До атегорія:
Художня обробка металів
Гравірування - один з найдавніших способів художньої обробки металів і деяких неметалічних матеріалів (кістки, дерева, каменю та ін.). Його сутність - нанесення лінійного малюнка або рельєфу на матеріал за допомогою різця. За багато тисячоліть свого існування гравірування проникла в самі різні галузі виробництва, як художні (ювелірні прикраси, гравюри), так і чисто технічні, наприклад виробництво точних вимірювальних інструментів і приладів (нанесення поділок, градуювання і оцифровка мікрометричних і ноніусних шкал і т. П. ).
В технології художнього граверного майстерності можна розрізняти:
- площинне гравірування (двомірне), при якому обробляється тільки поверхню.
- зронив гравіювання (тривимірне).
площинне гравірування
Цей прийом широко поширений в художній обробці металів. Його призначення -декорірованіе поверхні виробу шляхом нанесення контурного малюнка або візерунка або складних портретних, багатофігурних иЛи ландшафтних тонових композицій, а також виконання різних написів і шрифтових робіт. Гравіюванням прикрашають як плоскі, так і об'ємні вироби (рис. 1).
Можливості площинного гравірування дуже шірокі- це малюнки, графічні роботи, виконані різцем на металі, ще більш тонкі і досконалі, ніж малюнки, зроблені олівцем або навіть пером.
До площинний гравірування (званої також «гравіюванням по глянцю» або «гравіюванням про людське око») відноситься і гравірування під чернь, яка в технологічному відношенні відрізняється від
звичайної тільки тим, що вона виконується дещо глибше, а потім обраний всередині малюнок заповнюється черню (рис. 2).
Технологія площинного гравірування. Весь процес площинного гравірування включає наступні операції.
Підготовка малюнка. Малюнок для перекладу на метал виконують на папері в натуральну величину в лінійної манері. Всі тональні або тіньові переходи даються штрихом або точками (пунктиром).
Підготовка металу. Поверхня металевої пластини (або вироби), на якій треба виконувати гравірування, повинна бути відповідним чином підготовлена. Основне завдання підготовки - зробити поверхню чистою, рівною і гладкою. Всі випадкові ризики і Подряпини ретельно видаляють шляхом шліфування. Потім поверхню обробляють дрібною шкіркою і пемзою.
Поверхня повинна бути матовою (шліфованої), а не блискучою (полірованої), так як зайвий блиск сліпить очі і ускладнює роботу. Якщо необхідно мати гравірування малюнок на полірованому поле, полірування фону здійснюють після гравіювання малюнка.
Мал. 1. Срібний гравійований стакан Кінець XVII ст. Майстер В. Андрєєв. Москва. Державна Збройна палата
Перенесення малюнка на метал. Для перенесення малюнка на метал поверхню пластини або вироби покривають тонким шаром білої акварельного фарби (або рідко розведеною білою гуашшю). Фарби дають висохнути і на неї переносять малюнок або від руки тонко відточеним олівцем, або через копіювальний папір, обводячи лінії малюнка також тонко відточеним твердим олівцем. Отриманий малюнок покривають спиртовим лаком або нітролаком, щоб він не стирався при роботі.
Пристосування для гравірування.
Шрабкугель являє собою суцільний чавунний куля діаметром близько 130 мм і масою до 15 кг, у якого зверху зрізаний сегмент. На круглому майданчику є прямокутний паз, а в одній з двох стінок паза зроблені отвори з різьбленням, в які вставлено притискні гвинти. Виріб, що підлягає гравірування (або дошка з прикріпленою до неї заготівлею), укладають в паз і міцно притискають гвинтами до протилежної стінки паза.
Колодки виготовляють з масивних сталевих або чавунних брусків, забезпечених спеціальними розсувними губками. Гравіруемих предмет закладають між губками і міцно затискають гвинтами. Щоб дошка з прикріпленою до неї пластиною або колодки зручно і стійко лежали на верстаті і в процесі роботи легко поверталися, під них підкладають Кранц - спеціальну важку шкіряну або парусинову круглу подушку діаметром 150-200 мм, туго набиту піском. Під шрабкугель для зручності роботи підкладають спеціальне шкіряне кільце. Кранці надають стійкість і маневреність (поворот) лежачим на них пристосуванням при роботі різцем, а також поглинають шум від ударів при роботі зубилом.
Граверний інструмент і його вживання.
Мал. 2. Чернь по сріблу
Хороший різець повинен відповідати таким вимогам:
а) він повинен бути зроблений з першокласного матеріалу;
б) відшліфований і добре заточений.
Зазвичай використовують різці, які виготовлені з високоякісної тонкоструктурних стали. Якщо необхідно виготовити інструмент твердий, з малим зносом, то найкраще для цього взяти сталь серебрянку або швидкорізальної сталь; різці також роблять зі сталі марки У7 і У8. Різцеві заготовки надходять на виробництво у вигляді сталевих прутків з головними поверхнями (верхня, нижня, бічні і лобова).
Розрізняють такі основні типи штихелів:
Гострий різець (шпіцштіхель) (рис. 3, а, б). Його бічні сторони злегка вигнуті назовні, ширина по верху 1 - 4 мм, кут між бічними поверхнями може варіюватися. Це найбільш уживаний тип штихеля; він служить для виконання більшості граверних операцій: оконтуривания малюнка, підрізування кутів в шрифтових роботах (особливо рукописних, всіляких подправок іпідчисток і т. п.).
Мессерштіхель - ножовий різець (рис. 3, в). Його поперечний розріз відповідає гострокутні трикутнику. Їм можна досягти волосяних ліній великої глибини: на смужці шириною 1 мм їм можна провести до 10 ліній.
Фасетштіхель - Фасетноє різець (рис. 3, г). У нього бічні стінки паралельні, а ріжучі поверхні зустрічаються під кутом 100 °. Ширина спинки 1,5 мм-Їм можна проводити лінії відносно широкі і незначною глибини.
Мал. 3. Види штіхілей: а - вузький шпіцштіхель; 6 - широкий шпіцштіхель; в - мессерштіхель (ножовий штихель); г - фасетштіхель; (Фасетноє штихель); д-юстір-штихель (котирувального штихель); е - флахштіхель з широкою спинкою; ж - те ж, з вузькою спинкою; 3 - болшті-Хель з широкою спинкою; і - то ж, з вузькою спинкою; до - фаденштіхель (нитяною штихель)
Юстірштіхель - котирувального різець (рис. 3, с). Його вигнуті бічні сторони на поперечному перерізі утворюють гострий овал; застосовують для юстування оправний царг, для того щоб полегшити вставку каменя в ювелірний виріб. Поверхня зрізу шліфується косо по відношенню до головної осі.
Флахштіхель - плоский різець (рис. 3, е, ж). Спинка і полотно цього різця завжди паралельні; в залежності від положення бічних сторін спинка може бути ширше або вже полотна. Ширина полотна від 0,2 до 5 мм; використовують не тільки для нанесення широких і плоских ліній; незамінний для ювелірів при доопрацюванні і монтуванні прикрас, вирівнюванні площин і т. п.
Болштіхель - напівкруглий різець (рис. 3, з, і). Полотно може бути вже або ширше спинки, але воно завжди рівне; ширина полотна від 0,1 до 5 мм; застосовується для строгих шрифтів різної ширини, при гравіювання заглиблень, при круглої і напівкруглої вибірці, а також для доробок прикрас.
Фаденштіхель - нитяною різець (рис. 3, к), схожий на плоский різець. У нього на полотні влаштовано безліч поздовжніх жолобків; його застосовують для декоративних виробів і для пожвавлення малюнків. Штихелі розрізняються не тільки за формою робочої частини, а й за характером і кутах заточення, а також за їх розмірами (номерами).
При гравіювання на увігнутих поверхнях або в поглибленнях застосовують гнуті штихеля. Для приготування гнутих штихелів той чи інший штихель нагрівають в середній частині до червоного і згинають до необхідної кривизни. Іноді штихелями надають подвійну кривизну, але обидва вигину обов'язково повинні лежати в одній площині.
При роботі штихель тримають в правій руці, в кулаці, так, щоб його рукоятка впиралася в долоню, а великий і вказівний пальці підтримували штихель в робочому положенні. При цьому лікоть знаходиться на вазі і опорою руки служить тільки великий палець, який в той же час є як би гальмом і обмежує прослизання штихеля вперед. У той же час вказівний палець регулює силу тиску на ребро штихеля і направляє його по лініях малюнка. Штихель ведуть завжди тільки по прямій лінії справа наліво, проштовхуючи його вперед невеликими ділянками.
При гравіювання кривих ліній і заокруглень поворот штихеля допускається лише в невеликих межах, а всі вигини ліній відповідно до малюнком здійснює ліва рука, яка повертає заготовку, закріплену в шрабкугеле (або колодці), назустріч різцю. Штихель повинен бути добре і правильно заточений. Чим м'якше метал, тим кут різання роблять менше (гостріше). При різанні м'яких матеріалів (дерево) кут дорівнює 45 °; для стали він досягає 60-65 °. Тупим штихелем працювати не можна - він зіскакує з металу і легко може поранити ліву руку, яка постійно знаходиться перед штихелем. Крім того, тупий штихель, зсковзуючи з металу, псує роботу. Гострий штихель легко ріже метал і бере нормальну стружку не більше 0,1-0,2 мм.
Для площинного гравірування придатні майже всі метали і і багато неметалеві матеріали (кістку, дерево, пластмаси, деякі м'які породи каменю, бурштин і ін.). З металів найкраще піддаються гравіруванню латуні, томпаку, пробне срібло, деякі стали. Добре гравіруються бронза, цинк, нікелеві сплави; гірше гравірувати на чистому золоті, чистому сріблі та платині, а також на чистому алюмінії.
Іноді для збагачення малюнка на срібних і золотих виробах спільно з гравіюванням застосовують травлення. Для цього виріб покривають кислототривким лаком, на якому сталевою голкою наносять малюнок так, щоб тільки зняти (процарапать) лак і оголити поверхню металу, потім виріб труять кислотою. Для травлення срібла застосовують розведену азотну кислоту, а для золотих виробів - розведену водою царську горілку. Після травлення лак видаляють скипидаром.
оброни гравірування
Оброни гравірування (тривимірне) - спосіб, при якому різцем створюється рельєф або навіть об'ємна (кругла) скульптура з металу; крім того, в зронив гравіювання виділяють два варіанти: опукле (позитивне) гравірування, коли малюнок рельєфу вище фону (фон заглиблений, знятий); поглиблене (негативний) гравірування, коли малюнок або рельєф ріжеться всередині.
В сучасних умовах художнє гравірування застосовується з різними цілями. В одних випадках обробляють безпосередньо поверхню виробу і отримують художній твір (декоративні предмети, ювелірні вироби і т. П.). В інших випадках виготовляють інструменти або пристосування, якими потім виробляють художні вироби серійним або масовим тиражем. До них відносяться виробництво гравюр, естампів, офортів, кліше для друку, гравіювання сітценакатних валів, багетних роликів, конгревного дощок, клейм для тиснення, пуансонів і матриць для штампування, прес-форм для лиття та т. П.
Слід відрізняти ручне гравіювання (ручними інструментами) від механічного, яке здійснюється за допомогою різних пристосувань і гравірувальних машин, які, в свою чергу, діляться на два типи; в одному випадку гравер сам керує рухом різця, в іншому - різець пересувається за допомогою спеціального шаблону, автоматично.
Оброни гравірування в порівнянні з площинним в сучасних умовах застосовують набагато ширше і частіше. Це пояснюється тим, що воно служить для виготовлення пристосувань, якими репродукується художні вироби в серійному порядку. Це штампи, прес-форми і т. П.
Виготовлення оброни технікою унікальних виробів за оригіналом художника зараз застосовується рідко. Оброни гравірування більш трудомісткий процес в порівнянні з площинним гравіюванням. Оброни виконують рельєф (або контррельєфи) і об'ємні предмети (або форми для обсягів). Ця робота, природно, вимагає зняття значно більшої маси металу з заготівлі.
Тому крім штихелів при оброни роботі застосовують зубила, так як рубати метал значно легше і швидше, ніж різати його штихелем.
Зубила представляють собою сталеві стрижні товщиною від 6 до 10 мм і довжиною від 120 до 150 мм. Робочий кінець отковивают і обпилюють по формі того чи іншого штихеля. Відповідно до цього розрізняють: спіцзубіло, фляхзубіло і болзубіло. Робочий кінець гартують з наступним відпуском. Крім зубил і штихелів до граверному ручного інструменту відносяться: керн (або кернер), застосовуваний для розмітки (від слюсарного керна відрізняється великим кутом загострення); січки - плоскі зубила різної ширини із заточуванням на одну сторону; карбівки - сталеві стрижні з різними робочими кінцями для вирівнювання фону і набивання фактури. Форма граверних чеканов подібна до карбованими (див. «Чеканка»), але вони зазвичай більш масивні, так як працюють ними в основному по сталевим заготівлях, при обробці штампів і пуансонів.
Пуансони. Їх виготовляють зазвичай з прутків квадратної інструментальної сталі товщиною 6, 7 і 10 мм з відповідною довжиною 65, 85 і 100 мм. Виготовляти пуансони більшої довжини нераціонально, так як вони виходять менш стійкими внаслідок шкідливих вібрацій і від сильних ударів можуть згинатися. Робітникові кінця пуансона надають невеликий конус, а на торцевій майданчику гравірують букву або цифру, а також її окремі частини в позитивному або негативному зображенні (т. Е. Назовні або всередину).
Від звичайних пуансонов відрізняються так звані зеки. Це пуансон, зроблений за формою літери, але з таким розрахунком, щоб на його робочої поверхні вийшли опуклими ті місця, які в букві або цифрі повинні бути втиснутими, поглибленими (обраними). При роботі така зека ставиться на те місце заготівлі, де повинна бути отгравірована буква. При ударі по зеке молотком метал під нею осідає, після чого залишається вигравіювати тільки зовнішні обриси літери, що значно легше. Різновидом пуансона є так звані маточники, на торці яких гравірується не буква або цифра, а частина рельєфу або елемент орнаменту. При зронив роботах застосовують також ріфлевкі і надфілі різних профілів.
При роботі пуансоном заготовку, так само як і при площинному гравіювання, зміцнюють в шрабкугеле або колодці, під яку підкладають Кранц.
При дрібної роботі користуються лупою, укріпленої на спеціальному штативі. Дуже важливо, щоб заготовка під час роботи була добре освітлена денним або вечірнім світлом.
Процес оброни гравірування складається з наступних операцій:
1) підготовчі операції;
2) виконання гравірування. Для виконання оброни робіт, так само як і для площинних, готують малюнок, який в цьому випадку забезпечують розрізами з характеристиками рельєфу (висота, кількість планів і т. П.) Або перетином обсягів. Однак обмежитися тільки малюнком в оброни роботах не можна. Необхідно мати модель, т. Е. Копію авторського оригіналу, виконану в гіпсі (або в крайньому випадку в пластиліні або воску).
Переклад малюнка на метал проводиться одним з наступних способів:
1. Поверхня заготовки покривають білою акварельною фарбою і на ній від руки з попередньою розміткою або за допомогою циркуля і лінійки відтворюють малюнок.
2. На заготівлю, покриту білою фарбою, наносять тонкий шар воску (або пластиліну). Потім підготовляють малюнок, виконуючи його олівцем на кальці. При перекладі малюнка треба враховувати, яким він повинен бути на металі - прямим або зворотним (дзеркальним). Дзеркальний малюнок необхідний при гравіювання печаток, факсиміле та інших робіт, призначених для отримання з них відбитків. Скопійований на кальку малюнок олівцем накладають на заготівлю лицьовою поверхнею вниз і притирають рукояткою штихеля. Потім обережно отдирают кальку і на воскової поверхні залишається добре помітний відбиток олівцем малюнка.
Виконання гравірування. Гравірування виробляють по-різному залежно від того, чи виконується опуклий (позитивний) оброни або поглиблений (негативний), при якому робота ведеться всередині. При опуклому оброни після нанесення малюнок оконтуриваются сталевий голкою або спіцштіхелем, щоб не збити його під час подальшої роботи. Потім навколо малюнка вибирають першу стружку. Цю роботу проводять уважно, щоб необережним рухом не зіпсувати малюнка. У деяких випадках штихелями надають ухил, щоб створити конусность вертикальним стінок.
Наступною операцією є вибірка фону; його вибирають (ріжуть або рубають) флахштіхель або флахзубілом. При глибокої вибірці або при гравіювання заокруглень застосовують болштіхель або аналогічної форми зубило. Після вирубки всього поля до необхідної глибини приступають до обробки рельєфу, який ріжуть або рубають відповідними штихелями або зубилами. Крім того, використовують ріфлевкі, надфілі і карбівки.
Для прискорення роботи при гравіювання повторюваних елементів або для виконання особливо дрібних і складних деталей застосовують пуансони, зеки і маточники, які попередньо виготовляють, виходячи з малюнка і характеру роботи.
При поглибленому оброни на відшліфованою поверхні заготовки викреслюють зовнішній контур рельєфу і обводять його спіцштіхелем. Після цього приступають до вирубки металу всередині окресленого малюнка. Рубку здійснюють зубилами різної форми, "вбити в глибину слід дуже обережно з частими перевірками і порівняннями з оригіналом. Перевірку проводять таким чином: в попередньо зволожену вирубану форму втискують шматок м'якого пластиліну і отриманий відбиток порівнюють з оригіналом, за яким ведуть роботу. Основні глибини вимірюють штангенциркулем або перевіряють шаблоном.
В процесі обробки невелика кількість залишеного металу знімають, а частина металу сідає, ущільнюючи під ударами чеканов і пуансона. Після остаточної обробки (шліфування й полірування окремих ділянок) зліпок стає тотожним моделі і вона повністю щільно входить в поглиблений оброни.
Для підчищення і підрізування на дні заглиблень застосовують гнуті штихеля і ріфлевкі. Щоб не зіпсувати край, застосовують спеціальну підкладку з щільного дерева або металу (латуні) розмірами 100X10X1,5 мм, краї у якій напівкруглою спиляні.
В даний час при виготовленні сталевих штампів і прес-форм для полегшення роботи гравера часто застосовують попередню грубу вибірку металу на фрезерних верстатах або виливок прецизійним (точним) методом всієї матриці або прес-форми. В останньому випадку граверна робота зводиться лише до зачистки і обробці порожнини штампа, що значно прискорює і полегшує процес роботи.