Støbning

 

Støbning indebærer

• • En model man vil have en kopi af;
• • En støbeform, som modellen kan lave aftryk i;
• • Smeltet metal, som hældes i formen;
  

Der er mange valgmuligheder inden for hvert punkt og valgene afhænger primært af:

• • modellens form
• • hvor mange aftryk, der ønskes af modellen
• • tidsfaktoren

Brændere til smeltning af metaller - propangas

Metallet skal være flydende for at kunne støbes, og det skal varmes op til ca. 100 °C højere end smeltepunktet. Guld, sølv og bronze opfører sig stort set ens, når de smeltes, og har alle en så høj smeltetemperatur (900–1.100 °C), at der kræves et brændehåndtag med turbulensbrændehoved for at kunne smelte. Er smeltepistolen ikke kraftig nok, tager det for lang tid at varme metallet op, hvorved det bliver urent - ilter, så det ikke kan flyde.

Brændere til smeltning af metaller - ilt og gas

Loddepistolen til ilt og gas kan monteres med et brændehoved til smeltning. Ilt og gas giver varmere flamme end kun gas, og den anvendes hvis der smeltes større mængder metal og/eller primært guld og guldlegeringer.

Smelteskål og smelteskålholdere

Der bruges en smelteskål til hvert metal for ikke at blande metallerne og dermed ændre på lødigheden. Desuden kan rester af et metal opføre sig som urenheder i et andet metal, hvorved smeltning kan blive vanskelig/umulig.
Når en ny smelteskål tages i brug første gang, skal man for at tage spændingerne i det keramiske materiale varme den op på alle fire hjørner til den er rød. Undlades dette er der større risiko for at skålen vil revne. Smelteskålen skal herefter brændes ud med borax. Drys borax i skålen og varm op til der dannes et tyndt glasurlag over hele skålen. Det vil hindre metallet i at hænge fast i skålen.

Borax Antiiltningsmiddel

For at hindre iltning af metallet under opvarmning må der tilsættes et ”antiiltningsmiddel” f.eks. borax.

---

Smeltning af metaller

Når metallet smeltes skal flammen bevæges/flyttes i forhold til smelteskålen, indtil man finder den optimale ydelse - dvs. den afstand, hvor metallet smelter hurtigst. Ved smeltning skal man være opmærksom på følgende:

• • Opvarmning skal ske hurtigt for at undgå iltning.
• • Der må ikke være små »øer« af urenheder eller usmeltet metal i det flydende metal.
• • Når metallet er flydende vil overfladen trække sig sammen og hæve sig op til en flad halvkugle.
• • Overfladen skal være helt blank, og fri for tåge/film (slagger). De kan brændes bort ved at bevæge flammen hen over overfladen.
• • Når metallet er flydende, fortsætter man med at varme et kort øjeblik, inden det hældes i formen.
• • Bliv ved at varme på metallet, mens det hældes i formen.

For at sikre optimal udnyttelse af varmen under smeltning, kan der sættes molersten eller skamolexplade op omkring smelteskålen.

Støbning i indgods

Guld og sølvrester og kan smeltes og hældes i en indgods form af jern. I indgodsen støbes en såkaldt ”ten”, som derefter valses og trækkes til tråd. Der kan støbes tene med forskellig diameter typisk 2, 3, 4, 5 og 6 mm. Der kan også støbes plader.
En indgods består af to halvdele, der samles med en skruetvinge. Inden man tager formen i brug første gang anbefales det, at file en rille i bunden af den ene halvdel ud for hver rille, således at den luft, der er i formen, når det smeltede metal hældes i, kan slippe ud.

For at metallet får en glat overflade og lettere løber ned i indgodsen, skal begge halvdele belægges med et jævnt lag sod. Formen holdes ind over et stearinlys og drejes rundt til den er sodet. Der må ikke være områder, i de riller der skal benyttes, som ikke har fået sod.

Indgodsen stilles på støbebordet. Stilles den en anelse på skrå løber metallet lettere ned – dette gælder især ved støbning af plader. Indgodsen er fremstillet af jern, og for at metallet ikke skal kastes tilbage, af den kondens, der dannes i bunden af indegodsen, når det varme metal rammer den kolde form, skal formen være godt varm, når det hældes i. Det sidste man gør når metallet er lagt i smelteskålen er at varme indgodsen grundigt op.

Metallet lægges i den glaserede smelteskål. Er metallet snavset renses det først i 10 % svovlsyre, hvorefter det krasses med messingbørste og sæbevand. Evt. urenheder kan gøre smeltningen vanskelig. Med en turbulensbrænder varmes metallet op til mat mørkerød, og der tilsættes et lille fingerdrys borax for at hindre at metallet ilter.
Metallet varmes nu op til smeltepunktet. Man skal sikre sig, at indgodsen stadig er varm, og man kan flytte smelteskål og brænder tæt hen til indgodsen, så varmen også rammer den. NB! Forsigtig - er indgodsen ikke varm nok, vil metallet kastes voldsomt tilbage, når det rammer den.

Når overfladen på metallet er helt flydende bevæges smelteskålen let, så metallet ”kører” lidt rundt for at få bundvarme i smelteskålen. Smelteskålen og brænder følges hele tiden ad – så metallet ikke afkøles, og de føres op til indløbskanalen. Smelteskålen kan evt. hvile på kanten af indgodsen, når metallet hældes i.

Åbning af indgods

Indgodsen kan straks åbnes – men den er varm! Tenen afkøles straks i vand. Skal den senere valses/trækkes udglødes den for at opnå ensartet homogent metal. Tenen lægges 10 min. i 10% svovlsyre - krasses med messingbørste og sæbevand. Tenen files for evt. grater.

---

Cire perdue - tabt voks

Cire Perdue støbning eller ”tabt voks” er en støbeteknik, hvor der fås et nøjagtigt aftryk af en model, uden begræsning af modellens form. Modellen fremstilles af voks som indstøbes i gips. Gipsen størkner og sættes i ovnen, så voksen brænder væk. Modellen fremstår nu som et hulrum i gipsen, og når det smeltede metal hældes i fås et nøjagtigt aftryk voksmodellen. Der kan støbes mange modeller ad gangen.
Har man én model man vil have mange aftryk af fremstilles en gummiform med aftryk af modellen. I denne form støbes det antal voksmodeller man måtte have brug for.
Når det smeltede metal hældes ned i gipsformen, anvendes enten vakuum, damp eller centrifugalkraft, for at sikre metallet fordeler sig i hele formen.

Voksmodel

Voks findes i mange forskellige hårde og bløde kvaliteter og profiler. Helt tynde plader og fine tråde, der kan modelleres med en lille voksloddekolbe, knive, spatler m.v. - og firkantede blokke og ringprofilblokke, der saves, files og slibes. Voks saves bedst med en speciel rund voksklinge, konstrueret så voksen ikke smelter og klingen sætter sig fast. En alm. grov fil kan evt. klare det første arbejde, men specielle voksfile, hvor voksen ikke sætter sig fast gør arbejdet lettere. Ringe skralles indvending ned til ringstørrelse med en ringstok monteret med klinge.
Overfladen på modellen skal have den samme finish man ønsker på den færdige støbning. Ellers bruges efterfølgende unødig tid på renovering af det støbte. Slibesvampe giver en fin finish, og med rensebenzin på en klud smeltes overfladen så at sige sammen.

Indstøbning i gips

Modellen skal støbes ind i gips - det skal være specialgips bereget til cire-perdue-støbning. Gipsen hældes i en cuvette af jern. Anvendes vakuum er det en cuvette med huller - anvendes centrifugalkraft eller damp - en cuvette uden huller.

Bunden af cuvetten er af gummi, og i midten monteres en vokspind, der senere skal danne indløbskanalen. På hver model monteres med en voksloddekolbe et indløb, og dette indløb sættes på det store indløb i midten. De sættes en smule skråt opad. En gummimanchet sættes rundt om, så den flydende gips ikke løber ud af hullerne. Gipsen blandes nøjagtigt i de på produktet angivne forhold. Der kan give problemer, hvis ikke gipsen blandes korrekt.

For at få alt luft ud af gipsen, inden det hældes i, sættes kanden med gips ned i vakuumbeholderen. Beholderen lukkes lufttæt, og der sættes tryk/sug på via en kompressor som er forbundet til beholderen. Gips hældes i. Cuvetten sættes i vakuumbeholderne for at fjerne det sidste luft fra gipsen, og skabe en ensartet homogen masse. Efter nogle timer er gipsen størknet, og bundet kan tages af. Metallet lægges klar i smelteskålen. Den varme cuvette anbringes i vakuumbeholderen.  Metallet smeltes og hældes i. Cuvetten lægges straks i en spand med vand således at gipsen opløses.

---

Sandstøbning

Sandstøbning er en enkel støbeteknik som giver mulighed for at lave mange afstøbninger af den samme model, men hver støbning, kræver sit arbejde med klargøring af støbeformen. Sandstøbeteknik kan anvendes til støbning med guld, sølv, bronze og tin.

Støbeform og støbesand kan bruges igen og igen, når blot det tynde brændte lag sand skrabes bort efter støbning. Det er vigtigt, at sandet opbevares lufttæt, så det ikke tørrer ud. Når man har brugt sandet mange gange, vil noget af olien være fordampet, og der kan tilsættes ny olie.

Modeller til sandstøbning kan fremstilles i mange forskellige materialer, f.eks. Cibatool formblok, protoplast eller cernit/fimoler. Der kan også bruges naturting - sneglehuse, små grene m.v. Krav til modeller, som skal være opfyldt, for at give en vellykket støbning:

• • Modellen skal kunne holde til at blive trykket ned i det hårde sand, uden at gå i stykker.
• • Modellen må ikke være spinkel, så den efterlader et aftryk af tynde linier i sandet, da det smeltede metal let skal kunne løbe hele formen rundt, og nå at fylde den ud inden det størkner. Der skal overalt være god passage for metallet.
• • Modellen skal have "slipform", - dvs. den skal kunne trykkes ned i sandet og trækkes op igen, uden at der trækkes sand med. Dvs. at de lodrette linier skal være udadgående, medens de vandrette kan være både udad- og indadgående.
• • Modellen må ikke efterlade et aftryk i sandet, hvor sandet står i små »øer«, mindre end 3-4 mm, fordi der skal en vis portion sandkorn til for at det kan holde sammen.
• • Gennemgående huller i f.eks. massive kugler eller øskner og øjer til ophæng, laves ikke i modellen, men fremkommer i stedet ved, at der i sandstøbeformen placeres en grafitstang, hvor hullet skal være, og som blokerer for det smeltede metal.
  

Fremstilling af modeller til sandstøbning

Modelmaterialet kan være Cibatool formblok, der er let at bearbejde med sav, fil, bor og fræsere. Modellen tegnes op på formblokken og saves ud med guldsmedesaven. Fingerringe skal laves et ringmål mindre, da der som regel skal files og slibes indvendig i den støbte ring. Formblokken er så blød, at der kan skæres i den med en kniv, og efter savningen kan formen evt. rettes til med en kniv. Det er vigtigt, at file modellen omhyggeligt, da det er lettere at file i formblokken end i det færdig støbte.
Modellen slibes med slibepapir til alle filespor er væk, og den er helt glat og jævn. Jo bedre forarbejde, jo nemmere bliver renoveringen af det støbte.

Støbeforme

Der fås to størrelser støbeforme, der begge har hul i kanten af formen, hvor indløbskanalen skal placeres, når formen bruges lodret. Den kan også anvendes vandret, hvis modellen er flad, i givet fald laves indløbskanalen direkte ned i sandet midt i formen.

Den halvdel af formen som har den høje kant indvendig placeres med kanten nedad på et plant underlag, og fyldes med støbesand. Fyld hele formen op, og tryk sandet godt ned i formen. Bank sandet godt fast med en plasthammer. Sørg for at hullet til indløbskanalen bliver fyldt godt og tæt. Med en lineal skrabes overflødigt sand bort, så der opstår en jævn flade. Formen vendes om, og fladen, hvor modellen skal trykkes ned, skal nu være helt plan og tæt pakket af sand.

Modellen pudres med lidt talkum og placeres i formen. Talkum forhindrer sandet i at hænge fast i modellen, når den trækkes op igen. Modellen placeres altid så der kan blive en pæn, jævn ikke for lang indløbskanal. Har modellen en for- og bagside, vendes forsiden opad, da der kan bankes hårdere, når der fyldes sand i formens anden halvdel.

Modellen trykkes halvt ned i sandet - til slipform.Trykkes den længere ned end slipform, kommer sandet ind over modellen, og den vil så trække sand med op, fordi den går indad igen. Sandet rundt om modellen trykkes forsigtig til med en rund, flad genstand eks. et stykke meterstål. Jo større emne, jo mere vil sandet bule op, og jo mere skal der trykkes ned.

Drys talkum ud over hele formen, og fordel det med en pensel. Pust let på formen, så oveskydende talkum forsvinder. Formen samles. Fyld op med støbesand. Vær omhyggelig at modellen ikke forskubbes.

Sandet bankes til med plasthammeren. Jo hårdere der bankes, jo tættere vil sandkornene ligge og jo glattere overflade får det støbte. Formen åbnes. Brug evt. en kniv til at løsne kanten. Modellen fjernes forsigtigt med en pincet.

I begge halvdele skæres en indløbskanal ned til modellen. Fjern så meget sand at hele hullet i formens kant er fri for sand. Indløbskanalen må ikke være for smal, jo større indløbskanal, jo lettere er det at støbe. Indløbskanalen skal være jævn og glat. Med et bor laves mindst to luftkanaler, for at luften nede i formen, ikke skal blokere, når det smeltede metal hældes i. Bor et hul igennem sandet et stykke fra modellen, og træk en rille fra hullet hen til modellen. Luftkanalerne skal gå opad, så det smeltede metal ikke løber ud.

Formen samles igen, og der sættes en limklemme på hver side af formen, for at sikre at den forbliver sammen, når metallet hældes i.

Metallet lægges i smelteskålen - beregn 15 g sølv for hvert gram Cibatool modelmateriale, og læg ca 10-15 g oveni til indløbskanalen. Den ekstra mængde, der beregnes til indløbskanalen, er med til at »presse« den mængde, der er beregnet til selve modellen ned, så det kommer rundt i hele støbeformen.     Metallet varmes op, og når det begynder at antage mat mørke røde farve, tilsættes et lille fingerdrys borax, for at hindre iltning af metallet. Borax skal i, inden metallet smelter!

Når metallet er helt flydende, bevæges både smelteskål og flamme hen til støbeformen, og hældes i med et "rask tag". Lad evt kanten af smelteskålen hvile på støbeformen, så der kan hældes nøjagtigt. Bliv ved med at varme indtil det hele er løbet ned i støbeformen - flyttes flammen vil metallet straks begynde at størkne. Støbeformen kan åbnes straks, men pas på den kan være varm!

Emnet afkøles i vand og lægges i lægges i 10 % svovlsyre i 10 min.- krasses med messingbørste og sæbevand.

Indløbskanalen og det metal der evt. løbet ud i luftkanalerne saves af, hvorefter modellen files, smergles og overfladebehandles. Det brændte sand skrabes bort, og resten gemmes i en lufttæt beholder til næste støbning.

Tips

• Der kan loddes på de støbte emner, men de kræver, som regel lidt mere varme, end man regner med, fordi de er massive.
• Bemærk, at der kan være små lufthuller i støbningen - prøv om de kan files væk, hvis der er for mange, og for store, kan man være nødsaget til at lave støbningen om.

---

Tinstøbning

Tin er et blødt og smidigt hvidt metal, der smelter ved kun 232 °C. Tin lader sig let smelte med en loddepistol eller en bunsenbrænder, og den lave smeltetemperatur gør tin meget velegnet til støbning. Når der støbes med tin, kan støbeformene være fremstillet af mange forskellige materialer bl.a. silikone, skamolexplader, træ, stanniol og fedtsten, men også sandstøbeforme.

Til støbning kan anvendes:

• • Støbetin, rent tin;
• • Støbetin, 92% tin, 6% antimon, 2% kobber;

Tin, der legeres med antimon, er ikke så blødt som rent tin. Rent støbetin må anvendes til støbning i skoler og institutioner.

Udstyr og værktøj

Alt værktøj, der anvendes til tinarbejde, bør holdes adskildt fra værktøj til sølv-/guldarbejde, da blot ganske lidt tinstøv/spåner ødelægger både sølv og guld, hvis det varmes op til temperaturer over 250 °C. Arbejde med tin skal derfor altid holdes adskilt fra arbejde med ædelmetaller.

Bearbejdning af tin

Tin er meget let at save og file i. Der kan med fordel vælges en grov klinge.
Tin sætter sig let fast i filen, så fyld filen med kridt, inden der files på tin, og rens den ofte for ”lus” med et stykke kobber eller en filebørste. Der kan loddes på tin med tinlod og loddefedt.

Overfladebehandling af tin

Tin kan smergles, slibes og højglanspoleres som sølv, og det kan matteres med f.eks. ståluld. Tin kan farves mørkt med salpetersyre (1 del syre : 5 dele vand). I løbet af få min. vil det give en mørk overflade, hvorefter tinnet skylles grundigt i vand.
Når tin påvirkes af luften ved alm. stuetemperatur, overtrækkes det af en tynd gennemsigtig hinde af oxyd, som gør at overfladen ikke ”løber an”, som det kendes fra sølv. Det tager ca. 14 dage, inden tinnet er belagt med denne hinde. Man kan forcere denne proces ved at lægge tinnet i en sulfoopløsning (styrke som ved opvask) i ½-1 time, hvorefter det tørres af.

Smeltning

Støbningen skal altid foregå på et ildfast underlag f.eks. en skamolexplade. Brug ikke den samme plade til sølvstøbning /lodning.
Tin kan smeltes i en speciel tinstøbeske, eller smeltes i en keramisk smelteskål, der sættes på smelteskålsholder. Til smeltning anvendes loddepistol eller microbrænder. Tin kan også smeltes over en bunsenbrænder, hvortil der fås trefod og en holder til tinstøbeskeen. Til rensning af tin under opvarmning anvendes ammoniumklorid.

Støbeform af silikone

På grund af tins lave smeltetemperatur, kan der anvendes støbeforme af silikonegummi. Silikonegummien, der skal blandes med hærder, er let at have med at gøre, og giver mange muligheder for at lave lukkede støbeforme af selv mere detaljerede emner. Der kan støbes mange gange i en form af silikonegummi – op til 100 gange.

Støbemodel - indstøbning af similisten

Tins lave smeltetemperatur betyder bla. at der kan støbes similisten (glassten) ind i modellen. Modellen saves ud i cibatool formblok eller andet modelmateriale. Modellen files og slibes, og der bores hul til stenen med et bor, 1 mm mindre end stenens diameter- bor hele vejen gennem modellen. Med en fattefræser i samme form og størrelse som stenen fræses ned, til stenen ligger lige under overfladen. Der skal nu monteres en indløbskanal på modellen. Her anvendes et stykke 3 mm kobbertråd, som limes på med 10 sek. lim.
Silikoneformen støbes i en ramme af aluminium. I rammen er indvendig monteret en kegleform, der bliver indløbshullet i silikoneformen. På denne kegle limes modellens indløbskanal fast. Modellen placeres så den står vinkelret på aluminiumsrammen, og modellens midterlinie tegnes op udvendig på rammen. Dette for at huske modellens placering, når formen senere skal skæres op. På hver side af aluminiumsrammen sættes en plade, som holdes på plads af en limklemme - støbeformen er nu klar til at silikonen kan blandes.
Silikonen skal blandes i et meget nøjagtigt forhold for at opnå den rette konsistens og hærdetid. Straks efter silikonen er blandet skal den hældes i formen. Hæld langsomt for at undgå luftbobler. Når formen er fyldt, bankes der let på den, så luftbobler kan stige til overfladen. Bank til der ikke ses flere bobler. Silikonen skal tørre i 3–4 timer ved ca. 20 ºC, inden formen kan skilles ad.
Først efter 3-4 dage er silikonen hærdet helt, og det anbefales at lade formen hvile så længe.
Midterlinien, der var tegnet på aluminiumsrammen føres over til silikoneformen, inden opskæringen påbegyndes. Formen skæres op med en skarp skalpel.
Øverst på silikoneformen kan tegnes en let bølget linie, som følges i stedet for midterlinien. Dette giver en mere præcis samling af formen, når der støbes. Begynd opskæringen foroven. Det kegleformede hul - indstøbningshullet, kan skæres lidt større, hvilket kan gøre det nemmere at hælde tinnet i formen. Formen åbnes og modellen tages ud. Før formen lukkes placeres stenen. Formen holdes sammen med et gummibånd. Skær et hak i hvert hjørne af formen, så gummibåndet holdes på plads.

Støbning med tin

Tin lægges i smelteskålen og varmes op. Brug ikke for stærk varme, det smelter meget hurtigt. For at undgå urenheder kan der drysses ganske lidt ammoniumklorid på det smeltede tin. Det renser overfladen og holder tinnet ren.

Urenheder kan også fjernes fra overfladen med en grafit- eller glasstang. Varm op til alt tin er smeltet, og det er helt flydende, vent et øjeblik – til det næsten er størknet igen - og varm så ganske kort, inden det hældes i. Formen fyldes helt op. Lad det overskydende tin sidde i skålen. Det kan smeltes med næste gang der støbes.

Tinnet må ikke være for varmt, når det hældes i formen, så kan der være problemer med at få det til at løbe ned. Er tinnet for varmt, udvider det sig også mere og modellen svinder mere. Når tinnet er hældt i, kan man banke med et par lette slag på formen, så det løber helt ned, og evt. luftbobler stiger til vejrs.

Da tin er længe om at størkne, skal man vente et par minutter, inden formen åbnes. Formen bliver varm, og hvis der støbes flere gange hurtigt efter hinanden, kan den blive så varm, at tinnet ikke vil løbe ned, og formen må stå og køle, inden der støbes igen.
Indløbet saves af, og modellen files, slibes og overfladebehandles.