MODELLO creta e gesso STAMPO STAMPO RIUTILIZZABILE

MODELLO
creta e gesso
STAMPO
STAMPO A
PERDERE
FUSIONE
CESELLATURA
RIFINITURA
PATINATURA
COLORAZIONE
STAMPO
RIUTILIZZABILE
MODELLO
IN CERA
APPLICAZIONE
MATAROZZI
RICOPERTURA
STAMPI
COTTURA
STAMPI
FUSIONE
CESELLATURA
RIFINITURA
PATINATURA
COLORAZIONE
CICLO TECNOLOGICO
1. COSTRUZIONE MODELLO
2.
“
STAMPO RIUTILIZZABILE
3.
“
MODELLO IN CERA
4.
“
STAMPO A PERDERE
5. FUSIONE
6. CESELLATURA/RIFINITURA
7. PATINATURA/COLORAZIONE
1) COSTRUZIONE MODELLO
La costruzione del modello della scultura viene fatta dall’artista che commissiona alla
fonderia la riproduzione in bronzo. I materiali che normalmente utilizza sono il gesso o la creta
(argilla), quest’ultima viene maggiormente preferita in quanto più facile da plasmare.
Nel caso la riproduzione in bronzo debba avere dimensioni diverse da quelle del modello
prodotto dall’artista, si provvede a “ricostruire” un nuovo modello, sempre in creta, delle
dimensioni desiderate.
2) COSTRUZIONE STAMPO RIUTILIZZABILE
In questa prima fase si provvede alla realizzazione “a calco” di un negativo dal modello in
creta , che viene comunemente chiamato -stampo-, le cui caratteristiche devono essere tali da
permettere di realizzare su di esso varie copie in cera della scultura, ma non per la fusione della
scultura.
Per la sua realizzazione si possono utilizzare alcune tecniche costruttive che sostanzialmente
si differenziano per il materiale usato per il “contatto” con il modello in creta, cioè per il materiale
che per primo viene applicato al modello e che serve a garantire la riproducibilità dei particolari
della scultura.
Una delle tecniche usata è quella delle gomme vulcanizzabili a freddo mediante catalizzatore
(es. silicone)
Questo materiale viene applicato su tutta la superficie del modello, inizialmente utilizzandone
un impasto molto fluido applicato con un pennello per garantire una perfetta riproduzione dei
particolari; successivamente apponendo direttamente con le mani il materiale più consistente, fino
ad uno spessore di circa 1cm.
Ad avvenuta vulcanizzazione si ricopre il tutto con una camicia di gesso, di spessore di 610cm. Quando il gesso ha raggiunto il giusto grado di solidificazione si procede all’apertura dello
stampo e alla rimozione del modello.
Questo tipo di negativo può essere utilizzato più volte per la produzione di varie copie in cera,
in quanto le gomme al silicone garantiscono nel tempo una ottima riproducibilità dei particolari.
Altra possibilità per costruire lo stampo è quella di ricorrere all’uso di Gelatina o colla di
pesce
Il processo è simile a quello visto precedentemente con la sola eccezione dell’uso di colla di
pesce o di coniglio al posto della gomma al silicone. La colla viene disciolta mediante acqua calda,
con il metodo comunemente detto “a bagno maria”, e quindi applicata sul modello con pennelli ed a
mano.
Questo sistema ha costi più contenuti ma è utilizzabile solo per un numero limitato di copie
(2-3) e non garantisce una durata nel tempo.
La grande maggioranza delle fonderie utilizza stampi realizzati con la tecnica delle gomme al
silicone, in quanto sono sicuramente quelle che garantiscono la migliore qualità nel tempo.
Da entrambe le tecniche si arriva comunque ad avere uno stampo costituito da due materiali:
la gomma e il gesso nel primo, la gelatina e il gesso nel secondo, separati e separabili tra loro, dove
il materiale “a contatto” (gomma o gelatina) è quello che garantisce la qualità della riproduzione
mentre il gesso ha solo una funzione di sostegno per la parte in gomma.
Lo stampo normalmente è scomponibile in 2 o 3 parti, ognuna composta dal gesso e dalla
gomma, in modo da poterlo aprire senza danneggiare il contenuto, che in questa prima fase è
costituito dal modello in creta, mentre in seguito saranno le copie in cera del modello.
Nella costruzione di stampi da modelli con superfici particolarmente lisce e semplici da
copiare è possibile utilizzare anche esclusivamente il Gesso.
Il gesso viene mescolato con l’acqua e quindi disteso sopra il modello dopo averne trattato la
superficie con sapone vegetale disciolto in acqua, per facilitarne poi il distacco dal modello stesso.
Anche in questo caso si provvede a costruire lo stampo in più parti.
3) COSTRUZIONE MODELLO IN CERA
In questa fase si procede alla realizzazione di una copia in cera (paraffina, cera greca o
colofonia, cera naturale) del modello originale servendosi dello stampo realizzato precedentemente.
Inizialmente si ricopre l’interno dello stampo con uno strato di cera fusa - liquida- mediante
pennello allo scopo di “copiare” perfettamente i dettagli della superficie; quindi lo stampo viene
chiuso riunendo le varie parti che lo costituiscono e riempito di cera liquida; si attende poi che
questa si raffreddi fino ad ottenere uno strato di cera solidificata dello spessore di 4-5 mm lungo le
pareti.
La cera rimasta ancora liquida viene tolta capovolgendo il tutto. Poi con molta attenzione
viene successivamente aperto lo stampo scomponendolo nelle sue varie parti e la copia in cera
formatosi al suo interno viene quindi rimossa.
A questo punto si procede alla fase chiamata “ritocco delle cere “, cioè alla copia in cera
vengono rimossi tutti i difetti dovuti allo stampo non perfetto o ad altre cause non prevedibili,
aggiungendo o togliendo cera tramite l’utilizzo di stecche e spatole (fredde o tiepide).
Alla fine di tutte queste operazioni avremo ottenuto una copia in cera perfettamente uguale
alla scultura con uno spessore di circa 4-5mm, pronta per essere usata a sua volta per la costruzione
degli stampi per la fusione.
4) COSTRUZIONE STAMPO A PERDERE
Con questa operazione si costruisce uno stampo da utilizzare poi nella fusione. Questo stampo
, comunemente viene chiamato -forma-; dato il materiale (refrattario) con cui viene costruito, può
essere utilizzato una sola volta, da cui la denominazione di “stampo a perdere”.
E’ ovvio che per ogni copia in bronzo richiesta è necessario costruire una “forma”.
La prima operazione è l’applicazione alla copia in cera delle “colate o materozzi”: vengono
cioè fissati attorno al manufatto dei “cannelli di cera” o di “canna dolce” che diverranno poi i canali
di colata del bronzo fuso, in maniera che quest’ultimo possa “raggiungere” tutti i punti della forma.
Queste colate si riuniscono in uno o più rami principali, terminanti negli “imbuti di colata”.
unzione della quantità della massa fusa.
Raggiunto il giusto grado di solidificazione dell’impasto si provvede poi alla cottura delle forme
per far acquistare alle stesse la resistenza necessaria a contenere, durante la fusione, il
versamento di materiale fuso. La cottura delle forme viene effettuata in fornaci con temperature
massime di 700-800°C, che vengono raggiunte gradatamente e molto lentamenete per evitare la
rottura delle forme stesse.
Questa operazione richiede, tra la cottura delle forme e il loro conseguente raffreddamento, anche
10-12 giorni.
La cottura delle forme ha anche come risultato la combustione completa delle canne e della cera,
senza alcuna possibilità di recupero di quest’ultima.
5.2 Metodo Shell
In questo caso si provvede alla ricopertura del modello in cera, sia internamente che
esternamente, attraverso una sua immersione in un miscela refrattaria costituita da silice
colloidale e molochite (caolino calcinato).
Il modello viene quindi tolto e prima che si sia asciugato completamente viene spolverato
mediante letti fluidi di molochite a grana grossolana, in modo da incrementare lo spessore della
“camicia “ di refrattario.
Il tutto viene asciugato in tunnel ad aria leggermente calda.
Questo ciclo di operazioni viene ripetuto alcune volte fino ad ottenere uno spessore del refrattario
di circa 8mm.
Per far acquistare la giusta consistenza alla forma, questa viene quindi posta in una fornace ad
una temperatura variabile da 700 a 900°C. Nella fase iniziale della cottura, 15÷20min, la cera si
liquefa e viene recuperata al 95%, mentre nelle successive 10÷15 ore le canne ed i residui di cera
bruciano completamente.
All’interno delle forme dopo la loro cottura, qualunque sia stato il metodo scelto, rimarrà
comunque uno spazio vuoto; spazio che era occupato dal modello in cera e dalle colate e che verrà
riempito poi dal bronzo fuso durante la fusione.
5) FUSIONE
Inizialmente si provvede alla fusione dei pani di bronzo, all’interno di appositi crogioli,
sottoponendolo a temperature di 1200-1250°C; raggiunto il giusto grado di fusione si effettua la
colata del bronzo fuso all’interno delle forme, direttamente dal crogiolo o tramite siviere.
Per evitare la possibile rottura delle forme, in modo particolare quelle costruite secondo il
metodo shell,, durante il processo di fusione, in conseguenza della pressione metallostatica, queste
vengono poste in apposite fosse o in cilindri metallici riempiti di sabbia o altro materiale refrattario.
6) CESELLATURA RIFINITURA
Le forme, ormai fredde, vengono rotte ed aperte: il materiale refrattario che le costituisce
viene macinato e ridotto in polvere e potrà essere parzialmente riutilizzato, e le sculture in bronzo,
che a questo punto sono state liberate, verranno successivamente sottoposte a lavorazioni di pulizia.
Inizialmente si effettua una pulizia grossolana della scultura con asportazione del materiale
refrattario, poi si provvede alla rimozione delle “colate”, operazione di distaffatura, usando martello
e scalpello o anche frullini con disco da taglio, quindi si effettua l’asportazione del materiale
refrattario residuo manualmente, con spazzole, o con frullini dotati di spazzole.
Per una pulizia più accurata della scultura dal refrattario, in alcuni casi si utilizza anche la
tecnica della ” sabbiatura”.
Nel caso che la scultura abbia dimensioni notevoli e sia stata fusa in più parti, prioritariamente
si deve effettuare l’assemblaggio dei vari pezzi costituenti l’opera, tramite l’utilizzo di saldatrici ad
arco elettrico.
La rifinitura e la successiva patinatura, sono le fasi di lavoro che hanno come obbiettivo
quello di dare alla superficie esterna della scultura il suo aspetto definitivo.
La fase di rifinitura è comprensiva di varie operazioni e richiede parecchio tempo per il suo
completamento; tempo notevolmente superiore a quello necessario per l’espletamento di tutte le
altre operazioni fin qua viste.
Come prima operazione si asportano i resti di “colate” o comunque tutte quelle piccole
appendici indesiderate che si possono essere formate durante la fusione utilizzando frullini con
disco da taglio o semplicemente martello e scalpello.
Successivamente si provvede a ripristinare parti mancanti o difetti creatisi sempre durante la
fusione o raffreddamento tramite saldatura.
A seconda delle caratteristiche che deve assumere la superficie del manufatto (liscia, con
asperità, particolarmente cesellata, ecc) si procede alla fase di levigatura e/o cesellatura.
Per queste operazioni viene utilizzata una tipologia varia di strumenti portatili come frullini
con materiale abrasivo, flessibili, smerigliatrici orbitali ed altri, e di utensili manuali come lime ,
scalpelli, frese, piccoli trapani, lame da taglio e ferri da cesello.
Tutte queste operazioni richiedono tempi diversi per la loro realizzazione, comunque quelle in
cui vengono usati gli strumenti portatili comportano la maggior durata e la maggior produzione di
polveri.
7) PATINATURA COLORAZIONE
L’ultima fase di lavoro consiste nel “colorare” la superficie dell’opera finita ossidandola.
L’ossidazione si effettua sia a caldo che a freddo e si possono utilizzare ossidi, nitrati e solfati
di rame o di ferro diluiti e applicati a pennello.
Nella ossidazione a caldo si provvede a riscaldare la superficie con una torcia a gas.
Per dare una protezione finale all’opera si ricopre il tutto con cere naturali ed industriali.
NOTE
BRONZO
Le leghe sono soluzioni solide di due o più metalli, ottenute di solito per fusione, le cui
proprietà differiscono dai metalli che le costituiscono.
A seconda del numero dei componenti si distinguono in binarie, ternarie, quaternarie, ecc.
Dall’unione di metalli facilmente fusibili come piombo , stagno e cadmio, risultano leghe fusibili a
basse temperature.
Con il nome bronzo, nella terminologia pratica italiana, vengono indicati vari tipi di leghe di
Rame (Cu), completamente diverse fra loro per composizione, caratteristiche tecnologiche ed
impiego; anche se il termine “bronzo” dovrebbe essere riservato solo alle leghe costituite
principalmente da Rame e Stagno (Sn) con possibili aggiunte di Zinco (Zn), Piombo e Nikel (Ni).
I bronzi comuni presentano una percentuale di Sn variabile dal 3% al 20%; quelli contenenti
titolo di Sn fino al 10% presentano buone caratteristiche di lavorabilità per deformazione plastica e
pertanto possono essere laminati, stampati, trafilati; quelli a maggior contenuto di Sn sono sempre
meno tenaci col crescere della percentuale di Sn e quindi più fragili e non lavorabili plasticamente.
Il Piombo viene aggiunto alle leghe Cu-Sn in quantità variabili che vanno dal 1% al 30%, esso
non entra in soluzione in queste leghe ma rimane nella matrice come fase separata in forma più o
meno suddivisa.
A questo fatto sono da attribuire le migliori caratteristiche di lavorabilità alle macchine
utensili e di tenuta a pressione nei bronzi nei quali le aggiunte di Pb sono dell’1-5%.
Lo Zinco viene aggiunto alle leghe per migliorarne la lavorabilità per deformazione plastica,
la fluidità allo stato liquido e la loro qualità, per l’azione disossidante e di degassaggio durante la
fusione della lega stessa.
Il bronzo utilizzato nelle fonderie artistiche versiliesi, unificato secondo norme UNI, ha come
denominazione commerciale “85-5-5-5”, e si può definire lega di tipo quaternaria in quanto
costituita da Cu per l’84-86%, da Sn per il 4,5÷5,5%, da Zn per il 4,5÷5,5% e da Pb per il
4,5÷5,5%.
Questo bronzo è caratterizzato da una buona colabilità, da una buona attitudine alla tenuta
idraulica e da un’ottima lavorabilità.