Термин «Шликерная посуда» присутствует не только в лексиконе керамиста. О его существовании знает каждая хозяйка. Шликер также называют жидкой глиной, поэтому простому обывателю не совсем понятно, как из жидкой субстанции можно сформировать сложную форму.
В нашем понимании изготовление керамики тесно связано с работой на гончарном круге. Однако это классическое приспособление не всегда применимо, особенно если речь идет о литье тонкостенного фарфора, способного пропускать свет.
Для опытного керамиста шликерное литье является одним из видов искусства.
Но техника работы с жидкой глиной достаточно сложная, а малейшее отступление от технологии приведет к тому, что полученный результат будет сильно отличаться от запланированного.
Перед тем, как вдаваться в детали самого процесса литья, необходимо познакомиться с ключевым понятием, касающимся непосредственно шликера.
Что такое шликер
Шликер представляет собой глинистую массу, по консистенции похожую на жидкую сметану. В его состав входит каолин, полевой шпат и кварц. Из этого материала изготавливают тонкостенный фарфор методом отливки.
Сам термин имеет немецкие корни и используется с глубокой древности. Изначально жидкую глину применяли исключительно при росписи керамики.
Для приготовления массы цветную глину смешивали с водой, а затем полученный натуральный «краситель» наносили на поверхность черепка.
Сегодня шликер имеет более сложный химический состав, поэтому шликером принято называть вещество на основе глины, которое при помощи воды доведено до состояния суспензии и которое, естественно, используется для изготовления керамических изделий.
При отливке нужно использовать только пористые формы. Оптимальным вариантом является форма из гипса, так как гипс хорошо впитывает влагу. В зависимости от влажности шликера получают разную по физическим свойствам керамику.
К примеру, шликер для фарфора имеет влажность 33%, а для фаянса – 37%.
Как видно из показателей, небольшой разброс значений коренным образом влияет на конечный результат. В целом, керамист пользуется следующей закономерностью: глина с большей влажностью дает при заливке большую усадку.
Шликер может выступать не только в качестве основного материала. Его используют и как клей, если формируется сложное изделие, состоящее из нескольких частей.
Но шликерное литье применяется только в первом случае. Эта технология связана с наполнением специально подготовленных форм шликером и не подразумевает внесения корректив при помощи ручной лепки, а также работ на гончарном круге.
Шликер, как материал востребован в ручной работе и на массовом производстве.
Подготовка шликера – первый этап шликерного литья
Керамика из шликера не является редкостью. В обиходе каждого человека наверняка найдется какое-либо изделие из фарфора или фаянса, отличающееся изящными тонкими стенками, сложными формами, которые невозможно создать на гончарном круге или методом лепки.
Плотность жидкой глины может быть разной, но диапазон значений достаточно узкий. В среднем 1 кубический сантиметр суспензии имеет массу около 1,7 г.
Среди керамистов есть любители работать с натуральным продуктом. Они сначала готовят глину, высушивая ее и перемалывая, затем насыщают дополнительными компонентами и модификаторами (полевой шпат и силикаты являются составными элементами многих сортов глины). Но сегодня созданы все условия, чтобы с наименьшими временными затратами освоить технологию шликерного литья.
Материал продается в виде сухого порошка. В нем содержатся, помимо основных элементов, сода, жидкое стекло и нефелин. При желании можно модифицировать состав, добавив в него измельченное стекло.
Такой порошок хорошо смешивается с пигментом, поэтому керамист получает возможность отливать цветные формы.
Если шликер продается в упаковке, то производитель позаботился о том, чтобы дать покупателю подробную инструкцию по приготовлению суспензии. Но и при отсутствии инструкции процесс приготовления жидкой глины будет не таким уж и сложным.
В качестве наполнителя служит вода, однако нельзя брать воду из-под крана, так как она содержит соли, которые негативно влияют на разжижение порошка. «Мягкую» дистиллированную воду покупают в магазине.
При приготовлении шликера нужно избегать образования пузырьков воздуха. Они могут стать причиной появления в отливке полостей и трещин. Вода вводится в порошок медленно и аккуратно.
Использование дистиллированной воды исключает необходимость измерения жесткости, что в домашних условиях выполнить практически невозможно. При отсутствии особых указаний от производителя порошок разводится с водой в следующем соотношении: на а 2 кг сухого порошка приходится 1 л воды. Влажность полученной суспензии составит около 33%.
Помните, что добавление жидкого стекла и соды никак не влияет на показатель влажности.
Модификаторы вводятся поэтапно. Сначала добавляется 2/3 части жидкого стекла или соды, а после перемешивания в состав вносится оставшийся модификатор. Замешивать суспензию удобнее всего при помощи специального миксера. Если в арсенале такового нет, то подойдет дрель с соответствующей насадкой.
Длительность перемешивания составляет около 3 минут, за исключением тех случаев, когда шликер полностью готовится вручную. Добиться высокой степени однородности конечного состава можно путем поэтапного введения компонентов.
Например, порошок и вода делятся на три части. После введения каждой части материал тщательно перемешивается.
Состав из порошка и воды отстаивают в течение суток, после чего в суспензию вносится жидкое стекло, которое может служить наполнителем для доведения шликера до нужной консистенции.
Можно проверить текучесть глины простым способом: он должен выливаться тонкой непрерывной струйкой.
Перед заливкой следует еще раз процедить шликер, но теперь нужную текучесть получают добавлением воды. Технику заливки шликера не совсем корректно рассматривать обособленно, так как серия ошибок на разных этапах может привести к возникновению дефектов.
К примеру, пузыри в отливке могут появиться из-за использования жесткой воды, из-за введения воды в порошок под большим напором, а также при чрезмерно быстрой заливке. Таким образом, порча изделия не всегда указывает на низкое качество шликера.
Те, кто делает шликер из натуральной глины, обрекают себя на более трудоемкое занятие.
Сначала глину вымачивают в большой емкости, чтобы ее было удобно периодически перемешивать. В итоге должно получиться своеобразное молочко, жидкое и однородное. Оно должно процеживаться через сито.
При первом процеживании избавляются от разного мусора и частиц, которые не растворились в воде. После этого молочко снова отстаивается, пока вода не станет прозрачной.
Вязкая глина оседает на дно, и задача мастера заключается в том, что эту глину нужно собрать. Воду можно аккуратно слить через край емкости, а глину нужно переложить в другую посуду.
Более густая глина должна отстояться в течение двух суток. Она осядет еще сильнее, остаток воды снова придется слить. Из оставшейся глины можно готовить шликер нужной консистенции.
Увеличить текучесть позволит добавление воды, снизить – добавление жидкого стекла. Приготовление шликера желательно проводить в теплом помещении. По быстроте оседания глины судят о качестве приготовленного раствора.
Если уже через 15 минут появился густой осадок, то это означает, что глина недостаточно жирная. Ее необходимо обогатить жирными сортами, разведенными в воде с добавлением жидкого стекла.
Технология шликерного литья
В основу техники шликерного литья положены два физических явления. Первое заключается в том, что гипсовая форма, независимо от влажности материала, способна в большей или меньшей степени впитывать воду. Второе явление обратно противоположное, то есть, глина отдает влагу, причем по всему своему объему.
Если с поверхности глиняного черепка происходит отбор воды, то влага по капиллярам из толщи пласта поступает к поверхности.
В связи с этим определен наиболее подходящий материал для изготовления форм – гипс.
Методом шликерного литья можно изготавливать как толстостенные, так и тонкостенные изделия с полостью внутри.
На первый взгляд может показаться, что технология усложнена по сравнению с техникой ручной лепки или работы на гончарном круге. Здесь есть доля истины, так как процесс изготовления керамического изделия многоэтапный, и на каждом этапе необходим определенный навык и опыт.
Даже керамисты со стажем постоянно дорабатывают отливочные формы. Сам процесс занимает достаточно много времени. От подготовительных работ до получения изделия может пройти несколько недель.
Для отливки изделий понадобится форма, которая изготавливается из гипса по предварительно собранной модели. Можно сказать, что модель является точной копией будущего изделия, однако она должна быть несколько большей по габаритным размерам, так как глина в процессе сушки и обжига дает усадку.
Основная сложность заключается в том, чтобы точно определить степень усадки.
Если планируется наладить серийное производство или сделать несколько изделий из одной и той же глины, то усадку определить несложно. Здесь удобно пользоваться двойным кронциркулем с подгибающимися кончиками. Таким образом, если с одной стороны кончики по габаритам готового изделия, то на другой стороне кончики укажут размеры модели.
Если не учитывать этап приготовления шликера, то работы по заливке начинаются с разработки эскиза. С помощью модели будет конструироваться гипсовая оправка, состоящая, как правило, из двух частей.
Необходимо предусмотреть наличие литника, то есть, отверстия, через которое заливается шликер. Литник должен быть выполнен таким образом, чтобы жидкая глина полностью заполнила оправку.
После этого можно приступать к изготовлению модели. Если планируется заливать симметричные формы, то модель вытачивается из дерева на токарном станке. Применяются также такие материалы, как гипс, пластилин, силикон и даже керамика.
Имея в наличии готовую модель, несложно сделать разборную форму. Помимо литника на ней должны быть замки, чтобы части надежно удерживали шликер до наступления соответствующего этапа.
Если модель делают из того материала, которому керамист отдаст предпочтение, то саму оправку нужно изготовить строго из гипса, так как он впитает влагу из суспензии.
Забегая вперед, заметим, что замки позволят разобрать форму и извлечь отливку, подготовив оправку к очередному процессу. Только после того, как оправка будет полностью готова, можно приступать к подготовке шликерной массы.
Что же касается самого процесса, то он состоит из последовательных этапов. Шликерное литье бывает двух видов: наливное и сливное. Выбрав наливной способ, можно получить однородные керамические изделия, форма который будет точно такой же, как и форма модели.
Сливной способ применяется для изготовления тонкостенных полых керамических изделий. После того, как шликер отдаст часть влаги гипсу, его остатки сливаются, а на стенках формы образуется черепок из плотной глины.
- Сначала производится заливка готовой шликерной массы в форму через литник. На данном этапе от керамиста требуется выполнение определенных манипуляций, касающихся правильного формирования глинистой массы. Шликер заливается в хорошо просушенную гипсовую форму. Заметить впитывание влаги можно сразу, так как уровень шликера в форме начнет уменьшаться. Этот процесс керамисты называют насасыванием черепка.
- Лишнюю массу нужно удалить, пока черепок не затвердел. Для удаления глины используют любые подручные инструменты (нож, мастихин, стеки). Если выбран сливной тип литья, то сливается лишний шликер.
- Сметанообразная субстанция постепенно уплотняется, глина оседает. В процессе усадки стенки черепка отстают от гипсовой формы. Но даже если этого не произошло, то разобрать форму не составит труда, если она сделана разборной.
- Сначала снимается одна половинка формы. Отделять гипс от глины следует очень аккуратно, так как черепок обладает пластичностью и может деформироваться. Такую осторожность придется проявлять до тех пор, пока керамика не будет обожжена. Многоразовые формы готовы к следующей заливке, однако их предварительно нужно хорошо просушить.
- Какова бы ни была по качеству форма, идеального черепка сразу после заливки получить не удастся. На его поверхности останутся швы, вмятины, углубления. Швы срезаются ножом, углубления наполняются жидкой глиной и заглаживаются губкой. Прочие дефекты устраняются при помощи наждачной бумаги. После этого обработанное изделие сушится при комнатной температуре. На сушку может уйти до 6 дней, в зависимости от толщины стенок изделия.
- На заключительном этапе черепку придается прочность и влагостойкость. Данные свойства глина приобретает после обжига. Обжиг шликерного литья производится в муфельной печи, температура обжига составляет 900 градусов. Просушенный черепок помещают в печь, а затем медленно повышают температуру до максимального значения. В таком режиме керамику выдерживают около 4 часов, после чего печь вместе с содержимым начинает постепенно остывать. В работе с муфельной печью необходимо проявлять осторожность и не превышать положенной скорости роста или падения температуры. В противном случае может произойти разрушение не только черепка, но и самого муфеля.
Какие потребуются материалы?
Основным материалом является шликер. Его консистенция может быть различной, в зависимости от поставленной задачи. Если суспензию потрогать рукой, то она должна казаться маслянистой.
Наполнители и добавки способны менять те или иные свойства шликера, поэтому называются модификаторами.
К ним относятся:
- Глина другого сорта;
- Шамот;
- Песок;
- Стеклобой;
- Красители;
- Электролиты.
Форму для литья можно назвать оборудованием, причем важнейшим. Качество полученной отливки напрямую зависит от продуманности устройства формы, литника, замков, а также от качества изготовления.
Как было уже сказано, применимы только гипсовые формы. Они состоят из двух частей, соединяющихся друг с другом и закрепляющихся при помощи специальных выступов и впадин – замков.
Для художественного литья можно использовать формы разового применения. Их нет смысла усложнять, поэтому керамисты скрепляют половинки обычными резинками. Несмотря на то, что использованную форму можно высушить и применить повторно, она имеет ограниченный ресурс.
Если партия изделий отличается своей многочисленностью, то по модели изготавливают сразу несколько одинаковых форм.
В качестве материала для формы допустимо применять только скульптурный гипс высокого качества. В сухом состоянии он мелкий и легкий, не содержит комков и сторонних примесей. Гипс низкого качества начинает крошиться после нескольких отливок, в то время как качественный материал способен выдержать десятки циклов.
Отслужившие формы не выбрасывают. Их раскалывают на части, измельчают молотком, а затем добавляют в гипс для новых оправок, но не более, чем десятую долю от массы чистого материала.
Как решить возможные проблемы?
При шликерном литье практически на каждом этапе керамиста подстерегают более или менее серьезные проблемы. Их легче предотвратить, нежели решать.
Тем не менее, большинство проблем не имеет необратимого характера.
- Если мастер ведет литье методом слива, то сливается жидкая фракция. Но со временем глина быстро оседает, поэтому в оставшемся шликере образуется осадок, который не сольется. Это приведет к тому, что стенки сосуда будут утолщены за счет осадка. Когда нужно получить именно тонкостенное изделие важно, чтобы шликер не загустел. Перед сливом его следует перемешать, взбалтывая и потряхивая форму.
- При проектировании керамисты часто допускают ошибку, рассчитывая пропускную способность литника. Его нельзя делать чересчур большим, так как будет нанесен ущерб форме заготовки. Но и слишком малый литник может забиться глинистыми массами. В любом случае перед сливом необходимо убедиться в том, что литник свободен. Если в нем присутствует загустевший шликер, то его убирают шпателем или тонкой спицей. Некоторые мастера в отверстие литника вставляют трубочку, чтобы прочищать его, не нанося вред отливке. В таком случае форму следует перевернуть и сильно подуть в трубочку. Форма устанавливается на пластиковую подставку трубочкой вниз. Подобные манипуляции характерны для тел сложной формы.
- Если форму не перевернуть после слива, то остатки шликера начнут стекать по стенкам, образуя неравномерные утолщения. Изменение толщины стенок не только портит эстетичный вид изделия. На стенках возникает разное напряжение при обжиге, а это чревато появлением трещин. Таким образом, не полностью слитый шликер способен испортить заготовку.
Применение шликерного литья
Шликерное литье не является редкостью и встречается как в художественных промыслах, так и в промышленности. Если первая область применения нам достаточно знакома, то о второй мы порой просто не задумываемся.
Между тем, санитарная керамика, отделочные плитки, печные изразцы и прочие строительные элементы выполнены по технологии шликерного литья.
В промышленности шликер применяется для изготовления высоковольтных изоляторов. Фарфоровые изоляторы обладают высокими диэлектрическими качествами при своей относительно небольшой стоимости.
К тому же, керамика устойчива к перепаду температур и отличается долговечностью.
Лишь высокая хрупкость не позволила шликерной керамике сохранить лидерство на рынке изоляторов и стала причиной ее вытеснения более практичными современными изделиями из пластика.
