El procedimiento del método de fundición a la cera perdida varía de diferentes fábricas hasta cierto punto debido a las condiciones reales y lo que tienen y las tecnologías que utilizan, moderna o tradicional. Los siguientes son los procedimientos más comunes para la fundición a la cera perdida:
1. Forme un patrón maestro.
Este es el objeto real que eventualmente querrás que esté sin metal. El patrón se puede hacer con cualquier cosa que mantenga su forma al menos razonablemente bien. Sculpy o plastilina son buenas opciones porque mantienen bien su forma y son fáciles de moldear. Probablemente deberías hornear el sculpy después de darle la forma deseada.
2. Haz un molde.
Un molde es la forma negativa de tu patrón. El molde se crea a partir de una mezcla de yeso, arena y agua. Cuando se mezcla con agua, forma una suspensión viscosa. Después de aproximadamente decenas de minutos, la mezcla fragua o se vuelve sólida.
- A. Coloca un poco de papel marrón en el piso en el área donde vas a trabajar con el rollo en el taller mecánico, cerca de la sierra de cinta. Trabajar con yeso es extremadamente complicado y difícil de limpiar. Coloque una gran cantidad de papel y se lo agradecerá cuando llegue el momento de limpiar.
- B. Prepara el patrón. Dibuje la línea o líneas de separación en el patrón con un lápiz o haga una marca ligeramente con una cuchilla. Se deben dibujar líneas de separación para que no queden socavaduras. Es decir, si sumerges el patrón en el yeso hasta la línea de separación, podrás retirarlo cuando el yeso se haya endurecido. Esto es importante: si tienes socavaduras en tu patrón de arcilla, no podrás quitarlo más adelante sin destruirlo. También debes cubrir el patrón con vaselina, lo que facilitará su extracción del yeso.
- C. Haz una caja de cartón que sea aproximadamente varios centímetros más ancha, más larga y más gruesa que tu patrón. Pegue los lados con cinta adhesiva. Verterás la mezcla líquida en esta caja.
- D. Prepare un poco de mezcla seca: tres cosas son muy importantes en este paso. La primera es crucial para tu salud: usa una mascarilla antipolvo para proteger tus pulmones. El yeso seco está formado por partículas muy finas que se transportan por el aire y son bastante perjudiciales para la salud. La segunda y tercera cosas son cruciales para el éxito de su proyecto: cuando mezcle la arena y el yeso, no asuma que 8 cuartos de arena y 4 cuartos de yeso hacen 12 cuartos de mezcla. Las partículas de yeso son mucho más finas que la arena y llenarán el espacio entre las partículas de arena, creando un volumen más pequeño que la suma de los dos volúmenes individuales. Además, asegúrate de que los cubos que utilices estén impecablemente limpios y completamente secos. Si hay un poco de agua en el balde de mezcla seca, se formarán trozos de yeso endurecido que catalizarán la reacción cuando mezcle agua con la mezcla, lo que hará que se endurezca demasiado rápido.
- E. Calcule la cantidad de agua y mezcla requerida. Para hacer esto, mida el volumen en pulgadas cúbicas del cilindro que está utilizando y conviértalo a cuartos. Multiplica la cantidad de cuartos para obtener el volumen de agua que necesitarás. Si el volumen de agua requerido es inferior a 2,5 galones, podrá mezclar el yeso en un balde con la ayuda de otra persona. Si es más grande, necesitarás 2 personas y baldes de 2 5- galones por cada 2,5 galones de agua. Si este es el caso, necesitarás que cada grupo de dos personas mezcle el yeso y el agua simultáneamente para que esté listo para verter exactamente al mismo tiempo.
- F. Mida el agua en un balde de 5 galones. Nuevamente, asegúrese de que el balde esté impecablemente limpio. Cualquier resto de yeso que quede de la última inversión de alguien hará que el yeso se asiente antes de que tengas la oportunidad de verterlo alrededor del patrón. Además, la proporción entre agua y yeso es importante, así que tenga mucho cuidado al medir la cantidad de agua.
- G. Mida la mezcla en un balde limpio y seco de 5 galones. Recuerde que debe medir la mezcla ahora - ¡No asuma que los 8 cuartos de arena y los 4 cuartos de yeso que mezcló antes han obtenido 12 cuartos de mezcla! Muchas inversiones han quedado arruinadas por este error.
- H. Prepárate para verter el molde. Coloque su caja de cartón y los dos baldes de 5 galones (uno con agua y el otro con una mezcla 30-30) en el piso y asegúrese de que su patrón de arcilla esté cerca. Necesitará contratar a otra persona para que le ayude en este punto.
- I. Asegúrate de que tus manos y las de tu ayudante estén limpias y secas, luego tamiza la mezcla 30-30 en el agua con las manos. Debes hacerlo rápidamente para que el yeso no empiece a fraguar demasiado pronto. Intenta hacer el tamizado en unos 3 o 4 minutos. Intente tamizar la mezcla justo por encima del agua para no agitarla. Además, intenta tamizar uniformemente sobre el agua para que la mezcla seca quede bien distribuida y no acabe formando una montaña gigantesca en el centro del balde.
- J. Espere 2 o 3 minutos para que el agua tenga la oportunidad de absorber el yeso.
- K. Mezcle suavemente con las manos para combinar la mezcla 30-30 y el agua. Elimina los grumos de yeso.
- L. Vierte el yeso en la caja hasta que esté medio llena. Debes hacer esto tan pronto como el yeso esté mezclado, ya que solo tienes un tiempo limitado hasta que fragüe. Coloque el patrón de arcilla en el yeso hasta la línea de separación. Mantenlo ahí hasta que el yeso se haya asentado (probablemente menos de 10 minutos; si no se ha asentado en 20 minutos, probablemente usaste demasiada agua y nunca se asentará, en cuyo caso debes sacar el patrón y volver al paso 1).
- M. Después de que el yeso se haya asentado, talla 3 hemisferios del diámetro de un guisante en el yeso con una herramienta para trabajar cera o un cuchillo. Esto asegurará que las 2 mitades del molde queden alineadas. Deja el patrón en su lugar y cubre la primera mitad del molde con vaselina.
- N. Si solo tienes una línea de separación, mezcla el yeso como antes y viértelo en la otra mitad de la caja. Si tiene más de una línea de partición, consulte la sección de variaciones.
- O. Cuando el yeso se haya endurecido, desarma el molde y retira el patrón. Es posible que tengas que separar el yeso con un destornillador de cabeza plana, moviéndolo alrededor del exterior de la línea de separación.
- P. Talla un canal en una sección de yeso del patrón para que sea posible verter cera en el vacío.
3. Crea un patrón de cera hueco.
- A. Calienta suficiente cera marrón para llenar el molde en la olla de barro para cera. Es extremadamente importante asegurarse de que la temperatura de la cera no supere los 200 F. El punto de inflamación de la cera (punto en el que se prende fuego) está sólo ligeramente por encima de esta temperatura, y los incendios de cera son muy difíciles de extinguir. Utilice un termómetro para carnes para regular la temperatura - no confíe en el dial del recipiente de cera. Debes verter la cera entre 170 y 180 F.
- B. Preparar el molde. Cubre el interior del molde con vaselina. Sujeta las partes del patrón con bandas elásticas enrolladas alrededor del exterior.
- C. Vierte la cera en el molde. Tape la taza y agite la cera durante unos minutos. Saque el tapón Sculpy e inspeccione el espesor de la cera endurecida. Quieres que tenga aproximadamente un cuarto de pulgada de grosor. Si es demasiado delgado, el metal puede congelarse antes de llegar a esa parte del patrón. Puede ser algo más grueso (aunque será más pesado). Si no es lo suficientemente grueso, reemplace el tapón y agítelo un poco más. Cuando alcance el espesor adecuado, vierta la cera sin endurecer nuevamente en la olla. Abre el molde y saca el patrón. Si tenía socavaduras, no podrá eliminar el patrón. Corte su patrón de cera para ver qué tan bien hizo para lograr el espesor uniforme deseado de ¼ de pulgada. Una vez que sientas que dominas la tecnología de crear ceras de espesor uniforme, vierte el molde de cera real (y no lo cortes).
- D. Alise la cera. Las herramientas dentales (que se encuentran en el gabinete de joyería) funcionan bien para quitar tapajuntas y quitar y agregar elementos. Puede calentar los instrumentos dentales con una lámpara de vela que se encuentra en el armario de productos inflamables. A algunas personas les gusta usar un soldador (puedes conseguir uno barato por unos 8 dólares) para trabajar la cera. Para alisar la superficie fina, envuelva unas medias empapadas en trementina alrededor de su dedo y frote la cera. El metal reflejará con precisión la suavidad de la cera, así que hazla tan suave como quieras que sea el metal. Siempre puedes terminar el metal después, pero es más fácil alisar la cera que el metal. La cera debe, como mínimo, ser lo suficientemente suave como para que los trozos de yeso no sobresalgan del vacío creado por la cera vaporizada. Tales características se romperán cuando el metal fundido se precipita provocando la inclusión de yeso en la pieza fundida.
4. Cree bebederos, compuertas y un vaso vertedor.
Consulte la figura de la guía de diseño a continuación. Un buen diseño del bebedero y de la compuerta es fundamental. Para piezas fundidas-por gravedad (en el PRL, casi cualquier cosa más grande que el tamaño de una cal), debe usar compuerta inferior. En este método, un bebedero desciende desde la taza de vertido y las compuertas regresan al patrón. Los respiraderos van desde el punto más alto de la fundición hasta la copa.
Forme la copa de vertido, el bebedero, las compuertas y los respiraderos. A lo largo de los años se han fabricado varios moldes para bebederos y tazas que son buenos para muchos usos. Cúbrelos con vaselina, pásalos por agua fría, luego vierte cera derretida y espera hasta que se endurezca, luego retira la cera endurecida. También puedes hacer tus propios moldes para bebederos y tazas con el mismo método que hiciste el molde con patrón. Hay bebederos y puertas pre-disponibles (en Gems Galore en Mountain View) que parecen regaliz rojo. Son bastante baratos y funcionan muy bien, pero no vienen en diámetros particularmente grandes.
5.Fije las puertas al bebedero, el bebedero al vaso vertedor, las puertas al patrón y los respiraderos entre el patrón y el vaso vertedor.
Este paso es complicado; "Soldar" las piezas de cera requiere algo de práctica. Las soldaduras débiles son muy comunes entre los lanzadores principiantes. Reserva algo de tiempo para practicar y dominar tu técnica. No querrás que tu patrón se desmorone antes de colocarlo en yeso.
Calienta el extremo plano de una-herramienta de trabajo de cera con una linterna y deslízala entre las dos piezas de cera que vas a soldar. Desliza la herramienta hacia afuera y luego mantén las piezas de cera juntas durante un minuto. Debe mantener las dos partes juntas de manera muy constante para evitar debilitar la soldadura. Con práctica podrás conseguir una soldadura fuerte de esta manera. Si cree que la soldadura puede ser débil, puede mejorar su resistencia aumentándola con finas astillas de cera que se calientan sosteniéndolas en la palma de la mano y luego se colocan de manera que se superpongan a la línea de soldadura. Luego puedes usar una herramienta de cera calentada para mezclar estas astillas. Como alternativa a una herramienta de cera calentada, puedes usar un soldador eléctrico para calentar la cera.
6. Inserte alfileres centrales si su patrón es hueco.
Los alfileres se utilizan para mantener el núcleo (o centro hueco) de su patrón en su lugar después de que la cera se derrita. Si no se utilizan clavijas de núcleo, o su uso inadecuado, se produce un desplazamiento del núcleo (lo que significa que el núcleo de yeso se mueve) y puede arruinar el modelo. Debe utilizar clavos para embarcaciones de bronce y silicio que tengan marcas de escotillas. Las marcas de sombreado ayudan a mantener los alfileres en el yeso. Están disponibles en West Marine en Mountain View.
7. Arma tu cera con el matraz y la tabla.
- Un . Seleccione un matraz de acero del tamaño adecuado. Necesitará una pulgada de espacio libre alrededor de su patrón y entre la punta del bebedero y la parte superior del matraz.
- B. Fije el árbol (el bebedero y el conjunto del patrón de la puerta) a un trozo de mampostería o madera contrachapada junto al vaso vertedor. Tendrás que derretir el vaso sobre la tabla para que se pegue. Una tabla con una superficie rugosa (como la de masonita) funciona mejor.
- C. Eliminar burbujas del casting. Cepille un poco de solución desburbujeadora. Básicamente se trata de una mezcla de agua y jabón que evita que las burbujas de aire se peguen al yeso. Las burbujas de aire en la superficie del yeso se convierten en verrugas metálicas cuando se forma el yeso. Se pueden quitar después, por lo que las burbujas de aire no son del todo desastrosas, pero es mejor no tenerlas.
- D. Coloque el cilindro alrededor del árbol y asegúrese de que tenga un buen espacio libre. Crea un filete de cera en el exterior del matraz entre el matraz y la tabla. Una buena forma de hacerlo es con una brocha desechable de 2". Sumerge la brocha en cera derretida y cepilla alrededor de la base del matraz para crear un filete. Este filete sellará el yeso para que no se escape. Si no tienes un cepillo, puedes cortar astillas de cera y derretirlas alrededor de la base, luego golpea el filete con un soplete de propano para mejorar el sellado.
8. Invierta.
Aquí es cuando mezclas con agua y la viertes alrededor de tu patrón de cera. Puedes usar la misma mezcla y método que usaste cuando creaste el molde.
- A. Siga los pasos 2A y 2D a 2J para crear la mezcla líquida o siga las instrucciones.
- B. Vierta la mezcla en el matraz. Una persona debe verter mientras la otra continúa mezclando el revestimiento (de lo contrario, se asienta y el revestimiento de abajo es mucho más grueso que el de arriba) y lo guía hacia el matraz. Trate de guiar el revestimiento de manera que no se derrame directamente sobre el patrón, los bebederos o las compuertas. Una gran avalancha de inversiones puede derribar su patrón si no tiene cuidado.
- C. Golpee el costado de su matraz con un trozo de chatarra para eliminar las burbujas de aire del revestimiento. Haga esto durante unos 5 minutos o hasta que las burbujas de aire ya no suban a la superficie. Alternativamente, puedes colocar tu matraz dentro de la máquina de vacío en la Sala de Plásticos para que las burbujas de aire suban a la superficie.
- D. Deje reposar la inversión durante 24 horas.
9. Quemarte-.
Después de que la inversión haya reposado durante 24 horas, estará lista para el horno. Deberá verter el metal inmediatamente después de sacarlo del horno.
- A. Retire la base de madera del matraz.
- B. Cargar los revestimientos en el horno. Sea amable con ellos. Debe colocar cada revestimiento encima de los ladrillos refractarios de modo que la taza de vertido quede en el fondo pero no directamente encima del ladrillo refractario. Esto permitirá que la cera gotee fuera del patrón. Es una buena idea colocar las inversiones más grandes cerca del frente del horno, ya que serán las últimas en quemarse-y será más fácil verificar si están quemadas-. También es difícil sacar una gran inversión de la parte trasera del horno.
- C. Decidir un programa de agotamiento adecuado. Los cronogramas-de agotamiento se pueden encontrar en el apéndice. Pregúntele a un experto si necesita ayuda para elegir un horario.
- D. Configurar un sistema de medición de temperatura. El taller posee un voltímetro Fluke con sonda de temperatura, que es una excelente opción.
- E. Encienda las campanas extractoras. Encienda el que está sobre el área del horno y también el que está cerca del área de Muller/Royer. Abra todas las ventanas excepto las que están cerca del área de muller/royer (de lo contrario, esta campana extractora simplemente aspira aire del exterior). ¡Los vapores creados al derretir la cera no son buenos para usted!
- F. Encender el horno. Primero, asegúrese de que la puerta del horno esté cerrada. Reúna un par de toallas de papel y un encendedor (o un soplete de propano). Observe que en la parte trasera del horno hay dos llaves de purga de gas, ubicadas aproximadamente a la altura de las rodillas, una a la derecha y otra a la izquierda. Estos regulan la cantidad de gas que fluye hacia el horno. En el centro, aproximadamente a la altura de la cintura, se encuentra un canal de aire. Mientras miras la parte trasera del horno, a tu derecha y un poco detrás de ti hay una válvula de gas ubicada en una tubería que va al horno. Esta es la válvula principal. Querrá realizar los siguientes pasos con bastante rapidez, así que asegúrese de comprender todos los pasos antes de comenzar.
Ponte una camisa de manga larga y unos guantes ignífugos. Asegúrese de que los dos reguladores de gas estén completamente cerrados. Las válvulas de gas se cierran cuando la manija está perpendicular a la dirección axial de la tubería. Abra el conducto de humos hasta la marca 2.8. Abra la válvula principal por completo (de modo que la manija esté alineada-con la tubería). Enrolle una toalla de papel en forma de varita. Enciende el extremo y pégalo en el agujero debajo de una de las llaves de purga. Abra esta llave de purga hasta la mitad para que forme un ángulo de 45 grados con la tubería. En este punto, el gas debería encenderse y deberías ver una llama ardiendo si miras dentro del agujero. Si esto no sucede, apague el regulador inmediatamente e intente descubrir qué sucedió. Es muy peligroso que el horno se llene de gas, ya que al encenderlo puede explotar y volar la tienda hasta Kingdom Come. Si todo salió bien al encender la primera llave de purga, enciende la otra.
- G. Cuidado con el horno. Debes hacer esto por turnos, ya que no solo es aburrido sino también peligroso tener a una persona sentada junto al horno durante demasiado tiempo. Cuidar el horno tiene dos responsabilidades principales. Lo más importante es que debes asegurarte de que el horno permanezca encendido (verifica que salga fuego de ambos reguladores). De lo contrario, el horno y la sala se llenarán de gas explosivo. También debes asegurarte de que el horno siga el programa de quemado. Puedes moderar la temperatura ajustando los 2 reguladores en la parte trasera del horno. Recuerde, en línea está completamente abierta, la perpendicular está completamente cerrada. Unas horas después de que haya comenzado el proceso de quemado, escuchará el chisporroteo de la cera fundida y olerá los vapores nocivos asociados. Colóquese lejos del horno en este punto y solo camine allí cada 10 minutos aproximadamente para verificar la temperatura y la llama. Estos vapores no son precisamente buenos para ti.
- H. Después de que los revestimientos se hayan remojado a la temperatura máxima durante todo el tiempo sugerido por el cronograma de desgaste-, verifique que se hayan quemado todos-. Vístete con el traje espacial plateado completo, incluida la capucha. Apague la línea principal de gas y cierre el conducto de humos. Cerrar el conducto de humos es importante porque si no lo hace, el aire frío entrará por la puerta abierta, saldrá por el conducto de humos y tal vez cause un choque térmico suficiente en las inversiones que se agrietarán. Abra la puerta del horno. ¡Ten en cuenta que el interior del horno está bastante caliente! Si sale alguna llama de los vasos o respiraderos, los revestimientos no se han quemado y debe cerrar la puerta y volver a encender el horno (se explica a continuación). Incline la inversión hacia arriba para que usted (u otra persona que también use un traje plateado) pueda mirar hacia la taza que se vierte. La pieza fundida se quema completamente si y sólo si la copa para verter es blanca sin rayas negras. Las rayas negras indican que todavía queda un residuo de carbón en el revestimiento y que se necesita más tiempo de combustión. Verter metal en una fundición no completamente quemada-es catastrófico-el metal puede explotar y salirse del revestimiento, lo cual es peligroso. Si el casting más grande está completamente quemado-, es probable que todos los demás también lo estén. En este caso, puedes dejar el horno apagado con la puerta cerrada y dejar que los revestimientos se enfríen un poco hasta la temperatura de vertido. Si las piezas fundidas no están completamente quemadas-, cierre la puerta, abra el conducto de humos y abra la línea de gas. Probablemente no tendrá que volver a encender el horno -; probablemente esté lo suficientemente caliente como para que el gas entrante se encienda solo. Pero asegúrese de que pueda ver una llama a través del orificio debajo de ambos reguladores.
10. El vertido.
- A. Prepárese para el vertido. Limpia el pasillo que corre a lo largo del horno y el horno. Coloque un poco de arena para la caja de arena en el piso de concreto y sea lo suficientemente larga para colocar fácilmente todas las inversiones con un poco de espacio en el medio. Calienta con anticipación en el horno lo que estés seguro que es metal más que suficiente.
- B. Sacar las inversiones del horno. Después de verificar nuevamente para asegurarse de que el horno esté apagado, póngase el traje plateado. Sacar las piezas fundidas del horno es un esfuerzo físico. La mejor manera que tenemos actualmente de hacer esto es colocar un taburete frente a la puerta y colocar una tabla de fuego encima. La parte superior de la tabla de fuego debe estar muy cerca de la altura de la base del interior del horno. Luego, los revestimientos se pueden arrastrar sobre la tabla de fuego con un par de pinzas y luego transportarlos (por dos personas vestidas) al área de arena donde se les da la vuelta con las pinzas para que la taza de vertido apunte hacia arriba. Esto funciona bien para piezas fundidas de tamaño pequeño a mediano. Las piezas fundidas muy grandes presentan un problema.
- C. Vierta el metal. Puede verterlo como lo haría con las piezas fundidas en arena. Como de costumbre, trate de verter rápidamente para que el metal no tenga oportunidad de enfriarse.
- D. Deje que las piezas fundidas se enfríen. Espere al menos 6 horas antes de abrir las piezas fundidas. Este es tiempo más que suficiente, pero es mucho mejor esperar demasiado que poco.
11. Rompe tu yeso.
Coloque papel de estraza de la forma habitual y utilice un cincel para quitar el yeso seco. Asegúrese de tirar el yeso seco en el contenedor de basura y no en el sumidero.
12. Termina tu casting.
Finalizar es un proceso difícil y que consume mucho tiempo-, pero también es extremadamente crucial si quieres que tu casting se vea bien. Es cierto que esta sección es escasa. Se podría escribir mucho sobre el acabado. Aquí están los pasos básicos.
- A. Retire los bebederos y las compuertas. Esto se puede hacer con la sierra de cinta. Probablemente necesitarás hacer algunos accesorios sofisticados si tu fundición no es rectilínea. Probablemente puedas construir una estructura estable usando abrazaderas de madera y trozos de madera. Consigue un asistente técnico que te ayude con la configuración -, esto es complicado y peligroso.
- B. Lije o esmerile lo que quede de las puertas. Dependiendo de la geometría de las compuertas, puede utilizar una lijadora de banda, una amoladora troqueladora o una herramienta dremel.
- C. Retire los pasadores centrales. A veces se pueden sacar, pero normalmente será necesario perforarlos.
- D. Rellene los orificios de los pasadores centrales o cualquier sumidero que pueda haber ocurrido. Asegúrate de rellenarlos con el mismo material que usaste para el casting. PRL tiene una variedad de varillas de soldadura que incluyen aluminio y bronce al silicio. Probablemente la mejor manera de hacer esto es ser amable con alguien que sepa soldar TIG y pedirle que rellene los agujeros.
- E. Vuelva a rectificar las soldaduras TIG.
- F. Finalizar. La mejor manera de terminar el casting es pátinarlo. Las pátinas aceleran los procesos naturales de oxidación y corrosión. Esto le da a las piezas fundidas un aspecto hermoso y venerable. Hay cientos de recetas de pátinas y crean todo tipo de acabados de diferentes colores. Una excelente referencia sobre este tema es "Técnicas metálicas para artesanos" de Oppi Untracht. Dave Beach tiene una copia. La PRL ha tenido mayor éxito con la pátina negra (en realidad es más bien marrón oscuro) de Hígado de Azufre, por lo que se recomienda esta.
