Глава 1 модельные составы аля художественного и ювелирного литья

Какой бы способ литья по выплавляемым моделям ни применялся, во всех случаях создания ювелирных и художественных отливок неотъемлемой частью является изготовление исходной модели — мастер-модели. В настоящее время эту операцию выполняют художники или модельеры-дизайнеры, создающие прамодели по эскизам, рисункам, макетам. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что использование объёмного моделирования, т. е. моделирования по реальной объемной фигуре, позволяет сократить продолжительность и материальные затраты на изготовление мастер-модели. Следует отметить, что в последнее время появились способы объемного моделирования и изготовления моделей, в частности из модельного состава, с использованием компьютеризированных установок. Стоимость подобной установки ориентировочно 800 тыс. долл. США, но, несмотря на это, компьютеризированный метод получения объемных моделей широко распространяется.

Для объемного моделирования (т. е. изготовления мастер-модели обычными методами) используются различные материалы: воск, дерево, кость, металл и др. Часто методами механической обработки мастер-модель изготавливают из тех же материалов, что и будущее изделие. Для единичных изделий это единственный вариант, но для тиражирования он малоэффективен. Здесь требуется изготовление по мастер-модели формы, а по ней — восковой модели. В этом случае мастер-модель получают из любого материала, но чаще из термопластиков — лепкой или вырезыванием. Оба способа достаточно широко распространены, однако сведения о составе используемых смесей встречаются редко и часто противоречивы.

К термопластичным материалам предъявляется ряд требований: они должны быть простыми по составу и изготовлению, экологически чистыми и недефицитными, достаточно пластичными, податливыми; должны сохранять форму при длительной выдержке при комнатной температуре, иметь малую шероховатость, хорошо паяться, иметь достаточную манипуляторную прочность, быть нехрупкими, не прилипать к рукам и к форме; не должны взаимодействовать с материалом формы и легко удаляться из нее. Из импортных термопластичных материалов наиболее распространены «Красный мягкий», «Красный твердый», «Зеленый», «Синий»; их характеристики приведены в книгах Л. А. Гутова [2] и В. П. Урвачева [3]. Из отечественных можно выделить модельные материалы для лепки и вырезывания (табл. 1).

Таблица 1. Составы отечественных термопластичных смесей (1—6) для изготовления мастер-моделей различными способами

Показатель	Лепка			Вырезывание
	1	2	3	4	5	6
Содержание компонента, масс %
вощина	55	40	25	—	—	—
парафин	—	15	—	80	63	68
церезин-75	—	—	60	—	—	—
церезин-100	—	—	—	—	—	12
канифоль	15	10	15	—	—	—
воск ПВ-10	30	—	—	—	—	—
- «- ПВ-30	—	35	—	—	—	—
сополимеры*
V-108	—	—	—	20	12	—
Д-47-ХА	—	—	—	—	—	20
шеллачный воск	—	—	—	—	25	—
Температура К
канлепадения	367	350	351,6	341	345	354
затвердевания	357	337	348	332	336	339

*Сополимер этилена с винилацетатом (торговая марка СЭВИЛЕН, EVA).

Рис. 202. Узор, получаемый на поверхности восковой пластины при заливке воска в кокиль: аверс (а) и реверс (б) пластины

Рис. 203. Сплеск воска на стальной пластине

Рис. 206, а. Примеры вырезанных мастер-моделей из воска. Подсвечник «Якут», автор Р. Белолюбский

Процесс объемного моделирования заключается в том, что из разных материалов с помощью обрабатывающего инструмента (стеки, штихели, боры, диски и др.) изготавливается мастер-модель. Процесс изготовления мастер-модели за последние столетия практически не изменился, однако использование новых модельных материалов расширяет выразительные возможности процессов литья. В качестве примера следует отметить работу художника С. Микульского (он работал литейщиком на Владимирском электромоторном заводе, окончил в 1982 г. Строгановское художественное училище3, известен как автор уникальных кольчуг и шлемов, освоил технологию их изготовления). Темой его дипломной работы стали настенные часы, бронзовый корпус которых был отлит по восковой модели. С тех пор С. Микульский увлекся воском как модельным материалом.

Воск — это группа жироподобных веществ животного (пчелиный, шерстяной, спермацет), растительного (карнаубский, канделильский), ископаемого (озокерит, церезин, монтанный, или перегнанный) или искусственного (СЭВИЛЕН, EVA) происхождения, являющихся эфирами высших жирных кислот. Воск, как правило, имеет четко выраженную температуру ликвидуса (начала кристаллизации раствора, т. е. температуру появления первых кристалликов твердой фазы) и солидуса (температуру исчезновения последних частей жидкой фазы), что указывает на его кристаллическое строение в твердом состоянии. В интервале кристаллизации воск имеет большую подвижность, пластичность при определенной прочности и твердости и, главное, обладает свойством тиксотропии4. Воску можно придавать самую различную форму, достигая весьма интересных специфических эффектов (рис. 201-205).

При комнатной температуре на лепном ювелирном воске не остается следов от рук, он имеет высокие прочность, твердость и пластичность, и в зависимости от марки, хорошо лепится и режется. На рис. 206 приведены примеры мастер-моделей, вырезанных из куска воска. Подобные модели вырезают либо по эскизу, либо по чертежу. Но при большом опыте и таланте этот промежуточный процесс можно исключить. Например, С. Микульский, работающий в стиле «а 1а prima», по образу всей композиции, созданной в голове, сразу лепит и вырезает мастер-модель. Некоторые из этих моделей и литых изделий приведены на рис. 207—209. На рис. 210 приведены примеры мастер-моделей из разных материалов. После прикрепления элементов литниковой системы мастер-модель получает название «прима» (рис. 211).

Рис. 206, б. Мастер-модель грифона, автор неизвестен

Рис. 210. Примеры мастер-моделей из разных материалов: воска (подставка «Рука»), мамонтовой кости (кулон), биологической ткани (сушеный морской конек), нейзильбера (образок), серебра (серьги)

 

Рис. 211. «Примы» женских колец

________

¹ Кокиль — литейная металлическая форма многократного использования.

² С производством художественных отливок методами литья по газифицируемым, выжигаемым, растворяемым, замороженным и другим моделям, вакуумно-пленочной формовки, литья в кокиль, оболочковую форму можно познакомиться в специальной литературе, например [1—9].

³ Теперь это Московский государственный художественно-промышленный университет им. С. Г. Строганова

⁴ Тиксотропия — свойство системы переходить в твердо-жидкое подвижное состояние (при постоянной температуре) под внешним воздействием и после прекращения его восстанавливать упругопластические свойства.