【转帖】樣辦製作- 失臘鑄造

joesd

首飾壓鑄工藝是由失臘鑄造發展提煉而來，已有2000多年歷史，在中國、希臘已有應用。失臘鑄造包含內容十分廣泛，以首飾澆鑄工藝為主，其中包括工藝品、金銀首飾、各類複雜花紋的玉金品。家具上的銅製品，在鐘錶行業採用失臘鑄造工藝完成首飾表、座鐘等製作過程。
失臘鑄造可完成其他工業(比如：啤胚、合金、鋼)沒法生完成的產品，無論結構形狀多麼複雜，它都可以澆鑄出來。失臘澆鑄大部分是由手工去完成，其藝術效果、立體感是任何機械都難以比美、難以生產的。材料有多樣先擇，產品可按需要可鑄金、鑄銀、鑄銅等，而澆鑄亦有缺陷，以現今科技仍未能完全解決，而且工序繁複，每一個工序都有可能為產品帶來缺陷，最常見的有砂眼、針孔、裂紋、分模線過大以及混入溶融全居中的小氣泡、小顆粒，蠟或石膏粉中的雜質。
在失臘鑄造中工藝中分為七個主要工序：
1．設計
2．製作樣板
3．製作膠模
4．製作臘模
5．製作石膏模
6．澆鑄
7．中空電鑄
1、 設計
以商業性而言，設計要符合市場要求，成本高低、加工簡易及依客戶的需求。
2、 製作樣板
樣板的製作在首飾行業稱為起板，是一個非常重要的工序，是所有制作工序的開始，一個熟練的起板工需經多年的培訓方可成熟，樣板製作工不僅需手巧，而且要心靈方能製作出體現出設計者的意圖，在某種意義上，樣板製作就是二次創作的過程。
剖析任何一件樣板，我們都可以把它看成是一些相同的部件組合而成，就像音符組成樂曲，樣板的製作就是從基本部件的製作開始的，而基本部件就是"點"、"線、"面"。樣板製作亦分很多類，但在首飾澆鑄工藝中以下兩類最常見：
1.  蠟雕
用蠟製作出樣板比製作金屬樣板容易得多，而且可製作許多非常隨意的作品，有些是難以用金屬製作的，因?蠟板製作的隨意性，制別合用蠟製作的樣板是那些不規則的抽象圖案，有些製作者甚至不事先構圖，但它的缺點是很明顯的除了只能一次性使用外，非常精細的部位或部件就難於製作。在製作蠟板時要注意樣板比產品最終尺寸略大10%，以補償膠模2%---3%的收縮變形和之後的修整、磨光。
2.  金屬樣板
金屬樣板是通常所說的原板。金屬樣板可由蠟板澆鑄而成，而可用黃銅、紋銀、金屬精製。製作金屬樣板的金屬應有較高的硬度，因為軟的金屬很難打磨得到光亮的表面，而金屬樣板只能製作的簡單的樣板，比較複雜的圖案花紋就難以達到理想的效果。
3、 製作膠模
膠模的製作過程被簡稱為割膠、橡膠模被廣泛地用於商業性的批量生產，是由於其具有彈性和可隨意切割，各種複雜的樣板都可以割出來，一個小心使用的膠模壽命可達20多年。割制一個簡單的膠模是不難的，而割制一個結構複雜的膠模則需要耐心、鑽研和實踐。膠模製作的工具和材料有：
1.  模框：通常由鋁製成，亦有鋼等其他金屬材料製成，有多種尺寸，
如表：
  
   
2.  生膠：製作膠模開始階段，使用的膠一定未經熟化的生膠，此時的橡膠具有極好的塑性，可任意剪切組合，熟化後膠模的形狀就固定下來，具有極好的韌性和彈性，除了天然橡膠以外，近年開始採用矽橡膠製作膠模。
3.  手術刀：割制膠模的主要工具，它的刀形可根據需要選用，因手術刀非常鋒利，操作時要格外小心。
4.  修模筆：實際上是一個特製的電路鐵，用來修整膠模上的缺陷。
5.  水口座：每個膠模的水口都不會太粗，為了注蠟方便都在膠模的邊緣給水口套上一個水口度，以形成一個喇叭口。
6.  熱壓機：是膠模熟化設備，在上、下壓板中裝有電熱絲，溫度可調，上壓板與螺杆連接以調整兩壓板間的距離與壓力。膠模熟化溫度一般在140℃~150℃。
膠模的製作過程：
1.  金屬樣板：將製作好的樣板焊上燒鑄線，又稱澆鑄道或水口，是以後蠟的注入和流出，其長度及位置由樣板的開關大小決定。常用的尺寸為2~3㎜，樣板放入模框之前要用溶劑擦凈，防止帶入雜質和灰塵，同時軟化橡膠的表面。
2.  生膠填入模框：選擇框的大小是由樣板的尺寸來決定。先剪下長短與框內邊相等的膠片，放入樣板，用橡樣填滿所有空間，包括樣板的所有空心位，在樣板上蓋上一層橡膠，裝框時再在兩面蓋上多層的膠片使樣板處於膠片的中心。
3.  熟化橡膠：裝好模框放在熱壓機中熟化，在一定的溫度和壓力下，生膠開始流動，充滿整個模框和樣板的空隙中，空氣被擠出。熱壓機開始工作後，熱壓機應該2~3分鐘收緊一次，共收緊4~5次，使模框徹底封閉，這樣所有的空氣才會被完全擠出，電熱溫度隨模框的大小在150℃略有調整，大模框要求略高。熱壓時間一般?30~80分鐘。
4.  割膠：熱壓好的膠模板在水中冷卻後就可以開始割膠，目的是取出樣板，使膠模形成空腔。割膠主要的工具是手術刀，在切割前要分析好樣板的形狀，計劃好應割的部位，當樣板取出後，若膠模有缺陷，就用電鉻鐵修整不完善的地方，割好的膠模要塗上滑石粉，在乾燥陰涼處保存。
4、 製作蠟模
蠟模是利用膠模鑄造出來，這個過程簡稱為注蠟。製作蠟模所用的蠟是用各種性質不同的蠟配製而成的。從而得到所需要的熔點、硬度、強度和韌性的合成蠟。無論何種蠟，總的要求是要有一定的強度，能夠完全燒盡而不留殘渣，熔化距越短越好， 製作蠟模可分為以下三大類：
1.  注射用蠟：好的注射用蠟應有較低的溶點、好的流動性、能快速凝固，有適當的彈性，易於從膠模中取出。市售的商品蠟有綠色、紅色等各種顏色以區別它們的性質。綠色蠟用得最普遍，好的蠟熔注溫度在63℃~74℃之間，溫度越低，蠟的收縮越小，注蠟溫度過高，蠟會流入膠模的割縫，吸入空氣，冷卻時形成蠟中的小氣泡。
2.  注蠟：是通過注蠟機把蠟熔化後用壓力注入膠模中，注了蠟的膠模要放置2~3分鐘。經蠟模冷卻後小心取出蠟模，注蠟時熔蠟的溫度是根據蠟的性質來調整的。而空氣壓力則根據蠟型的厚薄來調整，一般控制在4~10氣壓，厚的臘模採用較高的壓力。注蠟時，用兩片鋁片板或鋼板或有機玻璃板夾住膠模，兩手持著對準注蠟噴嘴踩下腳控開關，注蠟就開始。指示燈熄滅時，蠟模就注好了。
3.  取蠟模：把蠟模從膠模中取出的時機要掌握好，過早蠟未完全凝固，不能成形；過晚則已經硬化變脆，取出時容易破碎。注好並冷卻了的膠模放在工作臺上，用一隻手持下模，另一隻手慢慢彎曲翻開上模，而蠟模仍在下模中，再拿起下模微微彎曲就可取出蠟模了。脫下的蠟模如表面微小的缺陷，可適當修理，修理可通過補蠟和刮刻進行。  
5、 製作石膏模
  
1．種臘：所謂種蠟，就是把一件一件的蠟模有規律地熔焊在一起，充分利用模腔空間，以便批量生產。熔焊在一起的蠟模我們形象地稱為蠟樹，因熔焊流出和金屬澆鑄的通道-水口，水口象樹幹一樣把蠟模連接起來，蠟模有層次地分佈在支幹頂端。對於水口要夠粗，沒有銳角和折彎，與蠟模、支幹與主幹焊接處應平滑。形狀複雜的蠟模設置多個水口或助水口。支水口應盡可短，一般不超過15㎜，主水口則不能短於7㎜，水口的位置與澆鑄方法等因素有關。
種蠟可以按蠟棋的形狀、大小、種類安排分佈于支幹上，形狀、重量和水口形成不同的蠟應平衡地安排在支幹上。種好的蠟模不能相隔太近，否則以後製作的石膏模將會因模型腔壁太薄而破裂，種好的蠟樹一定要清洗掉表面的油漬和雜質，可用氯化碳之類的有機溶劑來清洗。蠟樹要稱重量，並做好記錄以便在澆鑄時計算相應的金屬重量。
2．灌制石膏模的準備工作
種好的蠟樹要先套上鋼筒，鋼筒的基本類別是離心機澆鑄的不帶孔的圓筒，真空機澆濤的帶的墊肩和孔的圓筒。製作石膏模用的粉劑不完全是石膏粉組成，除了25%-30%的熟石膏粉外，其他成份有方解石、石英砂、還原劑和凝固添加劑等。市面上可購的主要有進口的Romen-Vest、Kerr Scurin、Last R＆R、Ulterc-Vest和國產八達等品種，綜合廠商產品的資料一般水粉比率是水的重量為石膏粉劑重量的40%，調製粉漿應在21℃-26℃的室溫下操作。把水粉混合攪拌到石膏粉漿開始固化的時間稱為操作時間，一般為9分鐘。在這段時間內，灌好的粉筒只能靜置。
3．制漿與灌筒：制漿所用的工具、機器有稱量用的玻璃或塑膠量筒台稱，拌粉漿用的攪拌勺和攪拌缽、抽真空用的制漿真空泵，製作步驟如下：
1.  用量筒量取所需水量倒入攪拌缽中，用台稱稱取所需乾粉待用；
2.  把稱好的粉倒入攪拌缽的水中，邊倒邊用粉勺攪拌，攪拌時間為2-4分鐘，使粉漿均勻，要注意不能把水倒入粉中，而是把粉倒入水中。固化好的粉筒最好及時脫蠟烘模使用，如需存放則一定要在潮濕的氣氛中保存，以免開裂，存放時間一般不超過一周，存放後的粉模不能直接放烘燒，要用蒸汽脫蠟或在水桶中浸泡1-2分鐘再烘制。
4．脫蠟與烘模：固化好的粉筒要經過脫蠟與烘模才能用於澆鑄。脫蠟一般用電熱蒸汽，溫度可控。石膏模放入時要讓水口朝下，烘模用的電爐要求溫度可調，最高可達900℃，實際烘模溫度不應超過760℃，加熱時溫度應是逐漸升高的，達到最高溫度後要保溫3小時，使烘爐內所有石膏模溫度均勻一致之後讓石膏模溫度降至最佳溫度，如圖：
（見附件xls檔案）  
圖表5-4 標準烘臘程序
  6、 澆鑄
首飾澆鑄可分為兩大類：一是熔煉；一是鑄造。但由於溶煉操作費時，溫度不易控制，大批量生產受到限制，而鑄造是用離心機及真空吸鑄機。
離心澆鑄機是使用最普遍的機器操作步驟及要點如下：
1.  升起加熱線圈，安放好石墨坩堝；
2.  稱取所需的材料(如銅)放入坩堝內；
3.  開動加熱開關，觀察溫度變化，當銅料全部熔化後，用絕緣石墨棒攪拌均勻並除去雜質降低功率至保溫檔；
4.  迅速從烘爐中取出準備好已處於最佳鑄溫度的石膏模，安放在旋轉臂的模座上，關閉加熱開關，將加熱線圈降下，把石墨堝口對準石膏模水口蓋好機蓋，開動離心旋轉開關。此步驟一定要在最短時間內完成。
5.  要保持旋轉至熔爐完全凝固才可停機。停機後，揭開機蓋取出石膏模放在一塊鐵板上冷卻，之後可放在冷水淬碎石膏模，如不能完全淬碎，可用錘子敲打粉筒振松鑄模，鑄件表面的石膏粉可用高壓水槍沖洗，用硬毛刷刷去。
真空吸鑄機對石膏模以及模筒的要求較高，對處理堵坩堝底孔時費事，並不受歡迎。新型的自動真空吸鑄機，雖然採用傾注式澆鑄，但體積大且價格貴，亦影響了真空吸鑄機在市場上的應用。
  
7、 中空電鑄
近年來在首飾生產工藝中，中空電鑄得到發展，由於研製出新的添加劑，使這項技術逐步成熟。其實電鑄的準備工作與失蠟鑄造工藝幾乎是一樣的，只是不用製作石膏模，只對蠟模表面進行敏化處理，使蠟模表面導電，然後在特製的電鑄液中進行電鍍，完成後熔去蠟模，變形成了中空的?品。

devilboy