Производство колоколов осуществляется путем литья их в земляные или песчаные формы. Для изготовления этих форм требуется специальная технологическая оснастка. Перед нашей компанией стоит задача разработать и изготовить такую оснастку, для отливки качественных колоколов разных размеров и форм.
Традиционно для литья колоколов используется специальная колокольная бронза. Колокол обладает сложной геометрией, где каждый миллиметр толщины стенки влияет на чистоту и тон звучания. Разберем процесс подробно.
Исходя из требований заказчика (размеры, формы, акустические характеристики) разрабатываем 3D-модель колокола, проводим расчеты на частоты собственных колебаний (выдержит ли ли конструкция колебания при звоне), проверяем вес колокола, проводим прочностные расчеты (выдержит ли колокол нагрузки). После этого согласуем модель, размеры, толщины и форму с заказчиком и приступаем к изготовлению оснастки. При этом рассчитываются параметры литья и расположение литниковой системы. Моделируем процесс заливки металла, чтобы избежать возможные образования дефектов (поры, усадочные раковины).
Оптимизируем конструкцию оснастки для уменьшения количества смолы и песка и удешевления процесса литья. Для этого мы изготавливаем специальные опоку (металлическую раму, которая удерживает формовочную смесь при заполнении формы песком), не прямоугольную, а восьмигранную, которая обеспечивают минимально достаточную толщину стенки формы из ХТС.
Технический центр «Структура» изготовил оснастку как для маленьких (3-5кг), так и для внушительных размеров колоколов (до 400 кг).
Производим модель верха для формирования наружной стенки колокола и стержневые ящики, которые формируют внутреннюю полость колокола. При изготовлении оснастки мы не используем традиционные лекала – шаблоны, которые крепятся на вращающуюся ось. Обрабатываем на современных станках с ЧПУ, что позволяет обеспечить большую точность. Также это дает возможность точно выполнить замок, что позволит избежать перекосов при соединении формы верха и стержня, а именно этот перекос приведет к тому, что толщина стенки колокола будет сильно отличаться в разных местах, т.к. высота большая и даже минимальный угол дает смещение в несколько миллиметров.
Литейную оснастку изготавливаем из фанеры, сверху покрываем полиуретановым грунтом, чтобы защитить её от влаги.
В результате заказчик после отливки получает колокола с прекрасными акустическими и эстетическими характеристиками.
