Šlikrové lití v dílně: od nastavení licí hmoty po odlitek připravený k přežahu
Lití do sádrových forem vypadá jednoduše: nalít, počkat, slít. Ve skutečnosti jde o soustavu vzájemně provázaných podmínek — složení šlikru, jeho hustota, stav sádry, teplota a vlhkost v dílně. Tato stránka vysvětluje, co se v tom krátkém okamžiku mezi naléváním a slitím děje a proč se stejný postup chová jinak v lednu a jinak v srpnu.
Co na této stránce najdete
Text sleduje pořadí, v jakém na sebe jednotlivé kroky v dílně navazují. Každý oddíl lze číst samostatně, ale příčiny většiny problémů leží o jeden až dva kroky dřív, než se projeví.
- Příprava šlikru a role elektrolytů
- Hustota a tekutost licí hmoty
- Sádrové formy a jejich savost
- Doba nabírání střepu a slití přebytku
- Rozebrání formy a začištění švů
- Sušení odlitku a smrštění
- Opotřebení formy a její výměna
- Přežah a glazování litých výrobků
- Typické vady: rozvrstvení, kroucení, bubliny
Příprava šlikru a role elektrolytů
Šlikr je vodní suspenze keramické hmoty, která má být zároveň hustá i dobře tekutá. Tyto dva požadavky si odporují: prosté ředění vodou sice zvýší tekutost, ale zároveň sníží obsah sušiny, takže střep nabírá pomalu, je slabý a při sušení se víc smršťuje. Právě proto se do šlikru přidávají elektrolyty.
Nejčastěji jde o vodní sklo (křemičitan sodný) a uhličitan sodný, obvykle v kombinaci. Jejich úkolem je rozptýlit částice jílu — každá získá stejný povrchový náboj a částice se navzájem odpuzují místo toho, aby se shlukovaly do vloček. Suspenze se tím ztekutí, aniž by bylo nutné přidat vodu. Množství je přitom malé, řádově desetiny procenta na hmotnost suché hmoty, a rozdíl mezi správnou a nadměrnou dávkou je znatelný.
Přeelektrolytovaný šlikr se pozná dobře: je zdánlivě řídký, ale lepivý, špatně se slévá, v hrdle zůstávají táhlé nitky a odlitek se drží stěny formy déle, než by měl. Zpět už se dostat nedá jednoduše — dávkuje se proto po malých krocích a vždy se míchá a nechá odležet, protože účinek se plně projeví až po několika hodinách.
Pracovní pořadí při míchání
- Odvážit vodu a rozmíchat v ní elektrolyty ještě před přidáním suché hmoty.
- Suchou hmotu vsypávat postupně za stálého míchání, ne naopak.
- Míchat dostatečně dlouho, ale bez zbytečného vtahování vzduchu.
- Nechat odležet nejméně přes noc, poté znovu promíchat.
- Před litím přecedit přes jemné síto, aby se zachytily hrudky a nečistoty.
Hustota a tekutost licí hmoty
Dvě veličiny stačí, aby byl šlikr pod kontrolou. První je litrová hmotnost: zváží se přesně jeden litr hmoty a výsledek v gramech na litr říká, kolik sušiny v suspenzi je. Druhou je výtoková doba, měřená jednoduchým výtokovým pohárkem — čas, za který se pohárek daného objemu vyprázdní, popisuje tekutost. Obě čísla mají smysl jen společně: hustý šlikr může být díky elektrolytům dobře tekutý a řídký šlikr může být naopak nepříjemně vazký.
Ke srovnávání je nutná soustavnost. Měří se vždy stejným pohárkem, při srovnatelné teplotě a po stejně dlouhém promíchání. Hodnoty se zapisují — u vlastní hmoty si dílna postupně vytvoří rozmezí, ve kterém odlitky vycházejí spolehlivě, a odchylka od něj pak sama napoví, co se změnilo.
Zvláštní pozornost patří tixotropii, tedy sklonu šlikru houstnout v klidu a znovu se ztekutit při míchání. Mírná tixotropie je užitečná: odlitek po slití lépe drží tvar. Silná je na obtíž, protože hmota tuhne už ve formě dřív, než se stihne rovnoměrně rozprostřít. Pozná se tak, že šlikr po několika minutách klidu znatelně ztuhne a po zamíchání se okamžitě vrátí do původního stavu.
- Před každou sérií promíchat celý objem, ne jen povrch v kbelíku.
- Měřit litrovou hmotnost i výtokovou dobu, nikdy jen jednu z nich.
- Nesměšovat starý a nový šlikr bez nového proměření.
- Vratný materiál — přebytky a odřezky — vracet rozmočený a přecezený, ne v hrudkách.
Sádrové formy a jejich savost
Forma není jen negativní tvar, ale aktivní součást procesu. Odsává vodu ze šlikru, který se dotýká její stěny, a tím vzniká střep. Kolik vody a jak rychle odsaje, závisí na pórovitosti sádry, a ta je dána především poměrem sádry a vody při odlévání formy. Řidší sádra je savější, ale měkčí a rychleji se opotřebí; hustší je odolnější, ale nabírá pomaleji.
Neméně důležitá je vlhkost, kterou forma právě obsahuje. Zcela vysušená forma na začátku nabírá prudce a nerovnoměrně, forma nasycená z předchozího odlitku naopak téměř vůbec. Proto se v dílně pracuje s rytmem: forma se používá, nechá vyschnout a teprve pak se do ní lije znovu. Dvě formy stejného tvaru v různém stupni vysušení dají při stejném šlikru a stejné době znatelně různě silný střep.
Formy se suší volně na vzduchu, při mírné teplotě a bez přímého sálavého tepla. Prudké sušení vede k síti drobných trhlin na líci, které se do každého dalšího odlitku otisknou.
Doba nabírání střepu a slití přebytku
Po naplnění formy se na její stěně začne usazovat vrstva odvodněné hmoty. Roste rychle v prvních minutách a pak stále pomaleji, protože už vytvořený střep sám brzdí odchod vody. Zdvojnásobení času tedy zdaleka neznamená dvojnásobnou tloušťku — obvykle stačí zhruba čtyřnásobná doba, aby stěna narostla na dvojnásobek.
Tloušťka se během lití kontroluje pohledem do hrdla nebo lehkým vpichem do přebytku u okraje, nikdy ne v místě, které zůstane na výrobku. Jakmile je stěna hotová, forma se obrátí a přebytek se slije. Slévat je třeba plynule a bez trhnutí; přerušený nebo příliš rychlý slit zanechá na vnitřní stěně vlny a stopy, které se později projeví jako nerovnoměrná tloušťka.
Po slití zůstává forma obrácená nakloněná do doby, než přestane odkapávat. Zbytky šlikru nashromážděné na dně by jinak vytvořily silné, pomalu schnoucí místo, které je pak nejčastějším zdrojem prasklin.
Co ovlivňuje dobu nabírání
- Vlhkost formy před litím a počet odlitků, které v ten den už udělala.
- Teplota šlikru i dílny — chladná hmota nabírá výrazně pomaleji.
- Hustota šlikru a stupeň jeho ztekucení.
- Tvar dílu: úzká hrdla a hluboká místa se plní i odvodňují jinak než široké plochy.
Rozebrání formy a začištění švů
Načasování rozebrání je stejně důležité jako doba lití. Předčasně otevřený odlitek je ještě měkký a při vyjímání se zdeformuje nebo protrhne. Příliš pozdě otevřený se naopak už začal smršťovat, přisedl k jádru nebo se zachytil na nedostatečně vyloženém podkosu a při vyjímání praskne. Vhodná chvíle je ta, kdy odlitek matně zavadl, drží tvar, ale ještě je chladný na dotek.
Forma se otevírá po jednotlivých dílech v pořadí, které odpovídá dělicí rovině, bez páčení o líc. V místě dělicí roviny zůstává na odlitku šev — tenký hřebínek hmoty, který je nutné odstranit, dokud je střep vlhký. Pouhé seškrábnutí nestačí: hrana se srovná škrabkou nebo nožem po směru švu a poté se přejede vlhkou houbou, aby se povrch v místě zásahu opět uzavřel.
Otvor po nálitku a odříznutý okraj se ošetří stejně. Suché broušení syrového střepu je poslední možnost — vytváří prach a otevřený povrch, na kterém glazura po výpalu často mění lesk.
Postup u čerstvě vyjmutého odlitku
- Odříznout přebytek u hrdla rovným řezem, ne kroucením.
- Srovnat šev po celé délce, včetně dna a spodní hrany.
- Zatřít vlhkou houbou s minimem vody, aby střep nezměkl.
- Zkontrolovat proti světlu, zda někde nezůstala ztenčená stěna.
- Odložit na rovnou podložku, ne na okraj stolu ani na netkanou tkaninu s reliéfem.
Sušení odlitku a smrštění
Odlitek obsahuje po vyjmutí ještě značné množství vody. Jak odchází, částice se k sobě přibližují a výrobek se zmenšuje. Toto sušicí smrštění probíhá do okamžiku, kdy se částice dotknou; dál už rozměr klesá jen minimálně, přestože voda odchází i nadále. Druhá část smrštění nastane až při výpalu, takže hotový výrobek je znatelně menší než vnitřek formy.
Kritické je, aby všechny části schly přibližně stejně rychle. Tenký okraj vysychá dřív než silné dno, chce se smrštit, ale je držen dosud vlhkým sousedstvím — a vzniká napětí, které končí trhlinou. Proto se odlitky suší zvolna, mimo průvan a přímé teplo, zpočátku zakryté fólií nebo v uzavřeném prostoru, a odkrývají se postupně.
Zvláštní péči vyžadují místa s nestejnou tloušťkou a připojené díly, například ucha nebo hubičky. Tam se osvědčí lokální zpomalení sušení — proužek fólie nebo vlhká látka na tenčí části — než plošné zrychlení celku.
- Ploché díly sušit na rovné savé podložce a jednou během sušení obrátit.
- Duté tvary stavět tak, aby vzduch proudil dovnitř i vně přibližně stejně.
- Do pece dávat pouze střep vyschlý na vzduchu, chladný na dotek na všech místech.
- Trhlinu na syrovém střepu nezaplňovat šlikrem — při výpalu se s velkou pravděpodobností otevře znovu.
Opotřebení formy a její výměna
Sádrová forma je spotřební nástroj. S každým odlitkem se do jejích pórů ukládají soli z elektrolytů, povrch se mechanicky obrušuje a savost klesá. Změna nepřijde náhle: nejdřív se prodlužuje doba nabírání, potom se vytrácí ostrost detailu, hrany se zaoblují a dělicí rovina přestává dosedat.
Nasycení solemi se projevuje bílým výkvětem na líci a lepivostí odlitku. Formu lze do jisté míry vysušit a povrchový výkvět odstranit, ale jde o odklad, ne o opravu. Rovněž doplňování otlučených hran novou sádrou funguje jen omezeně, protože nová a stará sádra nabírají různě rychle a rozhraní se otiskne do každého dalšího odlitku.
Rozumnější je vést si u každé formy jednoduchý záznam počtu odlitků a stavu líce, a novou formu odlít z matečního modelu dřív, než začne kvalita klesat. Životnost se velmi liší podle tvaru, tvrdosti sádry a zacházení; sledovat je proto nutné konkrétní formu, ne obecné číslo.
Signály, že je čas na novou formu
- Stejný šlikr a stejná doba dávají výrazně slabší střep než dříve.
- Na líci je patrná síť trhlinek nebo bílý povlak, který se rychle vrací.
- Šev je stále širší a jeho začišťování zabírá víc času než dřív.
- Odlitky se drží stěny a při rozebírání se trhají v týchž místech.
Přežah a glazování litých výrobků
Přežah převádí vysušený střep do stavu, ve kterém se s ním dá bezpečně manipulovat a který přijímá glazuru. Odlitky mívají tenkou a rovnoměrnou stěnu, takže je zbytečné je pálit rychle; náběh se drží mírný zejména v pásmu, kdy z hmoty odchází zbytková a chemicky vázaná voda.
Výška přežahu určuje savost přežahnutého střepu, a tím i chování glazury. Nižší přežah dává savější střep, který glazuru přijímá rychle a v silnější vrstvě; vyšší přežah savost snižuje a namáčení se prodlužuje. Ani jedno není lepší — je to volba, které se pak přizpůsobí hustota glazury a doba namáčení.
Před glazováním se ze střepu odstraní prach a zbytky mastnoty z rukou. Namáčí se plynulým pohybem a bez zastavení, aby nevznikly přechody různé tloušťky. Dno a spodní hrana se otřou dočista. U tenkostěnných litých kusů je běžné, že první namočení proběhne rychleji, než se čeká — vhodné je zkusit to nejdřív na jednom kusu a teprve pak jet sérii.
Typické vady: rozvrstvení, kroucení, bubliny
Většina vad odlitků má několik možných příčin a rozlišit je lze jen podle toho, jak vada vypadá a kdy se objevila. Následující přehled shrnuje tři nejčastější skupiny.
- Rozvrstvení stěny
- Na lomu je patrná více než jedna vrstva, případně se střep při sušení nebo výpalu rozdělí podél plochy rovnoběžné s povrchem. Typicky vzniká přerušením lití a dolitím po prodlevě, mícháním starého a nového šlikru bez proměření nebo příliš vysušenou formou, která první vrstvu odvodní prudce a další už mnohem pomaleji.
- Kroucení a deformace
- Kruhový okraj přestane být kruhový, dno se prohne, plochý díl se zvedne v rozích. Příčinou je nerovnoměrné sušení, uložení na nerovnou nebo nesavou podložku, ale také nestejná tloušťka stěny daná nepravidelným nabíráním. Deformace vzniklá už při sušení se ve výpalu zpravidla ještě zvýrazní.
- Bubliny a póry
- Drobné dutinky pod povrchem nebo otevřené kráterky, které se objeví až po glazurovém výpalu. Bývají z nadměrně provzdušněného šlikru, z prudkého nalévání proudem nad hladinu nebo z nedostatečného odležení hmoty po míchání. Pomáhá klidné lití po stěně formy, míchání bez vířivého vtahování vzduchu a dostatečná doba zrání šlikru.
Krátká rozvaha při hledání příčiny
- Objevila se vada u jednoho kusu, nebo u celé série? Série ukazuje na šlikr nebo na postup, jednotlivý kus spíš na formu či manipulaci.
- Kdy je vada poprvé vidět — na syrovém střepu, po sušení, po přežahu, nebo až po glazuře?
- Co se od poslední bezproblémové série změnilo: nová dávka hmoty, jiná forma, jiná teplota v dílně?
- Souhlasí naměřená litrová hmotnost a výtoková doba s hodnotami, které dřív fungovaly?
Kontakt a povaha projektu
Bravindi je nezávislý informační projekt věnovaný technologii šlikrového lití keramiky. Publikuje redakčně zpracované texty o přípravě licí hmoty, práci se sádrovými formami, sušení, výpalu a vadách odlitků. Nenabízí žádné placené služby ani prodej.
Pokud chcete upozornit na nepřesnost, doplnit zkušenost z vlastní dílny nebo navrhnout téma, napište na [email protected].
Popsané postupy vycházejí z běžné dílenské praxe. Konkrétní hodnoty se vždy odvíjejí od použité hmoty, sádry a podmínek v konkrétní dílně, proto je namístě je ověřit na vlastní zkušební sérii.