Дипломная (вкр): Содержание уроков технологии как средства совершенствования эстетической подготовки учащихся

Виды обработки листового металла. Дифовка, выколотка и чеканка, основные способы обработки листового металла.

Дифовка - древний прием холодной обработки листового металла, производимый непосредственными ударами молотка, под которыми он тянется, изгибается, садится и в результате приобретает необходимую форму. От кузнечной ковки дифовка отличается тем, что она производится в холодном состоянии, а при кузнечных работах металл нагревают докрасна. Кроме того, она выполняется из листового металла не толще 2 мм; ковочные же работы обычно производятся из массивной заготовки. От чеканки дифовка отличается тем, что она выполняется непосредственно молотком, а чеканы (притом деревянные) употребляются редко.

На протяжении своей многовековой истории в зависимости от обрабатываемого металла (золота, серебра, меди, железа) и назначения производимых изделий дифовка приобретала различные виды и свойства.

Виртуозного искусства она достигала в руках величайших античных скульпторов Фидия и Поликлета, которые одевали в золотые одежды свои статуи Афины и Геры, дифуя их из тонких золотых листов. Древнерусские златокузнецы выколачивали из листового золота и серебра кубки, чаши и ковши, украшенные чеканкой, гравировкой и драгоценными камнями, которые становились образцом ювелирного искусства. Дифовку применяли для выколотки из стали рыцарских щитов, шлемов, лат и доспехов, с использованием кузнечного ремесла. Наконец, ее применяли для изготовления больших котлов, трубопроводов и других изделий из меди, объединяемых понятием "медницких" работ и часто выходящих за пределы художественной обработки. В дореволюционной России и в Западной Европе в XVIII и XIX вв. выколотка применялась довольно широко и носила специальные названия: техника "битой меди" и "кованой меди". Ее также называли "выбивкой" или техникой "репуссе". Скульптура дифовалась из красной меди и устанавливалась на стальных сварных каркасах [29]. В настоящее время в области художественной обработки можно выделить следующие виды дифовки: свободная ручная выколотка; механизированная выколотка; выколотка по модели.

Свободная ручная выколотка. Это древний прием, однако он применяется и сейчас. Задача этой техники - создать из листового металла полое объемное изделие. На прилагаемых рисунках показаны современные декоративные изделия, выколоченные из меди: декоративная ваза ласточки (в соответствии с рисунком 1).

Рисунок 1. Декоративная ваза. Выколотка из меди "Ласточки".

Получение объемной формы из плоской заготовки обусловливается тремя процессами, которые в различных чередованиях и комбинациях составляют свободную ручную выколотку.

Первый процесс - это расплющивание заготовки, лежащей на стальной наковальне, ударами стального молотка, т.е. увеличение площади за счет уменьшения толщины, которое происходит, если молотком равномерно ударять по всей поверхности заготовки. Если же наносить удары на небольшом, ограниченном участке листа, не трогая его краев, то заготовка будет не только расплющиваться - уменьшаться по толщине в том месте, по которому наносится удар, но одновременно и деформироваться, т.е. образовывать сферическую поверхность, вогнутую со стороны удара. Это происходит потому, что нетронутые ударом части листа не дают материалу раздаваться в стороны.

Второй процесс - сгибание листовой заготовки, когда вогнутая сторона претерпевает сжатие, а выпуклая - растяжение. Сгибание производят стальным (или деревянным) молотком на ребре наковальни. Сгибание может происходить под углом и по радиусу, по прямой, по дуге и по сложной кривой. Это достигается благодаря тому, что в качестве опоры выбирается ребро фасонной наковальни соответствующей формы; при этом происходит не только сгибание, но и вытяжка металла.

Третий процесс - осадка металла, т.е. в результате удара толщина (поперечное сечение) материала увеличивается. Для этого заготовка предварительно гофрится, а затем гофры осаживаются ("выводятся") стальным или деревянным молотком на наковальне (в соответствии с рисунком 2).

Рисунок 2. Процесс выколотки.

Этот процесс работы является наиболее сложным и требует от исполнителя соответствующих навыков. Гофры, например, должны быть низкими и широкими, их легче осаживать. Высокие и узкие гофры при осадке нагоняются друг на друга, в результате чего образуются трещины и складки. Очень важно, чтобы гофры не были завалены на одну сторону или подсечены. Кроме того, губки круглогубцев или специальных гофрилок должны быть закалены и отполированы, иначе на поверхности металла в процессе гофрирования могут появиться повреждения.

Инструменты, употребляемые при выколотке, делятся на две группы: ударные и опорные.

К ударным инструментам относятся различные по форме молотки, изготовляемые из различных материалов. Очень широко применяются молотки, сделанные из материалов, имеющих твердость меньшую, чем у металлов. Под ударами таких молотков металл меньше гартуется и, кроме того, на обрабатываемой поверхности не остается от них следов (засечек, царапин и т.п.). К ним относятся деревянные молотки с плоскими или фасонными бойками из твердых пород (клена, самшита и др.). Для упрочнения корпус молотка несколько раз обматывается тесьмой на клею и покрывается лаком. Молотки из текстолита служат дольше деревянных и удобны в работе. Резиновые молотки из литой резины или с резиновыми вставками употребляются для выколотки и выглаживания ответственных деталей, и они не оставляют никаких следов от удара. Молотки со вставками из красной меди, алюминия или свинца служат для обработки цветных металлов.

Стальные молотки, применяемые для дифовочных работ, отличаются большим разнообразием форм (плоские, выпуклые, изогнутые и др.). Наиболее часто употребляются наводильники - для посадки гофр, гладильники - для правки и проковки металла, шаровые молотки - для выколотки вогнутых и выпуклых форм и т.п. Бойки всех молотков тщательно полируются во избежание образования засечек и царапин на обрабатываемом металле.

В прошлом у мастеров-дифовщиков насчитывалось свыше 100 различных видов молотков. Некоторые из них были настолько узко специализированы, что ими выполнялась только одна строго определенная операция, например "шеечный" молоток для обработки шейки вазы. К опорным инструментам относятся: различные по форме наковальни и плиты, на которых производятся правка листового металла, а также гибка под углом (на ребре); шпераки (бугаи), имеющие обычно два плеча, отличающихся по форме рабочего конца (плоское, округлое, конусное и т.п.); прямые и изогнутые стойки - для удобства обработки сложных по форме изделий; амбусы - массивные стойки с выпуклой поверхностью, применяемые для выколотки и проковки выпуклых изделий; скребки - односторонние, двусторонние, прямые и радиусные - для загибки, подсечки, клепки швов и т.п.

В прошлом количество разнообразных опорных инструментов было также велико, как и молотков, и достигало многих десятков. При работе опорный инструмент либо зажимается в стуловые тиски, либо забивается в тяжелый чурбан.

Кроме этих основных инструментов дифовщики используют многие слесарные инструменты - напильники, шаберы, плоскогубцы, круглогубцы, гофрилки, ручные ножницы для резки металла и т.п.

Свободной выколоткой можно обрабатывать самые' различные металлы и их сплавы: золото, серебро, медь, латунь, томпак, алюминий, никелевые сплавы и сталь. Однако свободная выколотка - медленный и трудоемкий процесс, поэтому она применима только для выполнения в металле первых авторских образцов. Но во всех случаях, где это возможно, ее следует заменять более современными и производительными приемами: давкой на станке или дифовкой по модели, а также использовать специальные механизмы.

Выколотка по моделям. Этот способ в настоящее время применяется для производства художественных барельефов и круглой (объемной) скульптуры из меди, латуни и алюминия, а также нержавеющей стали. Этой техникой можно производить крупные экстерьерные декоративные произведения, монументальные фигуры для памятников и интерьерную художественную скульптуру.

Монументы, выполненные дифовкой, значительно экономичнее литых - расход металла меньше, они легче по массе, удобны в перевозке; будучи установленными на стальные каркасы, они достаточно прочны и долговечны.

В настоящее время разработана технология, которая состоит из следующих операций.

. С авторского оригинала, отформованного в гипсе (в натуральную величину), снимается кусковая гипсовая форма.,

. Посредством кусковой формы по частям изготовляются цементные модели головы, торса, рук, ног и т.п.

. Для сильно профилированных деталей фигуры (лицо, кисти рук и др.) отливаются баббитовые модели.

. Иногда для наиболее ответственных и сложных по рельефу деталей отливаются дополнительно баббитовые формы (для чего соответствующие куски кусковой гипсовой формы специально вновь заформовываются в гипсовую кусковую форму, в которую и производится отливка из баббита). Эти баббитовые формы, подобно матрицам, служат для уточнения рельефа при выколотке.

. Раскраивается листовой металл для выколотки отдельных деталей (частей) фигуры. Толщина листа в зависимости от размера фигуры для меди, латуни и алюминия берется от 1 до 2 мм, для нержавеющей стали 0,5 мм. Расчет площади листовой заготовки производится приблизительно с учетом вытяжки и посадки. Измерение проводят стальной линейкой по огибу модели.

. Производится предварительный отжиг листовой заготовки для восстановления пластичности с последующим отбеливанием, промывкой и сушкой. Он применяется для меди, латуни и стали, если материал недостаточно пластичен (нагартован). Алюминий предварительного отжига не требует.

. Листовая заготовка, наложенная на баббитовую или цементную модель, дифуется резиновым молотком. Для обколотки по модели применяются также деревянные, текстолитовые и свинцовые молотки. Наиболее углубленные места отрабатываются деревянными чеканами. При сложном рельефе применяют разрезы заготовки или вырезы излишков металла, которые не удается посадить. Затем эти участки завариваются и швы проковываются стальным молотком.

. Осуществляется повторный отжиг заготовки для снятия наклепа. Нагрев производится до темно-красного каления (медь, латунь, сталь). Алюминий отжигается с большой осторожностью - его нагревают до тех пор, пока предварительно нанесенные на его поверхность мылом штрихи не начнут чернеть.

. Предварительно обколоченная заготовка вновь накладывается на модель и прикрепляется к ней посредством веревок или струбцин (при выколотке рельефов). При повторной обколотке достигается наибольшее соответствие с моделью. Дифовка ведется также деревянными и резиновыми молотками. Иногда при сложной форме модели эта операция повторяется еще несколько раз с промежуточным отжигом.

. Затем выполняется прочеканка заготовки на смоле стальными чеканами. Для этого заготовка заполняется смолой, состоящей из битума, канифоли и формовочной смеси (литейной), после застывания смоляной массы прорабатывается соответствующими стальными чеканами и наносится фактура. По выполнении чеканки деталь должна соответствовать авторскому оригиналу.

. После выполнения всех этих операций производится сборка деталей и монтировка фигуры. Эта операция начинается с подгонки и припиловки краев деталей между собой. Излишки металла осторожно обрезаются ножницами и опиливаются напильниками. Листы подгоняют встык и сваривают. После сварки необходимо швы тщательно зачистить. При сварке (от неравномерного нагрева) происходит коробление и деформация заготовки, которые необходимо устранить. Это осуществляется путем выгибания и простукивания заготовки на специальных приспособлениях - амбусах, заменяющих наковальню.

. Окончательной операцией является монтировка фигуры на стальной каркас. Для этого предварительно готовят стальной каркас, а на внутренней поверхности фигуры из того же материала, из которого дифовалась фигура, приваривают специальные кламеры, к которым и крепят каркас. Соединение стального каркаса с кламерами из цветного металла осуществляют через текстолитовые прокладки во избежание образования гальванопары.

По сравнению с дифовкой и выколоткой чеканка - более тонкий вид обработки, применяемый при выделке высокохудожественных изделий, более популярный. Этот вид обработки металла относится к одному из древнейших. Он был известен в древнем Египте, античной Греции и Риме, с давних времён - в Иране, Китае, Индии и Японии. В эпоху возрождения чеканка получила развитие в странах западной Европы, на Руси - в домонгольский период и вновь расцвела в искусстве XV - XVII веков. Дальнейшее развитие она получила в XVIII и XIX столетиях и продолжает применяться и обогащаться в современном декоративно-прикладном искусстве [35,36].

Чеканная техника обработки металлов охватывает широкий круг изделий, отличающихся по художественному принципу: от плоскорельефных орнаментальных до горельефных и круглых фигурных композиций, от двухмерных линейно-графических, близких к гравировке, до трёхмерных объемно-скульптурных, от миниатюрных ювелирных до монументальных многометровых, от простейших и до высокохудожественных.

Художественная чеканка подразделяется на два основных вида, различающиеся по технологии: по листу или литью или оброну. В первом случае из листа создают новое художественное произведение: во втором - только выявляют и завершают форму, ранее созданную скульптором и отлитую или вырезанную из металла техникой оброна [37].

Суть чеканки заключается в обработке поверхности металла путём ударов молотка по специальному инструменту - чекану. Чеканы различаются по форме рабочего конца и назначению. В древней Руси чеканом назывался боевой молоток, имеющий на конце острый шип. В современном понятии чекан - это стальной стержень с рабочим концом, боем. Бои имеют самые разнообразные формы. В арсенале современного чеканщика более 200 чеканов.

Украшения, выполненные в технике чеканки с привлечением других видов формовки, прекрасно дополняют декоративный убор жилых домов, обогащая его и вместе с тем придавая строениям отличительные черты, выделяя их из общей массы застройки улицы, квартала, города.

Своеобразным развитием и усовершенствованием чеканки является басменная техника обработки металла.

Басма - тиснение тонкого листа на матрицах, начала применяться в русском искусстве со второй половины XI века для отделки различных изделий: иконостасов, окладов икон, рам, переплётов книг, ларцов, сундуков и т.п. Вместо многократных ударов чеканом для придания необходимой формы применялись фигурные чеканы - пуансоны, производящие тиснение. Одного удара такого пуансона по тонкому листу было достаточно для придания металлу соответствующей формы. Матрицы, басменные доски являются дальнейшим развитием техники тиснения. Они изготавливаются из медных сплавов или из стали. На такую матрицу кладётся тонкий лист металла, сверху которого помещается свинцовая листовая накладка. По свинцовой накладке наносятся удары молотком или производится давление с помощью пресса.

Ажурная чеканка. Этот вид чеканного мастерства еще называется "железными кружевами". Фон изображения высекается с помощью специальных сечек. Для удобства сначала делается расходка контура острым обводником, потом по этим линиям проводится высечка. Отжиг таких изделий производится с особенной осторожностью, т.к. тонкие перегородки могут легко расплавиться. Острые края и оставшиеся после просечки заусенцы запиливают напильником и надфилями.

Часто материалом для ажурной чеканки служит готовое объемное изделие. В этом случае главное - соблюсти ритм пустот и линий рисунка, чтобы в результате получился красивый ажурный орнамент. Высечка линий делается гораздо реже, хотя этот прием может быть столь же эффектным.

Контурная чеканка. Она выполняется только расходниками на плоском листовом металле без выколотки рельефа. Контурная чеканка напоминает гравировку, но, в отличие от последней, может быть как вогнутой, так и выпуклой. Чаще всего таким образом украшаются различные предметы быта. Очень хорошо смотрится орнамент, выполненный контурной чеканкой в одну линию. При этом для придания линиям дополнительной четкости фон можно немного опустить. Часто фон покрывается мелким орнаментом, выполненным пуансонами. Контурные чеканки делаются целиком на смоле. В некоторых случаях засмолку приходится проводить по нескольку раз.