Metallin valaminen?

[Jaska]

Ajattelin joskus tässä kokeilla metalliosien valamista, mutta mielellään jollain helpolla tavalla.
Pronssin valaminen lienee melko vaativaa puuhaa vai kuinka?
Entä valkometalli / kirjasinmetalli tai jopa tina? Taitaa olla huomattavasti yksinkertaisempaa alhaisemman lämpötilan takia. Oletteko koskaan kokeilleet? Taipuisa tina voisi olla hyvä ihmishahmojen tekoon, niin lopputulosta voisi ehkä jopa vähän väänellä ennen maalaamista vai miten lienee?

[jhr]

Bronssin valaminen on todellakin vaativaa, mut tina saattais olla aika ok. Onhan valmiita valusettejä joilla tehään mm tinasotilaita jne millä voi harjoitella valamista.
Osa muottiaineista kestää hetkellisen 400C eli riitävästi tinan valamiseen.
Tina saattais soveltua pikku-ukkojen tekoon. Valkometalli kestänee paremmin taivuttelua kuin pelkkä tina, mutta ei kait niitä ukkoja tarvii korkkiruuville vääntää

Ristikseltä löytyy tinan valutarvikkeita...
http://www.risteysasema.fi/
ja valitse osasto "valutarvikkeet"

http://www.hobbypoint.fi
http://www.harraste.fi/

Tuolta löytynee jotakin tietoa asiasta ja niitä aloitus settejä.

[Jaska]

Mulla on sellainen muistikuva, että olisin jostain lukenut tinan valamisen menevän jotenkin näin: Ensiksi tehdään yksi kappale melkein mistä vaan materiaalista. Sitten öljytään se jottei kipsi tartu. Tehdään kipsistä sopiva muotinpuolikas, johon tämä eka kappale puoliksi upotetaan. Koitetaan saada sauma järkevään kohtaan, jotta valmis valu sitten aikanaan irtoaa myös muotista muottia hajottamatta. Tehdään muotin kohdistusta varten jotain koloja pintaan. Öljytään kuivuneen kipsimuotin yläpinta ja annetaan alkuperäisen aihion olla paikallaan. Valetaan loput kipsit. Kuivuttua kaikkien osien pitäisi irrota nätisti Jos muotti on edelleen ehjä, tehdään siihen saumakohdalle putket, joista tinaa tulee ja ilmaa poistuu. Sitten ei muuta kuin samaan tapaan, kuin uutena vuonna...

Ehkä kannattaa kuitenkin tsekata jostain oikea ohje, ennen kuin kokeilee!

Luulisi, että monet pikku metalliosat tulisi tuohon tyyliin aika vaivatta ja juuri ukkelit ym.

[Jarko Häkkinen]

Öljyhiekka on myös sangen pätevää tavaraa. Siitä on helppo ja nopea tehdä muotteja, ja hiekan voi käyttää uudestaan. Olen valanut hiekkamuoteilla kaikenlaista, Rostyle-vanteitten alumiinisista napakupeista pronssisiin ja kirjasinmetallisiin shakkinappuloihin. Mitään ihan pikkuista an ole vielä valanut, mutta onhan sitäkin jossakin välissä koetettava.

[markku55]

Isäni oli hammasteknikko joka valoi kipsimuottiin sekä itse tekareita, mutta myös kultahampaita, eikä siinä ymmärtääkseni kipsin kannalta ollut mitään ongelmaa jos vain sai kullan sulamaan.
Itse valu tehtiin sentrifuugissa, eli keskipakoisvalamalla.
Tinan valamisessa ei liene tällaisia ongelmia, kunhan syöttöonkalo on tarpeeksi väljä, ja muotti esilämmitetty, niin tinaukkojen valamisessa ei lie mitään mystistä. Enemmänkin on kyse jälkityöstön tarpeesta ja viimeistelystä maalamisella, kuin valuongelmista.
Isä erotti kipsimuottien puoliskot toisistaan jollain erotuskalvolla, joka nestemäisenä maalattiin alemman muotin pintaan ennen ylemmän valamista. Vastaavia aineita lienee tänä päivänä "pilvin pimein" tarjolla, kai tämä maailma nyt muutamassa kymmenessä vuodessa on jonkun verran kehittynyt?
Markku

[isomallari]

Kipsiin valamisessa pitää tietää mitä tekee! Kipsissä on kidevettä joka poistuu siinä 350 asteessa jos yrittää valaa kylmään kipsiin on vaarana että muotti ja sula metalli lentävät silmille kun vesi höyrystyy nopeasti. Kultasepät ja hammaskeijut käyttävät erikoiskipsiä joka on huokoisempaa kuin mallikipsi kaasujen poiston takia. Mallit tehdään nykyisin usein tai lähes aina vahasta ja vahamallit kiinnitetään kolvilla valurankaan, suunnilleen lyijykynän kokoiseen mutta hieman paksumpaan. Valmis "valupuu" on sitten kuin joulukuusi. Puu kiinnitetään kumiseen kuusenjalkaan jonka helma laitetaan rosterisen lämmönkestävän putken alapään ympäri, puu tulee silloin putken sisälle. Kun valupuun ja putken väli täytetään kipsillä ja sen kovetuttua otetaan kuminen kuusenjalka pois, jää kipsistä törröttämään rangan alapää. Kun vaha sitten ensin sulatetaan (n.200astetta) ja lopuksi poltetaan (n.700 astetta) pois jää kipsin sisälle ontelo johon sula metalli kaadetaan. Valu suoritetaan kuumaan kipsiin jolloin metalli juoksee paremmin (voidaan tehostaa imulla. paineella tai linkoamalla).

Suurissa valuissa on usein ongelmana imut joita syntyy kun metalli kutistuu eikä uutta metallia pääse valumaan kutistuessa muodostuneen ontelon tilalle. Imut ilmenevät reikinä tai pinnan painumina. Imut lähtevät usein MUOTIN terävistä kärjistä, eli mallin sisänurkat tulee olla pyöristettyjä.

Valukipsiä voi kysellä kultasepiltä jotka voisivat myydä pieniäkin määriä mutta kipsin kuumennus on tärkeää!!

[isomallari]

Yksi keino tietysti on tehdä mallit vahasta ja antaa jonkun pronssisepän (kultasepän) hoitaa valamisen.
Vahoja on saatavissa eri tyyppisiä: pehmeistä kaiverrusvahoista koviin vahoihin joita voi porata, sorvata ja viilata (pehmeät tarttuvat viilaan ja poraan). Vahoja voi liittää toisiinsa tai niihin voi lisätä materiaalia kolvilla jossa on säädettävä lämpötila. On myös saatavissa ruiskutusvahoja joilla voidaan kopioida pieniä esineitä. Tällöin malli tehdään metallista ja paistetaan kumiin. Malli otetaan pois ja ruiskutetaan tilalle vahaa jolloin saadaan kopio metallimallista. Suurien esineiden kopiointi on vaikeampaa johtuen vahan melko suuresta kutistuvuudesta.

Kipsimuotista vielä että sen tekeminen kotioloissa vaatii melko suuret investoinnit jos muotin haluaa tehdä kunnolla. Kipsiin sekoitettava vesi yleensä kiehautetaan tyhjössä kaasujen poistamiseksi. Valukipsin ja veden sekoitussuhteet ovat tarkkoja ja tietysti työskentelyaika. Kun kipsi on kaadettu putkeen kiehautetaan se vielä kerran tyhjössä (ravistus) jolloin suuret kuplat poistuvat mallin onteloista ja nousevat pintaan. Sitten annetaan kipsin kovettua ja laitetaan uuniin. Uuni suorittaa tietyn ohjelman mukaan vahan sulatuksen, kideveden poiston ja vahan polton ja sen jälkeen lämpötila lasketaan valulämpöön. Ohjelma riippuu valumöhkäleiden koosta.

[ealab]

Puhdas tina ei ole kovin pehmeätä, lyijyyn verrattuna, varsinkin valkometalliin. Tinan, tankona tuntee tankoa taivutellessa ritinästä. Jos pitää eurooppalaisista (puna)viineistä, niiden kapselointi on usein puhdasta tinaa. Siitä saa valumateriaalia, jos ei muuhun, niin ainakin vuodenvaihteeseen. Olen tinasta valanut vetureihin painoja, vaikka ei olekaan lyijyn veroista painoltaan. Muotit puusta, kestää muutaman valun. Kun joka tapauksessa pitäisi viilalla tehdä tarkemmat sovitukset.

[PeS]

Jos ajatellaan kotitekoisia valuja, niin todennäköisin vaihtoehto on valkometallin (valkometallia on useita eri koostumuksia sen mukaan, minkälaisia osia on tarkoitus valaa) valaminen. Valkometallia valetaan kuumuutta kestävään silikonikumimuottiin. Yksinkertaisinta on käyttää esimerkiksi Carr´sin Low Melt Solder 70 -tankoa (joka on itse asiassa valkometallivalujuote). Kumimuotti sivellään Carr´sin juoksutteella (Red Label 70) ja yksinkertaisesti sulatetaan juotetta muottiin kolvilla.

Valkometallivalutarvikkeita on maailmalla runsaasti tarjolla. Ohessa englantilaisen Alec Tirantin tarjoamat mahdollisuudet. Tarjolla on myös sulatussammio, mutta todella innokkaille myös itse valukone.
http://www.tiranti.co.uk/subdivision_pr ... bdivision=
http://www.tiranti.co.uk/subdivision_pr ... bdivision=

Amerikkalainen Micro-Mark kauppaa myös valkometallivalutarvikkeita. Niiden käytön ajatus perustuu kaksipuoleiseen kumimuottiin, johon kauhassa sulatettu valkometalli kaadetaan.

Hartsivalutekniikka on syrjäyttänyt pahasti valkometallivalutekniikan — sekä harrastajien keskuudessa että valupalveluita myyvien yritysten keskuudessa. Hartsin valaminen on huomattavasti helpompaa ja tuottaa huomattavasti paremman lopputuloksen. Valkometallivalun vahvuus on enää paino, jos sellaista tarvitaan. Painoa hartsivaluihinkin tosin saadaan sekoittamalla erilaisia painavia metallijauheita vielä juoksevaan hartsiin.

Jos taas tarvitaan sellaisia osia, joiden on oltava kestäviä (vaikka varsipuskin), niin silloin käytetään messinki- tai pronssivaluja, jotka perustuvat lost wax -menetelmään (joka tuossa aikaisemmin jo kuvattiinkin). Tällaiset valut menevät jo teettämisen puolelle — sen verran paljon homma edellyttää ammattitaitoa ja laitteitakin. Mutta ei metallivalujen teettäminen nykyisin ole mikään ongelma — olipa sitten kyseessä valkometallivalut tai lost wax -menetelmä. Kaikkea ei voi tai kannata tehdä itse.

[isomallari]

Joo, pronssin valamista tarkoitinkin kipsimuotista puhuessani, tietysti siihen voi valaa valkometalliakin ja muita metalleja teräksestä aina platinaan saakka.

Eurasta saa myös silikonikumeja mutta en tiedä miten sopivat valkometallin valamiseen. Silikonivahoja on kaksikomponenttisia jugurtin paksuisia (taas se imu) tai muovailuvahan kaltaisia jotka sekoitetaan käsissä ja sitten esim. pleksiputkeen tiiviit o-renkaalla tiivistetyt kannet ja sitten viilapenkin väliin kunnes kovettuu tai sitten perinteisen kumin kaltaisia jotka paistetaan vulkanointilaitteessa (joku on joskus uunissakin vinka puristimena).

Vahamalleista vielä että niitä voi teettää alan firmoissa jos osaa piirtää 3D-kuvat. Malli tehdään vahatulostimella joka kerroksittain ruiskuttaa vahaa ja tukivahaa ja silottaa välillä pinnan höyläämällä. Tukivaha sulaa matalammassa lämpötilassa ja näin mallit saadaan eroteltua siitä. Jotenkin onnistuu myös valokuvistakin mutta mitat tietysti saattavat heittää joten vaatii kuitenkin ohjelmallista käsittelyä. Veturin osat esim. olisivat sopivan pieniä kun tulostus vie suhteellisen paljon aikaa (yön). Vahamalleistakin voi silikonikumiin tehdä kopioita varten muotit, hieman pienempiä sitten tulevat kuin alkuperäinen. Itse olen tehnyt kopioita ilmapumpun sylintereistä halkaisija n.3,5-4,5cm keskipakovalulla (siis vahamallit).

[PeS]

Tämä on mielenkiintoinen aihe!

Valkometallin valamisessa tarvittavat muotit tehdään yleensä kahdella eri tavalla. Yleisen tapa on käyttää huoneen lämpötilassa vulkanoituvaa kuumuuden kestävää kumia (RTV) - tälläista kumia on saatavilla kaikilta valukumeja valmistavilta tehtailta, eli valinnan varaa piisaa. Yleensä tällainen kumi on kovempaa kuin mitä hartsivaluissa käytetään - tai tarvitsee käyttää (kovuuskin on hartsivaluja tehtäessä riippuvainen muotin rakenteesta ja osan mallista). RTV-kumi on kaksikomponenttimateriaali, joka on sekoitusastiassa siirappimaista. Seos kaadetaan laatikkoon sijoitetun originaaliosan päälle - originaalin materiaali voi siis olla periaatteessa mitä tahansa.

Toinen tapa valmistaa valkometallivalumuotti on käyttää "kumiharkkoa", johon kuumennettu osa painetaan, eli muotti syntyy tavallaan prässäämällä (oikea ilmaisu taitaa olla vulkanoiminen). Tällöin originaalin on oltava sellainen, että se kestää kuumentamista ja painamista. Esimerkiksi englantilainen Langley Models valmistaa valkometallivalumuottinsa tällä tavalla http://www.langleymodels.co.uk/acatalog ... vices.html Jos olen ymmärtänyt oikein, on tällä tavalla valmistettu muotti kovempi kuin RTV-kumista valmistettu - todennäköisesti se on myös tarkempi ja ehkä pitkäikäisempi. Menetelmä kuitenkin rajoittaa melkoisesti originaalissa käytettävien materiaalien valikoimaa — käsittääkseni korusepät käyttävät kyseistä menetelmää.

Oheisesta videoklipistä selviää mielestäni hyvin yleisimmän valkometallivalumenetelmän periaate, eli kyseessä ovat samanlaiset laitteet mitkä näkyvät Alec Tirantin sivuilla edellisessä viestissäni näkyvässä linkissä. Laitteisto muodostuu sulatussammiosta ja keskipakovalukoneesta, jonka sisällä pyörii kumista valmistettu kaksipuoleinen muotti alumiinikiekkojen välissä.
http://www.cmamoldform.co.uk/files/flas ... lling.html

Mallarin kannalta homma menee yleensä siten, että originaaliosat valmistetaan itse - tavalla tai toisella. Tämän jälkeen osat lähetetään valurille tehtäviksi. Samalla tavalla voidaan tilata lost wax -menetelmällä tuotettuja pronssi- tai messinkivaluosia: tehdään originaali ja lähetetään se valurille tehtäväksi. 3D-piirustus sopinee myös originaaliksi - tosin itse en ole vielä tällaiseen palveluntarjoajaan törmännyt, vaan osat halutaan pääsääntöisesti yhä tehtyinä.

Gmz-vaunun rakennussarjassa on käytetty kahta eri valumenetelmää. Säiliö on valettu hartsista ja puskimet, telisivut, jarrusäiliö ja säiliön tyhjennyshana on valettu lost wax -menetelmällä messingistä.

[isomallari]

Kultaseppien valmistavat kumimuottinsa niin että irtopohjallisen yleensä alumiinisen kehän pohjalle asetellaan ensin muutama sopivaksi leikattu vulkanoimaton kumilevy, sen päälle tulee kopioitava osa jonka ympärille jäävät tyhjät tilat täytetään sopivilla jätekumipaloilla, yleensä tähän kerrokseen tulee myös vahan johtokanava ja syöttökartio joiden malleja on valmiina. Johtokanava asetellaan niin että jostain kumimuotin reunasta jää ontelo vahan syöttämiseksi mallin jättämään onkaloon. Muotin puoliskojen erottamiseksi laitetaan tässä vaiheessa talkkia ohut kerros, lopuksi kehään jäävä tyhjä tila täytetään kumilevyillä ja päälle laitetaan alumiininen kansi. Tämä koko systeemi sitten vulkanointilaitteeseen kahden kuumennettavan levyn väliin ja ruuvataan tiukkaan, kumia niin paljon että pursuaa ulos. Vulkanointi n.170 astetta muistaakseni ja aika riippuu kumin paksuudesta. Vulkanoinnin jälkeen muotti on avattavissa repimällä talkin kohdalta ja jos ei johtokanavaa vielä ollut niin sen voi tehdä myös tässä vaiheessa esim. mikroporalla. Kun malli on sitten poistettu ja kumi jäähtynyt voidaan sisään ruiskuttaa vahaa. kumi laitetaan kahden metallilevyn väliin ja painetaan ruiskutuslaitteen suuttimeen joka avautuu ja ruiskuttaa vahan n.1bar paineella muottiin.

Kumi on sitkeämpää kuin silikonikumi ja sen käyttöikä on pidempi kuin silikonikumilla. Sitä voidaan myös öljytä valun välissä mutta se pitää säilyttää viileässä ja pimeässä jos ajattelee useampivuotistä käyttöä. Silikonikumeilla tehdään kopioita malleista jotka eivät kestä kuumentamista.

Itse osien valaminen kipsiin sitten voidaan tehdä joko imuvalukoneella jolloin kipsimuotin putkessa olevista rei'istä imetään kipsin läpi silloin kun sula messinki kaadetaan muottiin tai sitteen keskipakovalukoneella joka pyörittää koko muottia akselinsa ympäri (vastapaino toisella puolella) tällöin ei metallia kulu mainitsemasi keskipakovalun jättämään renkaaseen, toki kaatokanavaan kuluu metallia. Sulatus koneessa voidaan suorittaa kaasulla tai ehkä yleisemmin induktiivisesti kuumentamalla.

Kyllä niitä vahamallin valmistuspalveluja 3D-kuvista on Suomessa useampia, voisin kaivella nimiäkin. En uskaltanut tähän laittaa, olisiko ollut mainostamista. Niitä kultaseppien kumeja, kipsejä ja muita saa Eurasta olen ostanut tarvikkeeni sieltä. On myös pieniä vastusuuneja joilla saa pronssin sulaksi, grafiittiupokas kestää kolmisenkymmentä sulatuskertaa.
Sitten on tietysti vielä 3D-jyrsintä mutta siinä yhden mallin tekeminen on suhteellisen hidasta ja ainakin kultasepillä laite tuntuu olevan koko ajan päällä: päivällä yksi malli ja yöksi kone sitten jätetään tekemään toista. Vahatulostimella kun tulee A4:sta pienempi plootu jossa useita malleja.

Siistin näköinen vaunu muuten, hieno keksintö tämä tarkkuusvalu!

[jartsa]

Tuossa 3D kopiovalussahan ei tarvita mitään välikappaleita,suoraan tehdään muotista (viimeistely)valmiit kappaleet.

[isomallari]

Palataampa astialle. Niin 3D-mallinnuksessa ei saada suoraan muottia vaan joko vahamalli tai metallinen malli josta tehdään muotti. Muottiin valetaan metalli tai sitten hartsi. Tässä tuli mieleeni että kuinka pitkäikäisiä hartsimallit mahtavat olla, jos nuoruusiässä tekee pienoismalleja niin voiko niitä sitten eläkeiässä ihailla?

3D-mallintajia löysin kolme (ulkopuolisille tekevää) katsokaapa koruvalimo -hakusanalla, niminä esim Laukka ja Raiskinen sekä Saarikorpi joka myy myös mallinnuskoneita. Raiskisen sivuilta löytyy lost-vax menetelmästä video jossa korut valetaan induktiovalukoneella.

Messinkiä voipi olla etteivät kaikki vala siitä sinkin palaessa syntyvästä valkoisesta oksidista ja sen suttaavuudesta johtuen. Mutta pronssi varmasti ajaa saman asian.

[PeS]

Niin 3D-mallinnuksessa ei saada suoraan muottia vaan joko vahamalli tai metallinen malli josta tehdään muotti. Muottiin valetaan metalli tai sitten hartsi.

Tulostettavan mallin materiaali voi olla myös hartsia (=SLA resin) http://www.stereolithography.com/sla-resins.php Myös nylonia ja ABS-muovia käytetään. Hollantilaisen Shapeways-yhtiön tulostuspalvelut ovat saavuttaneet mallirakentajien suosion. Heillä on tarjolla erilaisia materiaaleja. http://www.shapeways.com/

Tulostin voi toimia ruiskunomaisesti, jolloin tulostusaine jähmettyy esimerkiksi UV-valon avulla.
http://www.youtube.com/watch?v=snOErpOP ... tube_gdata

Em. menetelmällä on valmistettu muutamien teettämieni rakennussarjojen originaalit, kuten 1:87-mittakaavaisen suomalaisen bituminkuljetusvaunun säiliö. Menetelmä on erittäin kallis, joten toistaiseksi se soveltuu lähinnä suurempien sarjojen tuottamiseen, jolloin kiinteä tulostuskustannus jakaantuu suurehkon osamäärän kesken.

Tässä tuli mieleeni että kuinka pitkäikäisiä hartsimallit mahtavat olla, jos nuoruusiässä tekee pienoismalleja niin voiko niitä sitten eläkeiässä ihailla?

Tässä pätee todennäköisesti samat olettamukset kuin yleensäkin kemianteollisuuden tuotteisiin (kuten polystyreenimuoviin, mikä on tavallisin rakennussarjojen materiaali). Ne voivat haurastua ajan saatossa eivätkä ehkä kestä loputtomiin. Jos vertaillaan polyuretaanihartsin ja polystyreenin liuottimien kestävyyttä, niin hartsin osan voi upottaa selluloosaliuottimeen, mutta polystyreeni sulaa siihnen hetkessä. Polyuretaanihartsi yleistyi pienoismallien tuottamisessa 1980-luvun alussa, joten jonkinlaista perspektiiviä materiaalin ominaisuuksista on jo olemassa. En tiedä, onko hartsista olemassa mitään laboratorio-olosuhteissa tehtyä ikätestiä.

Noin yleisesti ottaen hartsien käytettävyys ja stabiilisuus on parantuneet huimasti siitä, mitä ne olivat 1980-luvulla. Samoja materiaaleja käyttää rakennusteollisuus ja kevytrakenneteollisuus.

Messinkiä voipi olla etteivät kaikki vala siitä sinkin palaessa syntyvästä valkoisesta oksidista ja sen suttaavuudesta johtuen. Mutta pronssi varmasti ajaa saman asian.

Helsingin Pienoisrautatiekerho ry. on teetttänyt suomalaisten rautatiemallien osia Raiskisella jo 1970-luvulta lähtien pronssista. Pronssi on turhan kova materiaali pienoismallipuuhin ja sitä ei ole yhtä mukava juottaa kuin messinkiä. Sekin pitää sanoa, että suomalaisen koruvalimon hintataso on erittäin korkea verrattuna keskieurooppalaisiin pienoismalliosia valaviin yrityksiin verrattuna.