Изготовление керамического чайника методом отливки

Резцы для вытачивания  гипсовой модели называются клюшками. Основа клюшки - стальной пруток. В торце  прутка ножовкой по металлу пропиливают  паз, в который вставляется стальная пластинка и для прочности  приваривается или припаивается. Каждая клюшка имеет пластинку определенной формы - чем разнообразнее клюшки, тем удобнее ими работать. На рисунке  даны четыре разных резца, но вы можете сделать клюшки и другой формы. Так  как обрабатываемый материал достаточно мягок, нет необходимости закалять режущие части клюшек. Некоторые  мелкие резцы можно изготовить из толстой проволоки, конец которой  изгибают крючком, расплющивают и затачивают. Необходимо также заготовить прочную  стальную проволоку длиной 400-500 мм для  срезания гипсовой модели с головки  точильного станка. Чтобы проволоку  было удобно держать в руках, укрепите на ее концах две круглые деревянные ручки. Для обмера модели в процессе вытачивания применяют кронциркуль, изготовить который можно из двух стальных полосок.

Подготовив станок и все необходимые инструменты, необходимо установить на гипсовой головке станка опалубку в виде цилиндра, свернутого из плотного, пропитанного олифой или парафином картона или из нескольких слоев рулонного толя. Цилиндр в местах наложения одного края картона на другой нужно скрепить проволокой или сшить толстыми нитками. Для большей прочности опалубку можно обмотать бечевкой. Чтобы при заливке жидкого гипса раствор не просачивался в щели, в местах соприкосновения опалубки с головкой проложите тонкий валик из мягкого гипса. Высота обечайки должна соответствовать высоте вытачиваемой модели, а диаметр - наибольшему диаметру модели с припуском в 10-15 мм.

Определяя размеры модели, а следовательно, и заготовки, нужно  учитывать, что глиняная отливка  после сушки, а затем после  обжига уменьшится на 10-15%. Чтобы керамическое изделие имело после сушки  и обжига ранее запланированные  на эскизе размеры, модель нужно делать крупнее, с учетом точного процента усадки, который определяется опытным  путем. Если вы постоянно будете иметь  дело с одной и той же глиной, то и усадка всегда будет постоянной. В этих случаях при определении  размеров модели можно воспользоваться  двойным кронциркулем, кончики которого подгибаются, как показано на рисунке. Циркуль с одной стороны раздвигают до размера будущей глиняной отливки, на другой стороне расстояние между  кончиками показывает размер, который  необходимо взять на модели. Это  своеобразный масштабный циркуль, настроенный  на определенную пропорцию.

В закрепленную на головке  точильного станка опалубку налейте  доверху гипсовый раствор. Через 8-10 минут гипс должен затвердеть. Снимите  опалубку и, разметив карандашом все  основные размеры, приступайте к  вытачиванию модели. Насыщенный влагой гипс режется очень легко. В таком  состоянии его следует поддерживать до окончания точения. Подсыхающий гипс увлажняйте смоченной в воде губкой.

Добившись нужной конфигурации модели, срежьте ее у основания  стальной проволокой, а затем просушите  при комнатной температуре в  течение 2-3 суток. Мелкие модели хорошо просыхают в течение суток. Поверхность  высушенной модели пропитайте несколько  раз олифой. Чтобы модель просохла, потребуется еще не менее суток.

Модель служит основой  для изготовления литейной гипсовой формы. Простейшая форма состоит  из двух половин. Для наглядности  на рисунках гипсовый раствор для  заливки нижней половины формы окрашен  в розовый цвет, а для верхней - в желтый. Прежде чем приступить к отливке формы, со стороны донышка  в основании модели сделайте неглубокий полусферический вырез. Это нужно  для устойчивости будущей отливки.

Далее, надо установить опалубку из картона или толя, предварительно смазав разъединительной смазкой внутренние стенки опалубки и поверхности модели. Разъединительную смазку готовят из двух частей парафина и пяти частей керосина, сплавленных на водяной бане. Водяная баня - это два сосуда (скажем, две жестяные консервные банки), один больше другого. В этот большой сосуд наливается вода, а внутрь помещается малый сосуд. Таким образом, содержимое малого сосуда разогревается кипящей водой, а не прямым огнем.

Далее, налить в опалубку слой гипса толщиной 10-15 мм. Как только гипс схватится, но не потеряет пластичности (это произойдет через полторы-две минуты), установить внутрь опалубки модель и вдавить в мягкий гипс ее основание. Затем нужно долить гипс с таким расчетом, чтобы раствор оказался на уровне самых выпуклых участков тулова модели. Если уровень гипсового раствора будет поднят выше, модель невозможно будет извлечь из нижней части формы.

Сняв опалубку, необходимо вырезать ножом вдоль всего периметра фальц, который в дальнейшем станет частью замкового соединения двух половин формы. Плоскости срезов смазать разъединительной смазкой и снова установить опалубку, которую теперь уже нужно залить гипсовым раствором доверху. После затвердевания гипса снять опалубку и на боковой поверхности формы нанести риску, идущую вдоль оси формы и пересекающую обе половины формы. Это необходимо для того, чтобы при сборке формы, совместив две половины риски, можно было легко и точно соединить верхнюю часть формы с нижней. После нанесения риски затвердевшие части формы надо разъединить и извлечь из нее модель. Форму нужно досушить уже без модели в течение нескольких суток при комнатной температуре. Форма высохнет быстрее, если ее сушить около печи или у батареи центрального отопления.

Формы по моделям, где тела вращения сочетаются с другими геометрическими  телами, отливаются в той же последовательности, в подходящей опалубке. Например, форма  для декоративной прямоугольной  вазы отливается в опалубке, сбитой из четырех досок. Замковое соединение получают вырезанием в нижней половине формы, рядом с углами, конических углублений, которые смазывают разъединительной смазкой. После заливки второй половины формы гипс заполняет эти углубления. При этом образуются выступы, точно  соответствующие углублениям. При  сборке формы выступы входят в  углубления, обеспечивая точность соединения обеих половин.

 

 

 

2. Особенности изготовление изобразительной формы.

Разнообразие форм ваз, чаш, колонн и прочего потрясает воображение, пока в базе данных не соберется  пара тысяч изображений. Интересно, сто в общих чертах формы действительно повторяют друг друга. Есть книга (ссылка забыта), в которой утверждается, что все формы можно свести к тем, что получаются незначительным деформированием формы бутыли, и тем, что получаются деформированием рюмки. [15]

В наш век развитой компьютерной графики уже составлены и классифицированы математические графические пакеты форм, чтобы можно было быстро, с хорошим шагом, прорисовать основные абрисы керамическим формы.

Удобно пользоваться этими  формами для раскрепощения воображения, и для того чтобы понять – в  керамике сложно изобрести что-то новое.

Рассмотрим эту классификацию. (Приложение, Рис. 1.)

Художественную ценность представляют детали, в частности, восхитительные диспропорции. В классификации использовалась пропорции золотое сечение, симметрия, ритм. Математически добавлялись элементы диссиметрии.

Особенности использования  предлагаемой схемы классификации при ее использовании для "изобретения" новых форм: изделие должно выглядеть пропорционально не только само по себе, но и ВМЕСТЕ, например с цветами, если это – ваза, или носиком, если это чайник. То же относится к горшку. Эти и другие особенности были учтены при классификации, поэтому к ней можно свободно обращаться при надобности. (Примечание: в приложении приведены лишь некоторые таблицы классификации форм, в реальности их больше).

 

 

 

2.2. Этап 1. Обработка сырья и приготовление массы.

Для изготовления керамических изделий применяется сырье минерального происхождения — каолины, глины, кварц, известняк, полевые шпаты и др. Естественным источником минерального сырья является земная кора. [1;52]

Обработка сырья и приготовление  керамической массы сводятся к очистке  сырья от посторонних (главным образом  окрашивающих) примесей, грубому и  тонкому его измельчению, смешению в соответствии с рецептурой, тщательной переминке и вакуумизации массы. Примеси оксидов титана, железа вызывают желтоватые, сероватые оттенки черепка, а неоднородность массы является причиной образования деформаций, трещин, неровностей.

В керамической технологии тонким помолом называют помол каменистых материалов до размера частиц от 60 мкм  и менее. Осуществляется тонкий помол в шаровой мельнице мокрого помола периодического действия, являющейся основным и обязательным агрегатом для приготовления керамических масс. [1; 93]

Мокрый тонкий помол каменистых материалов осуществляется с целью: повышения их реакционной активности при обжиге керамических масс (образование стекломуллитовой фазы); повышения однородности структуры керамического черепка; отделения загрязняющих примесей (в основной слюд) при ситовом обогащении С целью повышения белизны фарфора; повышения термической я механической прочности керамики в результате снижения количества нерастворсииого кварца в черепке; повышения просвечиваемости фарфора за счет слежения пористости черепка. [1;94]

Влажность керамических суспензий  после помола в шаровых мельницах  составляет 55...60%, тогда как формовочная масса должна иметь влажность 20...25%. Для того чтобы убрать избыточную влагу, используется обезвоживание керамических масс, которое осуществляется в фильтр-прессах различных типов. Совершенствование процесса обезвоживания глинистых суспензий происходит на основе применения распылительных сушилок. [1; 70]

Далее следует промин массы.

Промин керамических масс осуществляется в глиномялках, причем в настоящее время для этих целей используют вакуумные глиномялки, в которых наряду с выравниванием массы по составу и влажности из нее удаляются пузырьки воздуха. В керамических массах содержится до 10% воздуха, заполняющего поры или адсорбированного поверхностью глиняных частиц. Воздушные пузырьки действуют как отощители и снижают пластичность керамических масс. Для промина тонкокерамических масс применяют двухвальные вакуумные массомялки. [1;71]

Для обеспечения высокой  однородности керамическая масса обычно обрабатывается в вакуумных мялках дважды.

 

 

 

 

2.3. Этап 2. Формирование изделия.

Формование бытовых изделий  производится в основном из пластичной массы и литьем из шликера (суспензии  компонентов массы в воде).

Изделия простых очертаний (тарелки, кружки, салатники и т.д.) формируют из пластичной массы влажностью 20-25% на станках в гипсовых или  других вращающихся формах посредством  шаблона или ролика. Изделия сложной  конфигурации, с тонкими стенками, рельефным или ажурным рисунком изготавливают отливкой жидкого  шликера в гипсовые формы.

Новыми прогрессивными методами производства керамических изделий  являются формование из пастообразных  масс, прессование в металлических  формах из порошков.

Возможные дефекты формовки – разнотолщинность стенки, следы  изношенных форм, попадание кусочков гипса в массу.

Формуют керамические изделия  в основном пластическим методом  и методом литья, а также полусухим  прессованием. Для формования применяют  гипсовые формы пористостью не менее 25%. В последнее время формы  начали изготавливать из масс на основе поливинилхлорида. [1; 72]

При пластическом формовании используют массу влажностью 22-24%, из которой в зависимости от формы  получают заготовки в виде пластов. Для формования применяют полуавтоматы или автоматы. При изготовлении плоских  изделий помещают глиняный пласт, который  разравнивают роликом при вращении формы. Для получения полых изделий, например чашек, заготовку массы  помещают в форму и раскатывают  специальным профильным роликом. Промежуток между роликом и формой заполняется  слоем массы необходимой толщины. Наружная поверхность изделия формуется  поверхностью формы, а внутренняя - роликом. Если на внутренней поверхности  формы имеется углубленный рисунок, то он точно воспроизводится на наружной поверхности изделия.

Методом литья в гипсовые формы изготавливают изделия  сложной формы и емкостные, например чайники, художественно-декоративные предметы. Для получения изделий  сложной конфигурации используют разъемные  формы. Для формования методом литья  готовят сметанообразную массу - шликер влажностью 34-36%. В шликер добавляют  для повышения текучести при  минимальной влажности 0,1-0,2% электролита, что обеспечивает лучшее заполнение формы. Изделия изготавливают двумя способами - сливным и наливным. [1; 73]

При сливном способе шликер заливают в разъемную гипсовую форму  и оставляют в ней на определенное время. Гипс быстро впитывает влагу, и на стенках формы откладываются  твердые частицы, которые образуют стенки изделия. Время выдержки определяют опытным путем, оно зависит от толщины стенки изделия, толщины  стенок гипсовой формы и пористости. После выдержки шликер сливают, а  гипсовую форму с изделием подвергают медленной сушке.

Полнотелые изделия сложной  формы, например ручки для чайников, крышки, изготавливают наливным способом. Шликер наливают в гипсовую разъемную  форму с соответствующими углублениями на внутренних поверхностях, где оно  полностью затвердевает.

Полусухое прессование применяют  для формирования плоских изделий  небольшой толщины, например тарелок. Подготовленную пластичную массу высушивают до влажности 2-3%, тонко измельчают и  получают порошок, в который добавляют  пластификатор. Из этого порошка  формуют изделие в металлических  пресс-формах под большим давлением (25-30 МПа). Изделия имеют правильную форму, точные размеры, более высокую механическую прочность и небольшую влажность, что значительно сокращает время сушки перед обжигом.

При формовании вследствие небрежного обращения, использования  изношенных форм и роликов могут  образоваться такие дефекты, как  деформация, волнистый край, концентрические  трещины, неодинаковая толщина изделий, неровность поверхности, подрыв носиков  и др.