Практика · материалы и прокалка

Сравнительные отливки: материалы и циклы прокалки

В серии использовали JEWELRY WAX Green / EWIC-3000, Citrus Cast Orange и Citrus Cast Lime и четыре разных цикла прокалки. Задача — на реальных отливках посмотреть две вещи отдельно: как меняется результат при изменении режима печи и какие различия между фотополимерами проявляются при максимально близких остальных условиях.

Кто проводил основную серию. Практикующий ювелир и преподаватель литья в колледже. Для теста он сознательно вернулся к инструкциям производителей по формовке и старался сравнивать материалы при одинаковых условиях. Это производственные испытания, а не лабораторный эксперимент: между опоками менялись циклы, а по ходу серии корректировались печать, ориентация и поддержки.
Формовка основной серии

Prestige Optima · 38% воды

Смешивание под вакуумом: около 3–4 минут, затем короткая вибрация. Схватывание — 30 минут, сушка — 3 часа. В печь ставили уже высушенную опоку.

Литьё основной серии

Латунь Л63 · 1000 °C

Indutherm VC-400, графитовый тигель и защитная среда. Температуру металла выбрали с расчётом на одновременное заполнение тонких и массивных моделей.

Почему сравнение полезно

В двух опоках — три материала на одной ёлке

Когда разные фотополимеры находятся в одной опоке, для них совпадают формомасса, замес, схватывание, прокалка и заливка. Это не убирает различия печати самих моделей, но заметно сокращает число переменных при оценке результата в металле.

одна ёлка → одна формовка → одна опока → один цикл прокалки → одна заливка

Материалы рассматриваются на равных. JEWELRY WAX Green / EWIC-3000 здесь не «эталон», а хорошо знакомый участник сравнения, который помогает понять масштаб различий на тех же моделях и в тех же литейных условиях.

Четыре разных режима

Одного «правильного цикла прокалки» нет

Эта серия заодно показывает то, что важно учитывать при работе с выжигаемыми фотополимерами: рабочие программы печи могут заметно отличаться друг от друга.

В четырёх опоках использовали четыре разных режима прокалки. Во всех четырёх случаях были получены отливки, но качество поверхности и поведение сложных моделей различались. Поэтому сам по себе график не бывает «правильным» только потому, что похож на один известный цикл.

задачи процесса одни → рабочие программы печи могут быть разными

Цикл должен в конкретных условиях обеспечить удаление фотополимера и продуктов его разложения, не разрушить формомассу, прогреть опоку по сечению и привести её к температуре, подходящей для заливки. На результат влияют печь и воздухообмен, размер и загрузка опоки, формомасса, геометрия моделей и температура опоки при литье.

Это не означает, что подойдёт любой режим. Разница между четырьмя отливками как раз показывает цену настройки: цикл может дать металл, но оставить более грубую поверхность, хуже справиться со сложным рельефом или иметь меньший технологический запас. Подробно эта логика разобрана в статье «Рабочие циклы прокалки: почему разные программы работают» →

Для каждой опоки сначала показан график цикла, ниже — точная таблица подъёмов и выдержек. Так проще и сравнивать режимы между собой, и быстро считать цикл в работе.

Опока №1

Первое сравнение Orange и Lime

В этой опоке EWIC не было. Оранжевые модели в протоколе отдельно отмечены как переэкспонированные, поэтому результат №1 нельзя использовать как чистое сравнение двух цветов.

90 °C → 130 °C → 620 °C → 760 °C → к температуре литья
График цикла
График цикла опоки номер 1: 90, 130, 620 и 760 градусов с последующим спуском к температуре литья
График помогает быстрее увидеть длинный нижний участок, две верхние выдержки и финальный спуск. Звёздочка у 640 °C напоминает о расхождении между таблицей и текстом протокола.
Таблица температур и выдержек
ТемператураПодъёмВыдержка
90 °C30 мин2 ч
130 °C30 мин4 ч
620 °C1 ч1 ч
760 °C30 мин3 ч
640 °C по таблице протокола1 члитьё
В исходном протоколе есть расхождение. В текстовой части указана температура опоки при литье 580 °C, а в таблице программы — 640 °C. Пока фактическая температура не уточнена, в статье нельзя подменять одно значение другим.

Что было на одной ёлке и что получилось

Опока №1: Orange и Lime на одной ёлке до формовки
Orange и Lime на одной ёлке до формовки.
Опока №1: отлитая ёлка после размывки формомассы
Та же отливка после размывки формомассы: видна ёлка целиком.
Опока №2

EWIC, Lime и Orange на одной ёлке

Самая показательная отливка серии по оценке испытателя. Все три материала прошли одну и ту же формовку, прокалку и заливку.

130 °C → 550 °C → 780 °C → 580 °C → литьё
График цикла
График цикла опоки номер 2: 130, 550, 780 и 580 градусов
На графике наиболее наглядно видно, почему этот режим воспринимается как удачный: длинные выдержки и отдельный спуск к 580 °C перед заливкой.
Таблица температур и выдержек
ТемператураПодъёмВыдержка
130 °C30 мин4 ч
550 °C40 мин2 ч
780 °C30 мин4 ч
580 °C1 ч 30 минлитьё

Именно этот режим испытатель назвал наиболее удачным по общему качеству. На значительной части моделей результат Citrus Cast сопоставим с привычным ему EWIC.

Прямое сравнение трёх материалов

EWIC-3000, Citrus Cast Lime и Citrus Cast Orange находились на одной ёлке и прошли одну формовку, один цикл прокалки и одну заливку. Ниже — сначала расположение моделей на общей ёлке, затем отлитая ёлка и крупные фотографии результатов по каждому материалу.

Опока №2: EWIC, Lime и Orange на одной ёлке до формовки
Сравниваемые материалы на одной ёлке до формовки.
Опока №2: отлитая сравнительная ёлка целиком
Отлитая сравнительная ёлка целиком.
Опока №3

Цикл на основе рекомендации JAMGHE

Снова сравнивались EWIC-3000, Lime и Orange на одной ёлке. Программа повторяет температурные точки холодного заводского цикла JAMGHE, но верхняя выдержка была сокращена до четырёх часов.

0 → 200 °C за 2 ч → 780 °C за 3 ч → 780 °C 4 ч → 580 °C → литьё
График цикла
График цикла опоки номер 3: холодный старт, подъём до 200 градусов, затем до 780 и выдержка 4 часа
График отделяет известную часть программы от финального спуска: в этой серии повторили температурные точки холодного цикла JAMGHE, но верхнюю выдержку сократили до 4 часов.
Не называем этот режим официальным циклом JAMGHE без оговорки. В заводской инструкции для холодного старта указана выдержка 6 часов при 780 °C; здесь использовалось 4 часа.

Результаты по трём материалам

Опока №3: сравнительная ёлка до формовки
Сравнительная ёлка до формовки.
Опока №3: металл после размывки формомассы
Отливка при размывке формомассы. Это технологический кадр, а не замена фотографиям готовых моделей ниже.
Опока №4

Горячая загрузка, или «шоковый» режим

В опоке были EWIC-3000 и Citrus Cast Orange. Испытатель редко работает таким способом и отдельно отметил, что результат оказался лучше ожидаемого, хотя качество поверхности ещё требует доработки режима.

500 °C → 780 °C за 1 ч → 780 °C 3 ч → 580 °C за 1 ч → литьё
График цикла
График цикла опоки номер 4: загрузка при 500 градусах, затем 780 и спуск к 580
Горячая загрузка читается по графику мгновенно: именно в таких режимах литейщику особенно важно видеть не только полки, но и форму всего температурного хода.

Рабочая гипотеза испытателя — увеличить выдержку при 780 °C минимум на час и проверить, уменьшатся ли дефекты поверхности. Пока это именно гипотеза: по одной отливке нельзя утверждать, что наблюдавшаяся сыпь вызвана только недостаточным догоранием.

Сравнительная ёлка и раскрытие опоки

Опока №4: EWIC и Orange на одной ёлке до формовки
EWIC-3000 и Citrus Cast Orange на одной ёлке до формовки.
Опока №4: отливка после раскрытия и размывки формомассы
Отливка после раскрытия опоки. Для этой опоки в исходном наборе нет такой же подробной отдельной фотосерии по полимерам, как для №2 и №3.
Печать перед сравнением

Различия, проявившиеся при ориентации и поддержках

В основной серии на Orange и Lime периодически появлялись трещины во время роста — примерно 1–2 модели из 12. На JEWELRY WAX Green / EWIC-3000 при тех же исходных файлах этого не наблюдалось.

Что изменили

Пересмотрели положение моделей и добавили поддержки в местах, где возникали напряжения. После этого трещины удалось убрать.

Почему это важно для сравнения

Качество печатной модели — часть исходных условий литья. Поэтому результат в металле нельзя отделять от того, насколько корректно для каждого материала выбраны ориентация и поддержки.

Текущие выводы

Что показывают приведённые тестовые отливки

Ниже — выводы именно по опубликованной серии и её фотографиям. Они описывают фактический результат в этих условиях, без переноса одной опоки на все возможные печи, формомассы и модели.

Простые и средней сложности модели

На большинстве таких моделей все три материала дали близкий по качеству результат.

Глубокий орнамент и сложная геометрия

На сложных участках различия становятся заметнее. В этой серии JEWELRY WAX Green / EWIC-3000 показал больший запас к отклонениям подготовки и режима, а результат Orange и Lime сильнее зависел от ориентации, поддержек и выбранного цикла.

Orange и Lime в металле

Оба варианта дали качественные отливки. Отличия Orange и Lime при печати описаны на странице Citrus Cast; по этой литейной серии не требуется назначать им разные режимы прокалки.

Влияние цикла

Четыре разных программы дали отливки, но качество поверхности и результат на сложной геометрии различались. Это хорошо показывает, что сам факт получения металла ещё не означает одинаковый технологический запас режима.

Отдельная проверка

Orange и Lime у другого ювелира

Другой практикующий ювелир независимо проверил оба варианта Citrus Cast на своём отлаженном процессе. Ниже — не контактные листы и не иллюстрации: это отдельные полноразмерные кадры непосредственно из двух видео проверки. В них видны ажурная геометрия, глубокий орнамент, мелкий рельеф и надпись HARDLIGHT.

Citrus Cast Orange

Пять разных ракурсов готовой отливки из видео Ольги. Нажмите на любой кадр для просмотра в полном размере.

Citrus Cast Lime

Пять кадров второй отливки: общий вид, нижняя и боковая части, рельеф и маркировка.

В этой проверке оба варианта дали качественные отливки. Эти видео показывают именно результат в металле; различия Orange и Lime при печати — детализация Orange и более выраженное сглаживание Lime — описаны отдельно на странице материала.

Итоги серии

Материал и цикл прокалки — два разных фактора

Главная ценность серии в том, что она позволяет не смешивать эти факторы. На общих ёлках можно сравнить материалы внутри одного режима, а четыре разные опоки показывают, насколько заметно меняется результат при изменении самого цикла.

  • В двух опоках три материала проходили одинаковую формовку, прокалку и заливку. Поэтому различия результата там можно обсуждать при существенно меньшем числе переменных.
  • На простых и средней сложности моделях все три материала дали близкий по качеству результат.
  • Сложный рельеф лучше показывает технологический запас. Именно там сильнее проявились различия между материалами и чувствительность к режиму.
  • Подготовка печати остаётся частью процесса. После изменения ориентации и поддержек трещины на Orange и Lime были устранены.
  • Четыре заметно разных цикла дали отливки, но не одинаковый результат. Поверхность и сложная геометрия реагировали на программу печи, поэтому цикл оценивают не по факту «металл получился», а по качеству и повторяемости.
  • Режим №2 оказался наиболее удачным в этой конкретной серии. Это вывод по приведённым опокам, а не универсальная программа для любой печи и формомассы.