Литьё бронзовой скульптуры: литейный процесс по выплавляемой модели (cire-perdue), шаг за шагом

Бронзу отливают методом по выплавляемой модели уже более 6000 лет, и основные шаги остаются неизменными: модель становится формой, воском, керамической оболочкой и, наконец, расплавленной бронзой, заливаемой примерно при 1150 °C. Это точный с точки зрения литейного производства разбор каждого этапа от глины до готовой патины — а также сплавы кремнистой бронзы, которые мы действительно используем, как монументальные работы разбивают на секции и сваривают, и реалистичные сроки. (Если вы всё ещё выбираете между металлами, см. наше руководство по нержавеющей стали и бронзе; эта статья — о том, как изготавливается сама бронза.)

Что такое литьё по выплавляемой модели (cire-perdue)?

Cire-perdue по-французски означает «потерянный воск» — восковая модель заключается в термостойкую форму, затем выплавляется и выжигается, оставляя полость, в которую заливается расплавленная бронза. Художественная бронза использует непрямой метод: с оригинала снимается многоразовая силиконовая форма, поэтому можно изготовить несколько восковых моделей (а значит, и тиражей). Эталонная работа о методе — литьё по выплавляемой модели; пример мастера см. в материале Художественного музея Северной Каролины о процессе Родена.

Процесс литья бронзы по выплавляемой модели, шаг за шагом

1. Оригинальная модель

Эталон художника лепится из глины, гипса или воска — либо строится как цифровая модель. Это определяет каждую последующую деталь.

2. Изготовление силиконовой формы

Оригинал заключается в силикон, усиленный жёсткой опорной формой, передавая детали до уровня отпечатка пальца. Этот многоразовый негатив и делает возможными тиражи.

3. Восковая модель

Расплавленный воск наносится кистью/заливается в силиконовую форму до толщины стенки 5–8 mm — которая становится итоговой толщиной стенки бронзы — образуя полую восковую копию.

4. Доводка воска

Швы, линии разъёма и пузыри удаляются, а детали уточняются; поверхность воска напрямую определяет итоговую поверхность бронзы.

5. Литниковая система и питатели

«Дерево» из восковых стержней — литники, питатели, каналы, прибыли и выпоры — приваривается, чтобы направлять расплавленный металл внутрь и выпускать газ.

6. Облицовка — керамическая оболочка

Воск с литниками многократно окунается в керамическую суспензию и обсыпается огнеупорной крошкой, наращивая оболочку слой за слоем (каждый просыхает перед следующим; крупным изделиям нужна более толстая оболочка).

7. Выжиг — «потеря» воска

Оболочка обжигается в печи чашей вниз; жар закаляет керамику и выплавляет/испаряет воск, оставляя полую форму. Отсюда и название процесса.

8. Заливка расплавленной бронзы

Бронза расплавляется и заливается примерно при 1150–1200 °C в предварительно нагретую форму, чтобы заполнить каждую тонкую деталь до затвердевания.

9. Выбивка

После охлаждения керамическая оболочка раскалывается и сбивается, открывая сырую бронзу с прикреплённым литниковым деревом.

10. Металлическая доводка, сварка и шлифовка

Литники и выпоры отрезаются и зачищаются; поверхность дорабатывается и подвергается пескоструйке; многосекционные работы свариваются методом TIG подходящим бронзовым прутком, а швы обрабатываются до невидимости.

11. Патина

Контролируемый цвет поверхности создаётся химией солей металлов и нагревом (см. ниже).

12. Защита и воскование

Горячий воск или лак запечатывается в тёплую поверхность, чтобы закрепить патину и защитить от стихий, затем полируется до итогового блеска.

Песчаное литьё против керамической оболочки против сплошного инвестмента

Для художественной бронзы мы используем литьё по выплавляемой модели с керамической оболочкой, потому что оно передаёт каждую фактуру; песчаное литьё по-прежнему подходит для очень крупных простых масс, отлитых секциями и сваренных.

Сама бронза — сплавы кремнистой бронзы

Современные художественные литейни преимущественно используют кремнистую бронзу, а не традиционную медно-оловянную, потому что она затекает в тонкие детали, даёт мало шлака, хорошо сваривается (что необходимо для секционных работ) и устойчива к коррозии на открытом воздухе.

Авторитетные данные по составу публикуются медной отраслью (C65500 на copper.org) и поставщиками металлов, такими как Belmont Metals.

Литьё монументальной и многосекционной бронзы

Крупные и больше натуральной величины работы делятся на удобные секции, каждая из которых формуется, отливается в воске, покрывается оболочкой и отливается отдельно, затем собирается и сваривается методом TIG подходящим бронзовым прутком, пока швы не исчезнут. Внутренние арматуры из нержавеющей стали привариваются изнутри для прочности и крепления изделия к фундаменту — необходимо для ветровой нагрузки и долговечности. Именно эта способность к секционной работе делает возможными муниципальные и общественные арт-монументы.

Патина и долгосрочная защита

Патина — это тонкий слой контролируемого окисления, химическая реакция между бронзой и солями металлов, наносимая горячим или холодным способом. Нитрат железа даёт коричневые и чёрные тона; серная печень даёт коричневые до зелёных/синих; соли меди дают синие, зелёные и красные. Горячая патина (металл нагревается, чтобы соли связались) долговечнее холодной. Тёплая поверхность затем запечатывается карнаубским/микрокристаллическим воском или лаком.

Где находит место современная технология — 3D-сканирование и печать

Можно 3D-сканировать существующий глиняный макет или лепить в цифре с нуля; затем модель печатается на 3D-принтере как литейная модель (воск, смола или PMMA), снабжается литниками, облицовывается керамической оболочкой и выжигается точно так же, как ручной воск. Это ускоряет прототипирование, масштабирование и согласование — но сама бронза по-прежнему заливается традиционным методом по выплавляемой модели, а напечатанные модели можно сначала вручную доработать в воске. Авторитетные источники о цифровом процессе включают Formlabs.

Сколько времени это занимает и что формирует стоимость

Это занимает недели-месяцы, потому что каждый этап включает ручную работу и ожидание сушки/отверждения — отверждение силикона, множество слоёв оболочки с просушкой каждого, медленное охлаждение — плюс доводка, сварка и патина. Стоимость формируется квалифицированным ручным трудом, привязанной к меди ценой металла, одноразовыми керамическими оболочками (создаются заново под каждую заливку) и сложностью/размером.

Часто задаваемые вопросы