Investmentstøping

MASTER MODELLEN
Mastermodellen lages i metall eller i voks som du støper ut. All organisk materiale kan også brennes ut, f.eks. frø, grener, til og med deler av dyr. Uansett, når du har mastermodellen klar kan du lage en gummiform. Masteren burde være helt ferdigstilt med hensyn til overflate og form, så du ikke støper ut en masse modeller du må renovere ekstra mye på. I dette eksemplet er det tatt en modell som skal være hul for å holde vekten nede. Derfor må det støpes ut to halvdeler som senere loddes sammen. Fordi voksen, og senere metallet, trenger en kanal til å flyte inn og fylle formen, loddes det på et støpeløpkanal/innløp for metallet for å fylle støpemodellene. Tinnlodd er greit å bruke siden det er lett å få vekk igjen, evnt kan løpet ligge løst i vulkaniseringsgummien. Da må det brukes en skarp kniv for å åpne kanalen helt inn til formen.

VULKANISERING
Det finnes flere typer vulkaniseringsgummi. Mange foretrekker å bruke silikon. Den gir en speilblank overflate og minsker renoveringen på de støpte smykkene. Men her finnes det også unntak. Noen ganger ønsker man en gummi som har ekstremt fleksible kvaliteter, andre ganger skal den tåle svært høye temperaturer så du kan støpe tinn rett i formen.  I dette eksemplet brukes det en halvhard silikongummi fra SRS som antakelig vil fungere i 99% av de formene du lager. Fargen er en ren bonus.

VULKFORMEN
Når smykket er pakket inn i lagene med gummi, legges hele klossen i en vulkaniseringsramme. Denne sørger for at gummiformen får en gjevn varme og et høyt trykk, - som må til for at gummien skal vulkanisereprosess der varme og trykk gjør flere lag vulkaniserings-materiale til en homogen blokk seg

Klar til å settes i vulkpressen.
 

VULKANISERINGSPRESSEN
Formen legges inn i en presse som har varmeelementer i over- og underplaten. Det er viktig å følge produsentens anvisninger med hensyn til temperatur og tid for den enkelte gummien. Det vi ikke ønsker, er at krymp-prosenten skal overstige 1-3%. Denne gummien trenger 156 C og rundt 30 min/pr lag (cm).

La formen få kjøle seg før den åpnes. Det skal ikke påvirke gummiformen med rask avkjøling og noen pleier å legge den i kaldt vann. Men det kan være greit å la den ligge og bli så kjølig at den kan håndteres uten å måtte bruke hansker. Men det er en fordel at den fortsatt er litt varn, da er den mye mykere og lettere å skjære opp.

KUTTE OPP FORMEN
For å få en stabil gummiform hvor de to delene finner tilbake til riktig posisjon, er det en fordel at flatene har en ugjevn "berg og daler" overflate. Start med å skjære to plugger, la så skalpellen skifte retning hele tiden mens du skjærer. Rundt og inn til smykket bør du passe på at delingen er jevn og på et sted der det er lett å renovere.

Det blir alltid en linje der formen deler seg. Det er viktig å få linjen som deler formen på et strategisk sted. Her er den lagt langs ytterkanten av smykkedelene, noe som sørger for at de stramme overflatene ikke blir berørt av linjen som deler gummiformen. Her kan man se hvor blankt avtrykket etter smykkedelene er. All sikk-sakk skjæringen sørger for at gummiformen låser seg i riktig posisjon og forhindrer at voksen flyter ut mellom gummidelene.

UTVOKSING AV VOKSMODELLER
Vokskjelen er en beholder som inneholder et varmeelement og er koblet til trykkluft. Normalt trenger de fleste gummiformene et trykk mellom 0,3-0,8 bar. Det er en fordel å bruke en voks som flyter godt på lave temperaturer. Er voksen for varm vil den feste seg til gummiformen, få en grov overflate og krympeGi en gjenstand for stor gløding slik at den holder på å smelte. Overflaten på metallet begynner å trekke seg sammen og blir ujevn. mer en det som er ønskelig. Alt som blir varmet opp ekspanderer og vil derfor krympe når det beveger seg mot romtemperatur.

VOKSMODELLER
Her er en vellykket voksmodell. Noen former trenger litt prøving og feiling før man finner den riktige kombinasjonen av temperatur og trykk. Den silkematte overflaten kommer av litt tilsett talkium for å få luften til å evakuere lett ut av formen når voksen skal inn. Noen ganger er det ikke ønskelig med talkium. Men med denne modellen er det lett å polere over overflaten og få en høyglans-polert overflate.

Krymp-prosenten fra mastermodellen til ferdig utstøpt modell, ligger mellom 5% og 10 % alt ettersom hvilken gummi/silikon som blir brukt.

VOKSTREET
Voksmodellene festes på en voksstamme som veies. Alle metaller og metallegeringer har sin egenvekt. Voksen har en densitet på 1 gr/cm3. 925 sølvlegeringen har en densitet på 10,5 gr/cm3. Dersom vi veier voktreet (-gummifoten) og ganger den vekten med 10,5, vil vi få vekten treet vil ha i 925 sølv. Det er viktig å huske på å legge til litt ekstra for å få en "krympefot" i innløpet (se siste bilde). Dette har to funksjoner: 1) det gir en ekstra tyngde som vil presse metallet ut i formen (nå sørger vakum for dette i støpemaskinen, men ved sandstøp er det viktig)  2) når metallet kjølner ned og stivner, vil det oppstå en liten krymp i metallen. Da virker denne klumpen som et metallreservoar som ettermater støpetreet i sekundene det stivner.

GIPSING
Vi sier at vi gipser støpetreet. Å bruke vanlig gips vil ikke føre til annet enn at du har en krakelert gipshaug i flasken (det vi trer over vokstreet). Vi bruker en form for invenstment, en keramisk blanding, som minner om gips eller flytende keramikk for støp. Den skal blandes etter pinlig nøyaktige gips-/vann-forhold. Det er også viktig å evakuere den, det er å sette den i et vakumkammer for å trekke ut mest mulig luft. Det som skjer med blandingen er at den da begynner å koke siden kokepunktet senkes under vakum. Denne maskinen gjør evakueringen og blandingen i en og samme operasjon. Blandes gipsen med en miksmaster i normal atmosfære, må den settes i et eget evakueringskammer. (Til venstre i bildet ser dere en glassklokke som står på en plate tilkoblet en vakumpumpe.)

VENTETIDEN
Etter at flaskene er fylt opp med investment/gips, skal de stå i to timer så gipsen stivner. Det er velldig viktig å merke flaskene så du vet hva slags metall og hvor mye som skal i hver enkelt flaske. Også hva som støpes. Store modeller skal ikke ha like høy temperatur på metallet eller flasken som små tynne modeller.

STØPEMASKINEN
Moderne støpemaskiner har to kammere. Et for nedsmelting av metaller øverst og et for støpeflasken nederst. Det støpes fortsatt med åpene anlegg, enten slyngestøp der det er sentrifugalkreftene som slynger metallet inn i flasken, eller med vakum rundt støpeflasken og gravitasjonen til hjelp. Ulempen med åpene anlegg er at metallet tar til seg store mengder oskygen inn i smelten. Dette resulterer i mye gødehud og porer. Moderne støpemaskiner smelter metallet ved hjelp av induksjonelektromagnetisk spenning som raskt varmer metaller ved at det dannes friksjons blant molekylene og under vakum og dekkgass (argon eller nitrogen) som ikke reagerer med flytende metall. Flasken er i et kammer med -1 bar undertrykk og metallet presses inn med opp til 3 bar overtrykk. Dermed klarer metallet å fylle selv de fineste filigransmykkene.

Her er lokket tatt til siden. Smelten er beskyttet av dekkgass som er tyngre enn luften, og ligger som en usynelig sjø over smelten. Nå er temperaturen ca 850ºC og legerigen har begynt nedsmeltingen. Roden i midten er pluggen som tetter hullet i bunnen. Føleren for termostaten ligger inni roden.

KLAR FOR STØP
Når metallet er smeltet og evakuert er det på tide å sette inn flasken. De holder en temperatur mellom 500ºC  og opp til 650ºC  når de settes inn. (Platina støpes med en flasketemperatur på 900ºC). Før det har de gjennomgått en utbrenning der voksen har fordampet på 730ºC. En utbrenning foregår ved en gradvis oppvarming over 10-15 timer alt etter størrelsen på flaskene.

Flasken er i maskinen, klar til støp.

Etter støp kan flasken godt hvile i 15-30 min før den avkjøles i kaldt vann. Tar du den for tidlig i vannet, vil krystaliseringen av metallet bli grovkornet og metallet blir også svært mykt. Det vi ønsker å få til i en støp er en finkornet krystalstruktur, som gir et mer duktilt metall som tåler mer påkjenning uten at det forårsaker materialtretthet.

VASKE UT MODELLENE
Når metallet har kjølt seg tilstrekkelig og det ikke lyser rødt lengre, er det klart for å få av gipsen. Metallet kan godt være 3-400 grader varmt. Det som skjer når vi avkjøler det i kaldt vann, er at damptrykket slår gipsen i filler og vi får ut støpetreet. Dersom det støpes med stener i smykkene, må flasken avkjøles til romtemperatur før den høytrykkspyles ren for gips.

Det ferdige resultatet; en vellykket støp uten svinn. Metallkumpen det holdes i, er ekstrametallet som ble tilsatt i smelten for ettermating. Vi bruker stammen i neste støp, tilsatt nytt metall 50/50. Klumpen, eller kongen som den også kalles, klippes av og sendes til raffineringGjenvinning av metaller gjennom mekaniske, kjemiske og elektrolytiske prosesser til rent finmetall som benyttes igjen.. Alle urenheter vil samle seg i denne og det ønsker vi ikke å ha med i neste smelt. Modellen er Kaja Gedebos "Bubbles nr 3".