CC BY
63
Библиографический список
1. Николайкин Н.И., Рыбалкина А.Л. Чрезвычайные ситуации последних лет на территории России // Безопасность в техносфере. 2009. №2. С. 4-46.
2. Тимофеева С.С. Надежность технических систем и техногенный риск. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2003. 290 с.
3. Методика оценки последствий химических аварий (Методика «Токси-2»): сборник документов. Серия 27. Вып.2. М.:
ГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортех-надзора России», 2001. 204 с.
4. РД 03-418-01 Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов.
5. ГОСТ Р 12.3.047 Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.
УДК 673.3
ТЕХНОЛОГИЯ ВАКУУМНОГО ЛИТЬЯ ПО ПРИРОДНЫМ ФЛОРИСТИЧЕСКИМ МОДЕЛЯМ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СУВЕНИРНОЙ ПРОДУКЦИИ
© И.Г. Хрущёва1
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Приведена технология изготовления сувенирных изделий с использованием технологии вакуумного литья, где вместо восковой модели применяются природные растительные элементы. Показано, какими должны быть природный материал, наносимое на него армирующее покрытие, как должны быть прикреплены литники к модели для литья. Подробно описана последовательность операций при вакуумном литье. Ил. 10. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: флористика; вакуумное литьё; дизайн; сувениры.
VACUUM CASTING TECHNOLOGY BASING ON NATURAL FLORISTIC MODELS FOR SOUVENIRS PRODUCTION I.G. Khrushcheva
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, Russia, 664074.
The technology of souvenirs production is presented. It is based on a vacuum casting technology that uses natural vege-tational elements instead of a wax model. The article deals with the features of natural material, its reinforcing coating and methods of attaching runners to the mould. A detailed description of the vacuum casting operational procedure is provided.
10 figures. 4 sources.
Key words: floristics; vacuum casting; design; souvenirs.
Сувенирные изделия обычно привозят из путешествий, дарят на торжествах и просто на память. Сувениры несут колорит места, в котором они были изготовлены или приобретены. Это может быть эмблема города, изображение памятного места, объект культуры.
Когда-то на территории Иркутской области работало несколько крупных предприятий, выпускавших именно сувенирную продукцию. Это и «Байкал-кварцсамоцветы», и «Сибирский сувенир», и Тулун-ский стекольный завод, и Хайтинская фарфоровая фабрика. Сейчас сувениры выпускают не только заводы, но и множество небольших предприятий и даже частные лица.
Главная особенность любого сувенира - быть нужным и интересным большому количеству людей. Относительная дешевизна и оригинальность - это, наверное, главные требования к сувениру. Ну и, конечно, привязка к той земле, с которой сувенир олицетворяется. В Иркутской области все сувениры чаще всего, так или иначе, соотносятся с Байкалом, с нерпой, медведем, с коренным народом - бурятами.
Заслуженный художник России, ювелир Аркадий Лодянов вывел целую формулу сувенира, согласно
которой он может очаровать покупателя по нескольким показателям. Первый - это идея. Кустарно и, может быть, даже неловко сделанная вещица, но с заложенной в ней оригинальной, яркой, дерзкой идеей, безусловно, восхитит клиента больше, чем вылизанная, но безвкусная, безыдейная безделушка. Второй показатель: сейчас, как и всегда, ценится рукоделие, искусность, мастерство, элемент штучности и эксклюзива. Третий - это разнообразие используемых материалов. Дерево, бумага, пластик, металл, камень, керамика, стекло, глина - все это используется в изготовлении сувенирной продукции, причем часто материалы обрабатываются с помощью самых разных технологий. Максимальное количество этих показателей, собранное в одном сувенире, и придает ему ценность [1].
Такие камни, как нефрит, лазурит, чароит, яшма и другие, не являются особой редкостью, их можно встретить практически на любой витрине с сувенирами Иркутска, Листвянки и других населенных пунктов области. Для того чтобы придать им эксклюзивность, не потребуется много затрат. Не изменяя форму камня, можно сделать небольшой акцент на природе Сибири добавлением к нему флористических элементов
1Хрущёва Ирина Геннадьевна, аспирант, тел: 89501006661, e-mail: [email protected] Khrushcheva Irina, Postgraduate; tel.: 89501006661, e-mail: [email protected]
в металле. Точная латунная копия листа папоротника, веточки крапивы, листьев крыжовника или же листа березы превращают любой минерал в недорогое произведение искусства.
Для того чтобы воссоздать в металле природную форму натурального растения, потребуется следующее ювелирное литейное оборудование: муфельная печь, вибро-вакуумная литейная установка, плавильная печь или кислородная горелка, термошпатель, различного диаметра опоки; а также следующие расходные материалы: сами растения (свежие, высушенные или же законсервированные), воск, аэрозольная акриловая краска, формомасса, металл и лигатура.
Технология изготовления сувениров флористической тематики:
1. Природный материал, такой как цветы и листья растений, перед тем как стать моделью для литья может находиться в двух различных состояниях: в "сыром" и "сухом" виде. Свежесорванные листья имеют более выраженную фактуру, сохраняют при литье естественную природную форму, но в таком состоянии заготовить впрок их нельзя. Поскольку при высыхании без участия человека растение приобретает нежелательную форму (изгибается относительно стебля, скручивается и ломается), его необходимо правильно высушить. Сделать это можно несколькими способами:
1) положить между страницами книги или между двумя плотно прижатыми пластинами влаговпитывающей плотной бумаги;
2) высушить в мелком просеянном речном песке или соли;
3) законсервировать в глицериновом растворе. Для этого нужно приготовить раствор из расчета одной части глицерина на две части воды и полностью погрузить в него растения на 2-3 дня.
В первом случае растение высыхает плоским, теряет объем, на поверхности заметно снижается рельефность. Во втором случае получаются объемные сухие и в то же время очень тонкие и хрупкие растения, если приложить к ним небольшое механическое воздействие, они могут рассыпаться, поэтому обращаться с ними стоит очень осторожно. При обработке третьим способом растения надолго остаются эластичными, неломкими, отлично сохраняют природный рельеф, но становятся более тонкими по сравнению со свежими.
2. Ничем не покрытые растения имеют недостаточную толщину для того, чтобы при сгорании в муфельной печи остатки модели могли удалиться через каналы литников и впоследствии расплавленный металл мог заполнить всю полость в раскаленной опоке. Поэтому, первым делом, собранные растения необходимо подготовить - утолстить с задней стороны материалом, способным впоследствии выгореть.
Так как очень тонкие и нежные лепестки некоторых цветов и другие мелкие детали невозможно обработать расплавленным воском, поскольку они сразу начинают сворачиваться, принимая форму быстро остывающего покрытия, для начала следует покрыть их слоем аэрозольной акриловой краски. Воск, нано-
симый поверх краски, перемешиваясь с ней, приобретает дополнительное полезное свойство - застывает немного медленнее, позволяя отредактировать поверхность до того, как она затвердеет. Благодаря этому можно придавать тонким лепесткам, изменившим форму под толстым слоем горячего воска, их первоначальный вид.
Таким образом, оптимальным покрытием для утолщения и упрочнения природной модели является воск в сочетании с акриловой краской:
Первый слой - краска, нанесенная с обеих сторон растения (рис. 1);
Второй слой - воск, нанесенный с помощью термошпателя, толщиной 1-1,5 мм (рис. 2).
Рис. 1. Листья крапивы, покрытые аэрозольной акриловой краской
Рис. 2. Листья крапивы, покрытые краской и воском
3. Затем к подготовленному растению прикрепляются литники, и готовая модель устанавливается на литниковой основе. Между моделью и стенками опоки, а также до резинового основания должно быть достаточное пространство (около 7 мм по краям и 12 мм от верха модели до верха формовочной смеси) [2]. Литники должны обеспечить потоку металла доступ ко всем частям модели. Чем массивнее и толще деталь, тем толще должен быть литник или их должно быть несколько. Отдельные литники нужны и очень тонким деталям, или отстоящим в стороне от всей модели, или повернутым в направлении, обратном потоку расплава. По ходу движения в полость металл начинает остывать и его поток становится слабее, следовательно, чем дальше от источника расплава находится
деталь, тем хуже она заполняется. Если литники прикреплены неправильно, то эти отдаленные участки окажутся слишком тонкими, с полостями или же вовсе отсутствующими. Таким образом, для достаточного заполнения таких участков быстрое застывание и недостаток напора потока необходимо компенсировать литниками. Для этого следует убедиться, что самая толстая деталь изделия ближе всех к центральному литнику. Такое расположение гарантирует приток расплава к детали, требующей наибольшего количества металла, и обеспечивает дополнительный источник расплава для подпитки более отдаленных деталей.
Прикрепляя литник, нужно помнить, что именно в том направлении, в каком он прикреплен, расплавленный металл и потечет, заполняя полость, оставшуюся в прокаленной форме. Понятно при этом, что через литник, стоящий под прямым углом, металл потечет неравномерно, приводя к образованию крохотных пузырьков газа, которые оставляют в металле мельчайшие раковины - явление, называемое пористостью [3].
Крепление дополнительных литников показано на примере цветка карликового георгина и листа крыжовника (рис. 3). Лист крыжовника здесь играет роль дополнительного литника, по которому металл проникает в загнутый в обратном направлении лепесток георгина.
Рис. 3. Цветок карликового георгина и лист крыжовника, покрытые аэрозольной краской и воском, установлены на литниковой основе
Рис. 4. Лист крыжовника и цветок георгина,
отливка в латуни
3. Сухая формомасса смешивается с водой до образования так называемого шликера, густоту которого можно сравнить со средней густотой сметаны, и заливается в опоку. Чтобы удалить пузырьки воздуха, затворенную формовочную смесь необходимо поместить под купол и создать вокруг неё вакуум. Для улучшения эффекта однородности смеси вакуумиро-вание проводилось на вибрационном столике. Наиболее хорошего результата можно добиться, если этот процесс занимает 9,5 минут, плюс-минус 30 секунд. Если на затвердение уйдет времени больше указанного, формовочная смесь начнет затвердевать (схватываться) раньше, чем полностью окутает модель, что приведет к появлению заливов из-за мелких трещин и разрывов, появляющихся в форме. Если времени потратится меньше, чем требуется, формовочная смесь отделится от воды, которая, поднимаясь вверх, оставит на поверхности отливки вытянутые следы в виде приподнятых ручейков.
4. Опоку следует высушить в течение 2 часов на открытом воздухе и поставить в муфельную печь воронкой вниз. Если формомасса уже подсохла (оттого, что между формовкой и удалением воска прошло много времени), воск, скорее всего, впитается в формо-массу. Однако присутствующий водяной пар воспрепятствует этому впитыванию и "выдавит" жидкий воск, поэтому сухую опоку перед удалением воска следует снова смочить водой.
5. Постепенно, согласно режиму обжига формовочной смеси, температуру в печи нужно поднять до максимально возможной отметки (для формомассы Satin Cast 20 это 732°С) и подождать, пока весь воск вытечет и прогорят остатки природной модели. Затем снизить температуру в печи до температуры заливки металла.
При долгом поддержании высоких температур из формы выгорает не только воск, но и оставшиеся от флористической модели органические материалы. Для того чтобы природная модель полностью выгорела, следует увеличить режим выжигания, например, с пятичасового до восьмичасового.
6. В ещё не остывшую после обжига опоку залить расплавленный металл. Для этого лучше всего воспользоваться методом вакуумного литья, основанном на использовании пониженного давления, которое сквозь пористую формовочную смесь втягивает расплавленный металл в литейную полость. Среди его преимуществ - то, что перед заливкой металла из полости удаляются нежелательные газы, и то, что он более безопасен, чем метод центробежного литья, где приходится работать с вращающимся механизмом.
Последовательность операций при вакуумном литье такова:
1) Перед выжиганием необходимо убедиться, что опока будет хорошо удерживать вакуум и равномерно его распределять. Для равномерного распределения вакуума нужно оставить край опоки открытым - не заливать формовочную смесь доверху, либо вырезать часть формовочной смеси после того, как она затвердеет.
2) Если предполагается использовать плавильную тигельную печь, её следует включить заранее. Продолжительность плавки зависит от количества и вида металла, от размеров и качества печи, но в среднем занимает около 10 минут. Чтобы металл лучше плавился, периодически нужно добавлять в него флюс (количество зависит от типа металла и способа плавки).
8. Удалить остатки формомассы помещением отливки в ультразвуковую ванну.
9. Провести финишные операции, такие как отбеливание, отрезание литников, шлифовка, полировка (рис. 6).
10. Прикрепить готовые отливки к камням (рис. 710). Для этого к каждому отлитому листу нужно припаять 1-2 штифта (в зависимости от размера), в камнях
а б
Рис. 6. Веточка крапивы (а), лист полыни (б), отливка в латуни
3) Установить прокаленную опоку на вакуумно-заливочный столик, снабженный прокладкой из силиконовой резины. Центр опоки должен находиться точно над отверстием для подвода вакуума. Перфорированную опоку вставляют в сконструированную особым способом вакуумную камеру, где её со всех сторон окружает разреженная атмосфера.
4) Включить аппарат и, наблюдая за показаниями манометра, убедиться, что опока хорошо удерживает вакуум. Если нет - прижать её щипцами.
5) Поднести ковш (тигель) с полностью расплавленным металлом к форме сверху и, наклоняя, залить металл в литниковую чашу непрерывной струей. Не следует выплескивать металл судорожным движением, но в то же время не стоит слишком медлить. Для того чтобы металл не остыл в тигле, не успев залиться в опоку, можно держать горелку над краем тигля так, чтобы металл вытекал сквозь пламя.
6) Спустя полминуты после заливки металла вакуумный аппарат можно выключить и отставить опоку в сторону для охлаждения. Не стоит оставлять опоку остывать на прокладке, так как это ведет к неоправданному износу резины. После того как исчезнет красное свечение цоколя отливки, опоку можно охладить в воде [2].
7. Слегка охладив форму (до исчезновения красного свечения цоколя отливки), опустить её в холодную воду, чтобы формомасса растрескалась и освободила отливку (рис.5) [4].
а б
Рис. 5. Лист вишни и цветок василька (а), веточка вишни (б), отливка в латуни с остатками формомассы
на соответствующем расстоянии проделать отверстия и посадить в них отливки на эпоксидный клей.
Рис. 7. Чароитовый шар, латунь - лист берёзы
Рис.8. Нефрит, латунь - лист папоротника
Рис. 9. Чароитовая галька, кабошоны горного хрусталя, латунь - лист полыни
Таким образом, можно получить эксклюзивную сувенирную продукцию, каждое изделие которой будет индивидуальным и неповторимым. Для тиражирования одинаковых изделий можно воспользоваться силиконовой резиной и после этапа финишных операций создать по отливке эластичную резиновую пресс-форму, с помощью которой можно будет изготавливать неограниченное количество идентичных отливок.
Рис.10. Галька яшмы, латунь - веточка крапивы
Библиографический список
1. Газета "СМ-номер-один", номер 20 от 22 мая 2008 года.
2. Мак Крайт Т. Практическое литье. Руководство для мастерской / пер. с англ.; перераб. изд. Омск: Издательский Дом «Дедал-Пресс», 2005. 164 с.
3. Калленберг Л. Моделирование из воска для ювелиров и скульпторов / пер. с англ. Омск: Издательский Дом «Дедал-Пресс», 2006. 256 с.
4. Отт Дитер. Справочник по дефектам литья и иным порокам ювелирных изделий из золота / пер. с англ. Омск: Издательский Дом «Дедал-Пресс», 2004. 91 с.
