото в изкуството е бързото развитие на металургичните технологии през втората половина на XIX век и последващата индустриализация на тези събития.
За да се приготви скулптурата, сивото чугун с високо съдържание на фосфор се използва като най-евтината и отлита под формата на желязо-въглеродна сплав. Фосфорът подобрява течливостта - помага на метала да запълни напълно формата. Способността на фосфора да увеличава крехкостта на желязото за художествено леене не е от значение, както и порьозността, присъща на сивия чугун. Материалът има друго важно свойство - привлекателността на външния вид на готовия продукт.
Приложни методи
Традиционните технологии не са загубили своето значение в наше време. Тъй като главното майсторско леене се използва или в земни форми, или при леене на инвестиции. През XIX век идва горещата конкуренция между тези два метода. Първият се превърна в маса главно сред индустриалците, като се отказа от лидерството в изкуството на по-точни и скъпи леене на восъчни модели.
Леене в земята
Този метод съчетава отливане с пръст, пясък или глина. Основната разлика между двете е във формата материал. Същността на технологията е да се получи отпечатък от шаблона върху сместа с по-нататъшна промяна в неговото качество (чрез трамбоване, добавяне на свързващо вещество) и след това формиране на стробираща система в нея - канали, през които течният метал ще тече и ще се отстрани.
За да се създадат сложни обемни форми, често се използват сгъваеми шаблони, а формоването се извършва в специални композитни кутии - колби. Резултатът е силно повлиян от състава и качеството на формовъчната смес. След леене, шлаките и каналните линии се отстраняват механично.
Предимства на технологията:
- простота;
- ниска цена;
- способността да се създават отливки с големи размери и маса.
На леене на инвестиции
Този метод е популярен в древен Египет и Китай, използван е в Гърция и Рим, не претърпява големи промени през хилядолетия. Основната еволюция се наблюдава при спомагателните материали: восъкът на майстора е заменен със синтетични смеси, те започват активно да използват еластични гумени форми и т.н.
- Създаване на восъчен модел от скулптора - точно копие на бъдещото кастинг.
- Изработване на матрица - на повърхността на восъка се нанася смес от пастообразна мазилка-глина в няколко етапа.
- Формите за печене във фурната. По време на загряването, восъкът напуска плесеняса, като тече през предварително предоставените канали.
- Изливането на разтопен метал във восъчни кухини.
- Освобождаването на готовата скулптура от глинестата форма.
- Отстраняване на излишния метал от леене, шлайфане, полиране, художествено химическо третиране.
В тази форма този древен метод сега е много популярен сред художниците. Процесът на леене е сложен, ако е необходимо да се създадат репликирани продукти. След това към работния график се добавят процедурите за производство на „отрицателни модели“, чиято цел е да служат като форма за многократна употреба за восъчни отливки.
Сам по себе си, методът за формиране на инвестиционното леене ви позволява да създавате изключително висококачествени и тънки продукти от всички видове метали. Технологичните трудности могат да възникнат само при производството на големи изделия: такива задачи могат да се изпълняват само от висококвалифицирани майстори.