Історія і суть технології
З металом людство познайомилося дуже давно, але самі ранні спроби отримання виливків з нього, швидше за все, беруть початок в четвертому тисячолітті до н. е. Такі припущення дозволяють робити археологічні знахідки на Близькому Сході. Згідно з дослідженнями, перші форми, заповнені рідким металом, були простими заглибленнями у відкритому грунті.
Значного прогресу в точності і якості виливків майстрам давнину вдалося домогтися не відразу. Приблизно другим-третім тисячоліттям до нашої ери датуються перші збереглися артефакти, які можна віднести до скульптурному жанру. У цей період лиття стає не тільки предметом ремесла, а й способом створення творів мистецтва високого рівня.
Суть технології полягає в властивості розплавленого металу (як і будь-який інший рідини) заповнювати посудину, в який його вилили. Після охолодження готова виливок стає точної геометричної копією пустот в ємності. Основні етапи спрощено виглядають так:
- Виготовлення скульптором оригінальної моделі з пластичних неметалічних матеріалів.
- Приготування матеріалів для формування, створення ливарної форми за оригіналом.
- Плавлення металу, заливка його у форму, охолодження.
- Звільнення готового виробу від форми, очищення і механічна обробка.
Процес значно ускладнюється, якщо необхідно створювати пустотілі виливки або тиражовані вироби.
використовувані матеріали
«Сімки древніх» називають перелік із заліза, міді, олова, свинцю, срібла, золота і ртуті - з ними людство знайоме не одну тисячу років. Дорогоцінні метали використовувалися для виготовлення ювелірних виробів, а основним матеріалом для художнього лиття в минулому були сплави на основі міді. У новий час до них додалися чавун і алюміній.
Художники протягом всієї історії не обмежували себе асортиментом матеріалів для плавки. Наприклад, в XIX столітті в Європі і Росії були популярні вироби з цинку і свинцю, а сучасні скульптори нерідко звертаються до нержавіючої сталі. Але класичними матеріалами для художнього лиття навіть на сьогоднішній день є бронза і чавун.
бронзові сплави
Сплави міді з деякими кольоровими металами (свинцем, оловом, алюмінієм, берилієм) без присутності цинку і нікелю називають бронзою. Мідь з великими домішками цинку - це латунь. Останню застосовують в основному для виготовлення кабінетної скульптури і дорогий меблевої та інтер'єрної фурнітури. Головним матеріалом для художнього лиття великих і малих форм залишалася незмінною протягом століть олов'яна бронза. Її переваги:
незначна усадка;- висока плинність;
- не схильність пористості при охолодженні;
- висока теплопровідність;
- міцність;
- корозійна стійкість;
- пружність;
- свариваемость.
Лиття з бронзи - одне з найстаріших мистецтв. Застосування її в різних частинах стародавнього світу було повсюдним: люди готували в бронзовому посуді, носили бронзові прикраси, користувалися бронзовими інструментами, застібається одяг на бронзові гудзики. Ця епоха відома по дивно високій якості виконання і небувалою художньої сили скульптурам, що збереглися до наших днів. З тих часів бере початок ливарна бронзова традиція, надовго пережила свій вік з однойменною назвою. Безумовно, сплави удосконалювалися на всьому протязі історії, але велика частина технологічних процесів художнього лиття залишалися незмінними.
сірий чавун
Бронза та залізо, мабуть, найважливіші матеріали в історії людства. Недарма вони дали назви двом епохам технологічної еволюції - бронзового і залізного століть. Оскільки для залізного лиття були потрібні більш високі температури і складні печі, плавку заліза людство освоїло дещо пізніше бронзи. За деякими відомостями, чавун лили в Китаї ще 2 тис. Років тому. Першими масовими виробами з нього в Європі і Росії були стволи гармат і ядра до них в XV столітті.
Еволюція печей і енергоємного палива для них швидко зробила високі температури доступними не тільки для військової промисловості. Художнє застосування ливарного заліза почалося приблизно в 1500 р з виробництва плитки для печей, пам'ятників і фонтанів. Потужним поштовхом для популяризації чавуну в мистецтві був бурхливий розвиток металургійних технологій в другій половині дев'ятнадцятого століття і подальша за цими подіями індустріалізація.
Для приготування скульптури використовують сірий чавун з високим вмістом фосфору як найдешевший і пристосований для лиття сплав заліза з вуглецем. Фосфор покращує плинність - це допомагає металу повністю заповнювати форму. Властивість фосфору підвищувати крихкість заліза для художнього лиття значення не має, як і притаманна сірому чавуну пористість. Матеріал має ще однією важливою властивістю - привабливістю зовнішнього вигляду готового виробу.
застосовувані методи
Традиційні технології анітрохи не втратили актуальності і в наш час. В якості основних майстри застосовують лиття або в земляні форми, або по виплавлюваних моделях. На XIX століття припав розпал суперництва цих двох методів. Перший став масовим в основному у промисловців, поступившись лідерством в мистецтві більш точному і дорогому лиття по воскових моделях.
Лиття в землю
Цей метод об'єднує лиття в землю, пісок або глину. Основна різниця між ними полягає в матеріалі форми. Суть технології полягає в отриманні відбитка від шаблону на суміші з подальшим зміною її якості (трамбівкою, додаванням сполучного речовини) і подальшим формуванням в ній літніковойсистеми - каналів, по яких буде надходити і віддалятися розплавлений метал.
Для створення складних об'ємних фігур нерідко використовують розбірні шаблони, а формовку виробляють в спеціальних складових ящиках - опоках. На результат великий вплив робить склад і якість формувальної суміші. Після відливання задирки і лінії каналів видаляються механічно.
Переваги технології:
- простота;
- низька собівартість;
- можливість створювати виливки великих розмірів і маси.
За виплавлюваних моделях
Цей метод був популярний ще в Стародавньому Єгипті та Китаї, використовувався в Греції і Римі, не зазнав великих змін за тисячоліття. Основні еволюції відбулися в допоміжних матеріалах: віск майстри змінили на синтетичні суміші, активно стали застосовувати еластичні гумові форми і т. П. Класичний метод лиття по виплавленої воску виглядає так:
- Створення воскової моделі скульптором - точної копії майбутнього виливка.
- Виготовлення форми - на поверхню воску наноситься в кілька етапів пастообразная гипсово-глиняна суміш.
- Запікання форми в печі. Під час нагрівання віск залишає форму, витікаючи через заздалегідь передбачені канали.
- Заливка розплавленого металу в покинуті воском порожнечі.
- Звільнення готової скульптури від глиняної форми.
- Видалення зайвого металу з виливки, шліфування, полірування, художня хімічна обробка.
У подібному вигляді цей древній метод зараз дуже популярний у художників. Процес лиття ускладнюється при необхідності створювати тиражовані вироби. Тоді в регламент робіт додаються процедури виготовлення «негативних моделей», призначення яких - служити багаторазової формою для воскових виливків.
Сам по собі спосіб формування по виплавлюваних моделях дозволяє створювати надзвичайно якісні і тонкі вироби з усіх видів металів. Технологічні труднощі можуть виникнути лише при виготовленні великих елементів: такі завдання під силу лише майстрам високої кваліфікації.