plik

rzemys³owe odlewanie metali to
nie tylko wyroby z br¹zu, które,
przeciwnie ni¿ w przypadku

rzeŸby, wystêpuj¹ w znacznej
mniejszoœci, lecz tak¿e, a raczej
przede wszystkim - odlewy ¿eliwne.

¯eliwo (które pocz¹tkowo

by³o materia³em odpadowym przy
produkcji stali i nie znajdowano dla
niego wielu zastosowañ, a z powo-
du kruchoœci okreœlano mianem
„pig iron” - œwiñskiego ¿elaza)
w trakcie rewolucji przemys³owej
zyska³o coraz wiêksz¹ popularnoœæ.
Stosowany do opalania pieców
wêgiel drzewny zast¹pi³ w XVII
wieku koksem Anglik, Dud Dodley
(ew. Doodley), co zapewni³o uzy-
skanie wy¿szych temperatur wyto-
pu. Miechy, dostarczaj¹ce powie-
trza do paleniska, zast¹piono w
1760 r. pompami t³okowymi, a w
1769 r. zastosowano do ich napêdu
silnik parowy (systemu Newcome-
na). W 1811 r. zaczêto wykorzysty-
waæ gazy wielkopiecowe do ogrze-
wania kot³ów, a w roku 1824 pos³u-
¿y³y one do ogrzewania powietrza

wt³aczanego do pieca, co pozwoli³o
na podwy¿szenie temperatur i wy-
dajnoœci wytopu. W 1895 r. do na-
pêdu pomp t³ocz¹cych powietrze,
zaczêto stosowaæ motory gazowe,
które zasilano gazami piecowymi.

Wszystkie te wynalazki spra-

wi³y, ¿e w czasie panowania królo-
wej Wiktorii wytop stali i ¿eliwa
zwiêkszy³ siê ponad dziesiêciokrot-
nie, a ceny tych surowców odpo-
wiednio spad³y. W ojczyŸnie tych
wynalazków, w Anglii, powsta³o
mnóstwo popularnych wyrobów
z lanego ¿elaza, jak np. s³ynne

ODY

TECHNIK

5/2004

s z t u k a i t e c h n i k a

TEKST

ATWY

!
!

Technika odlewania, jaką

posługują się zakłady przemy-

słowe, pozornie podobna do

stosowanej przez rzeźbiarzy,

wieloma elementami różni się

od działalności twórców. Pod-

stawowy nacisk przy produk-

cji seryjnej jest kładziony nie

na koncepcję, która zostaje

opracowana na wcześniej-

szych etapach przez kon-

struktorów, lecz na jak naj-

tańsze i najbardziej masowe

powielanie wyrobu.

Przedsięwzięcie na poły artystyczne, na poły
przemysłowe - jedna z większych rzeźb odla-
nych w całości z brązu: przekrój przez wbu-
dowaną w piec odlewniczy formę konnego
posągu Ludwika XIV i jej obudowę ceglaną
(wg Boffranda).

Model woskowy konnego posągu Ludwika
XIV, z widocznymi kanałami doprowadzający-
mi i odpowietrzającymi (wg Boffranda).

Płyta modelowa z elementami powtarzalny-
mi.

Sposób zasypywania masą formierską ele-
mentów złożonych, o różnych średnicach.

Skrzynka formierska - przekrój.

A n n a K w i e c i ń s k a - U t k i n

angielskie okr¹g³e skrzynki poczto-
we, obudowy zegarów na stacjach,
s³upy latarñ ulicznych, balustrady,
a nawet mosty, jak np. budowane
przez Telforda w koñcu XVIII w.,
gdzie elementy ¿eliwne pracowa³y
na œciskanie. Obecnie ¿eliwne rury
i s³upy latarñ oraz klapy studzienek
nale¿¹ do standardu, lecz w owych
czasach by³y one szczytem nowo-
czesnoœci.

W Wielkiej Powszechnej

Encyklopedii Ilustrowanej z roku
1904, znajduj¹cej siê w zbiorach
Muzeum Techniki, jest napisane
o technologii wykonywania odle-
wów nastêpuj¹co: „Odlew o w³a-
snoœciach ¿¹danych mo¿na otrzy-
maæ przez przetapianie powtórne
surówki w piecach mniejszych”.
¯eliwo odlewa siê w formach pia-
skowych. „Piasek formierski (po raz
pierwszy zastosowa³) Jan Derby w
1706 r. (...) W jego sk³ad wchodz¹:
piasek, glina i tzw. masa. (Powinien

on byæ) elastyczny, spójny, nietopli-
wy, dostatecznie porowaty”.

„(Wyró¿niamy) piasek pla-

styczny - (gruntowy, dolny) - ziarna
kanciaste kwarcu z domieszk¹ gliny
(5 - 15%). Ziarna piasku (maj¹ œred-
nicê) 0,04 - 0,1 mm. Piasek chudy
(nale¿y) dodawaæ wody, odlew w
formie wilgotnej” (prawdopodobnie
forma nie eksploduje, gdy¿ jest bar-
dzo porowata. Przyp. red.). „Piasek
gliniasty - do form z³o¿onych, s³abo
wysuszony. Czêœæ piasku zaczyna
siê topiæ, przywiera do odlewu. Aby
temu zapobiec, do ziemi formier-
skiej dodaje siê wêgla kamiennego
drobno t³uczonego”.

„Odlewy ze stali i grube z su-

rówki, formê nale¿y przygotowaæ
z masy utworzonej z kwarcu mielo-
nego, piasku kwarcowego, szamo-
tu, ceg³y mielonej ogniotrwa³ej itp.,
a jako spoiwa - gliny ogniotrwa³ej,
zamiast wêgla kamiennego - grafitu
albo koksu mielonego”.

Wielka Encyklopedia Ilustro-

wana wyjaœnia nawet, z czego siê
sk³ada glina stosowana w odlew-
nictwie: ...(jest to) „mieszanina gli-
ny piaszczystej z materia³ami w³ók-
nistymi, organicznymi: mierzw¹
koñsk¹ krótk¹, sierœci¹, torfem,
otrêbami lub garbowinami. Nadaj¹

ODY

TECHNIK

5/2004

Model krzyżaka do wału napędowego,
do wykonania formy odlewniczej.

Widok modelu połowy krzyżaka, zamocowa-
nej na płycie modelowej, z nałożoną skrzyn-
ką formierską, zasypaną ziemią.

Przekrój przez dwie złączone skrzynki for-
mierskie, wraz z modelem, zasypane ziemią
formierską. Widoczny wlew.

Piece do wypalania form - zakłady Norblina.

Skrzynki formierskie rozłączone, model wyję-
ty. Widoczny rdzeń, zapewniający uzyskanie
pustej przestrzeni.

MINI

QUIZ

CZYT

AM,

IÊC

WIEM

Jama skurczowa to:

a) ¿argonowa nazwa formy odlewniczej

b) zapadanie siê odlewu podczas

stygniêcia

c) pêkniêcie formy spowodowane

kurczeniem siê metalu

one formie spójnoœæ wiêksz¹, a przy
wypalaniu tworz¹ drobne kanaliki,
zwiêkszaj¹ce porowatoœæ formy.
Glinê stosuje siê przy odlewie
surowcowym lub spi¿owym w
razie, jeœli forma nie nadaje siê w
skutek zbyt ma³ej porowatoœci”.
Nale¿y tu dodaæ, ¿e zbrojenie gliny
materia³em w³óknistym przypomina
techniki stosowane w ceramice.

Dalszym etapem przygotowy-

wania odlewów jest zasypanie zie-

mi¹ skrzynek formierskich, wyposa-
¿onych w otwór wlewowy (okreœla-
ny w koñcu XIX w. mianem „lej”),
oraz otwór odpowietrzaj¹cy, zwany
wtedy „dusznik”. Nastêpnie w zie-
mi formierskiej odciska siê model,
a w przypadku drobnych elemen-
tów czyni siê to wielokrotnie. Jed-
nak odciskanie 20 razy np. kolanka
wodoci¹gowego by³oby nieuzasad-
nione, a wiêc w tym celu stosuje
siê tzw. p³yty modelowe. S¹ to p³y-
ty, do których s¹ przymocowane
modele po³ówek wyrobu, wraz z
wymodelowanymi kana³ami dop³y-
wowymi i odpowietrzaj¹cymi.

Odciskanie p³yt modelowych

w ziemi formierskiej nie odbywa
siê, jak ma to miejsce w przypadku
rzeŸby, za pomoc¹ t³uczków i ubija-
ków, lecz z zastosowaniem maszyn,
tzw. formierek, które zapewniaj¹
optymalne ubicie materia³u formy,
co uzyskuje siê dziêki wprawieniu
skrzynki w odpowiednie drgania,

st¹d niektóre typy formierek okre-
œlane s¹ jako np. wstrz¹sowo-pra-
suj¹ce.

Kolejnym wyzwaniem, staj¹-

cym przed odlewnikami, by³o opra-
cowanie metod odlewania wyrobów
z aluminium, które ma tê w³aœci-
woœæ, ¿e b³yskawicznie pokrywa
siê warstw¹ tlenków. Podobnie
(choæ w mniejszym stopniu) dzieje
siê w przypadku br¹zów bezcyno-
wych i mosi¹dzów. Aby unikn¹æ
zmieszania z p³ynnym metalem
warstwy tlenków i zanieczyszczeñ,
nale¿y po³o¿yæ du¿y nacisk na
doprowadzenie metalu bez zawiro-
wañ i rozprysków. Dlatego te¿ sto-
suje siê dolne doprowadzenie meta-
lu przy u¿yciu od¿u¿laczy i filtrów.
W przypadku aluminium u¿ywa siê
równie¿ doprowadzenie boczne pio-
nowym wlewem szczelinowym o wy-
sokoœci równej lub bliskiej wysoko-
œci odlewu.

Oczywiœcie technolog projek-

tuj¹cy formê musi braæ pod uwagê
tak¿e tworzenie siê jam skurczo-
wych (zapadania siê odlewu pod-

czas stygniêcia), sk³onnoœci br¹zu
aluminiowego do grubej krystaliza-
cji przy powolnym stygniêciu, itp.

Technik¹ zupe³nie niespoty-

kan¹ przy odlewach artystycznych
jest tzw. odlewanie ci¹g³e. Stosuje
siê je w przypadku elementów d³u-
gich i o jednakowej œrednicy na
ca³ej d³ugoœci, jak np. rury kanali-
zacyjne. W takim przypadku

s z t u k a i t e c h n i k a

Model do wykonania odlewu kryzy.

Model do wykonania formy do odlewu koła
zębatego.

Wyroby Zakładów Norblina z ostatniej ćwierci XIX w. i z początku XX w.

Model drewniany do odciśnięcia w masie formierskiej oraz wyrób odlany na jego podstawie.

ODY

TECHNIK

5/2004

zamiast wykonywaæ formê ca³ego
wyrobu o d³ugoœci np. 3 metrów,
wykonuje siê formê kielicha (szer-
szego zakoñczenia rury), po czym
umieszcza siê j¹ w specjalnym
urz¹dzeniu, które powoduje kontro-
lowane osiadanie obiektu w trakcie

odlewania. I tak dolna czêœæ rury
jest ju¿ twarda, a górna nadal jest
p³ynna, pomiêdzy nimi zaœ znajduje
siê odpowiedni ch³odzony element,
spe³niaj¹cy rolê przesuwanej formy,
która nadaje kszta³t wyrobowi.
Rury wykonywane t¹ metod¹ mo¿-

na rozpoznaæ na placach budowy
po interesuj¹cej fakturze œcianek -
wygl¹daj¹, jakby mia³y zgrubnie
obtoczon¹ powierzchniê.

Oczywiœcie jest to tylko

czêœæ wspó³czesnego odlewnictwa
- obecnie najpopularniejsz¹ techni-

k¹ wytwarzania mniejszych obiek-
tów jest odlewanie ciœnieniowe
w specjalnie ch³odzonych formach
metalowych wielokrotnego u¿ytku.
Przypomina ono formowanie wtry-
skowe tworzyw sztucznych i wyma-
ga wielkich nak³adów inwestycyj-
nych, a poza faktem, ¿e przedmiot
powstaje z rozgrzanego metalu,
który w stanie p³ynnym jest wlewa-

ny do formy, w której zastyga,
z odlewaniem rzeŸb nie ma wiele
wspólnego, pomimo i¿ od niego
pochodzi.

ODY

TECHNIK

5/2004

Autorzy dziêkuj¹ Dyrekcji

Muzeum Techniki w Warszawie za
¿yczliwoœæ i pomoc w pozyskaniu
materia³ów do poni¿szego artyku³u.

Materia³y Ÿród³owe (ze zbio-

rów Muzeum Techniki): Wielka
Powszechna Encyklopedia Ilustro-
wana z roku 1904; Micha³ Skarbiñ-
ski - Projektowanie procesów tech-
nologicznych w odlewni; J. Pia-
skowski - Technologia dawnych
odlewów artystycznych.

Proces technologiczny odlewania metoda Shawa: 1 - przygotowanie materiałów ceramicznych; 2 -
przygotowanie spoiwa; 3 - sporządzenia masy formierskiej; 4 - zalanie formy mieszanką ceramicz-
ną; 5 - oddzielenie formy od modelu; 6 - wypalenie formy; 7 - wygrzanie formy (w piecu tunelo-
wym); 8 - zalewanie metalem.

Sposób odlewania małych przedmiotów
z brązu cynowego i mosiądzu: 1 - wlew głów-
ny; 2 - wlew doprowadzający; 3 - zasilacz.

z d j ę c i a M a r e k U t k i n

Wyroby Zakładów Norblina z ostatniej ćwierci XIX w. i z początku XX w.