Zinngießen in Formsand

Das Material
SELVA Formsand ist ein feinkörniges Mineralgemisch, das mit  einem öligen Bindemittel durchsetzt ist. Der Sand verträgt Gießtemperaturen bis ca. 900 °C. Formsand kann so lange  immer wieder verwendet werden, bis die Wirkung des Bindemittels nachlässt. Gründe können eine Alterung (mehrere  Jahre), das Verzundern des Öls durch die thermische  Belastung oder das Durchsetzen mit Talkumpuder (= Form-trennmittel) sein.

Die Vorteile dieses Formmaterials gegenüber Silikonkautschuk liegen darin, dass der Sand relativ preiswert ist und gleichzeitig immer  wieder für andere, neue Formen verwendet werden  kann.

Als Nachteil im Vergleich mit Silikonkautschuk kann  man die rauere Oberfläche der Formmulde und damit der Oberfläche des Gießteils anführen sowie die Einschränkung, dass Teile mit sog. Formhinterschneidungen (mit  negativer »Formschräge«) nicht reproduziert werden können. Allerfeinste, filigrane, kleine Gießteile sind für die Reproduktion in der Sandgusstechnik daher nicht geeignet.
Weiterhin muss in aller Regel die Sandform für jeden einzelnen Guss neu angelegt werden, während man mit einer Silikonkautschukform dutzende oder gar hunderte Teile aus einer einzigen Gießform gewinnen kann.

Das Gießmetall
Bedingt durch die Tatsache, dass sehr kleine, fein verästelte Teile,  die auch spezielle Ansprüche an das Gießmetall richten würden,  für den Sandguss nicht in Frage kommen, kann man sagen, dass jegliche für den sog. »Weichguss« übliche Gießmetalle aus Reinzinn durchaus geeignet sind. Bei dieser Gelegenheit sei noch einmal ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sowohl von der Metallschmelze als auch von den Gießteilen selbst, die Schwermetalle wie Blei oder Antimon enthalten, erhebliche Gefahren ausgehen  (Einatmen der Dämpfe, die von der Schmelze aufsteigen und  Aufnahme von Metallstaub und Abrieb beim Sägen, Feilen,  Schleifen und Polieren der Teile). Vorsicht deshalb auch bei  Verwendung von Legierungen, deren Zusammensetzung nicht  genau bekannt ist. Weiterhin machen wir auf die Gefahren aufmerksam, die prinzipiell herrschen beim Umgang mit Schmelzgeräten und flüssigem bzw. heißem Metall.

Kinder und Jugendliche nur unter Aufsicht bzw. Assistenz eines Erwachsenen arbeiten lassen!

Und so wird’s gemacht
Herstellung einer Gussform für Teile mit ebener Rückseite, z.B.  Plaketten, Türschilder, Medaillen, Beschläge etc.: Für die Abformtechnik in Verbindung mit Öl-Formsand Bestell.-Nr. 336354 benötigen Sie einen Sandformkasten Bestell.-Nr. 336255, der aus 2 Teilen (Ober- und  Unterteil) besteht. Dabei wird in der Mitte, also zwischen den  beiden Formrahmen, der Abformgegenstand eingebettet.
Zum Abformen wird einer der beiden Formenrahmen mit einem breiten Rand auf die Arbeitsplatte aufgelegt. Danach wird das Abformmodell dünn mit Formpuder (Fließtalkum) Bestell.-Nr. 336358  eingestrichen. Dadurch wird das spätere Herauslösen des Modells aus dem Formsand einfacher. Anschließend wird das Modell – in die Mitte des Formrahmens – direkt auf die Arbeitsplatte gelegt.
Der Formrahmen  wird zu 1/3 mit Öl-Formsand befüllt. Dazu wird der Sand zerbröselt und locker in die Form gedrückt. Mit einem kleinen Holzklotz, dem so genannten Stampfholz (im Lieferumfang von 336255), wird der Sand fest in die Form  auf das Modell aufgebracht.
Danach folgt eine weitere Schicht Öl-Formsand. Dieser Vorgang  sollte mindestens dreimal wiederholt werden, bis der Sandformkasten randvoll mit Formsand gefüllt ist. Wichtig ist dabei, dass die Oberfläche im Formrahmen gleichmäßig glatt mit Sand bedeckt ist. Dazu wird der Rahmen mit einem Lineal abgezogen, das dazu auf  den Rand des Rahmens gestellt wird. Überstehender Formsand wird entfernt.
Anschließend wird der Formrahmen vorsichtig umgedreht, wobei das darin eingebettete Modell nicht herausfallen darf. Der breite  Rand des Formrahmens mit dem im Öl-Sand eingebetteten  Modell zeigt nach oben. Diese Fläche wird mit Formpuder dünn  eingestäubt.
Anschließend werden die beiden Führungsstifte in den Sandformkasten eingeschoben und der zweite Formrahmen aufgesetzt,  so dass die beiden breiten Rahmenflächen genau aufeinander  treffen.

Tipp: Wenn der Sandformkasten auf ein kleines Brett gestellt  wird, kann er einfacher umgedreht werden. Der zweite Sandformrahmen wird auch in drei Schichten mit Öl-Formsand befüllt.  Also: Grundfläche zu einem Drittel mit Öl-Formsand befüllen,  Formsand mit dem Stampfholz eindrücken, nächste Schicht  Öl-Formsand auffüllen, feststampfen, nächste Schicht Öl-Formsand auffüllen.
Dabei ist darauf zu achten, dass der Öl-Formsand nicht stärker als beim ersten Sandformkasten aufgestampft wird. Danach werden  beide Sandformrahmen von einander getrennt. In dem unteren  liegt das eingeformte Modell, in dem oberen sehen Sie nur den  Konturenabdruck der Modellgrundplatte.

Nehmen Sie den Sandformrahmen und stechen Sie mit dem dicken  Metallrohr (Vorstechrohr) den Anguss aus dem Sandbett heraus.  Dazu drücken Sie das Rohr genau mittig in den Konturenabdruck  in das Sandbett. Anschließend stechen Sie mit dem dünnen  Vorstechrohr seitlich in das Konturenfeld zwei Löcher ein, die  als Luftkanäle gebraucht werden. Dabei ist es modellabhängig,  ob Sie einen oder mehrere Luftkanäle anbringen. Wichtig ist  lediglich, dass diese Kanäle zum Gießteil Verbindung haben. Selbstverständlich kann oder muss der Anguss nicht immer in der  Mitte abgebracht werden. Oft ist es zweckmäßig, diesen an den Rand zu setzen. In diesem Fall muss darauf geachtet werden, dass eine ausreichend große Verbindung zum Gießteil besteht. Anguss und Luftkanäle sollten immer auf der Rückseite des abzuformenden  Modells angebracht werden. Dabei ist darauf zu achten, dass sowohl  das Angussloch wie auch die Luftkanäle sauber geöffnet sind, damit  das flüssige Metall und die in der Form enthaltene Luft durch  diese Kanäle fließen können.

Anschließend wird der Formrahmen wieder umgedreht und die  Angussöffnung mit einer Lanzette trichterförmig nachgearbeitet (vergrößert).
Danach wird das eingeformte Modell durch leichtes Beklopfen mit dem Stampfholz etwas ge lockert und mit einer Lanzette oder einem spitzen Gegenstand vorsichtig aus dem Sandbett herausgehoben.
Anschließend werden die beiden Formrahmen wieder zusammengesetzt. Dabei sorgen die metallischen Führungsstifte für eine einwandfreie Fixierung. Der Sandformkasten mit Gießform ist fertig. Das Zinn wird geschmolzen und mit dem Gießlöffel durch das  Angussloch in die Form eingefüllt.
Etwa 2–3 Minuten nach dem Gießen ist das Zinn bereits erstarrt  und abgekühlt. Das sehr heiße Gießteil wird mit einer Zange aus dem Formsand herausgenommen und vorsichtig auf eine hitzefeste Unterlage Bestell.-Nr. 335974 gelegt.

Nach dem Erkalten der Plakette folgt die Nachbearbeitung, also das Absägen oder Abschneiden von Anguss und Steiger und das Nacharbeiten mit Zinnfeilen und Schleifpapier. Je nach gewünschtem Aussehen folgt das Bemalen oder Patinieren.

Gussform für vollplastische Teile
Die Technik zum Einbetten vollplastischer Formteile ist fast  identisch mit der zuvor beschriebenen Abformtechnik. Sie müssen lediglich darauf achten, dass die Trennlinie zwischen den beiden  Formenrahmen verläuft.

Dazu befüllen Sie einen Formenrahmen mit 2 Schichten Öl-Formsand,  legen darauf das Modell, welches mit zusätzlichem Formsand fest darin eingestampft wird.

Danach legen Sie den 2. Formenrahmen darauf und befüllen diesen ebenfalls mit den 3 Sandschichten, die fest in den Rahmen eingestampft werden.

Anschließend werden die beiden Formrahmen wieder getrennt und in einen der Formrahmen werden Gießkanal und Windpfeifen  eingearbeitet. Nach dem erneuten Zusammenstecken der Formrahmen steht der Sandformkasten zum Ausgießen mit flüssigem Zinn bereit.

Das Erhitzen des Gießmetalls
Am komfortabelsten ist ein elektrischer Gießtiegel. Dieser ist  entweder regelbar oder so eingestellt, dass er die Schmelze auf  der idealen Gießtemperatur um 380 °C hält. Es gibt aber auch taugliche Schmelztiegel, die man auf einer Gasflamme oder gar auf  Trockenbrennstoff (»Esbit«) erwärmen kann. Reinzinn bildet auf der Oberfläche eine gelbliche Haut, Zierzinn eine blaue oder graue, wenn die richtige Temperatur erreicht ist. Man kann auch ein  Hölzchen in die Schmelze stecken; wenn dieses sofort nach dem Eintauchen zu rauchen beginnt, ist die richtige Temperatur erreicht. Die Oxidhaut, die sich auf der Oberfläche bildet, kann zusammenklumpen und kann den Guss erheblich stören (»Lunkerbildung«). Diese Schicht muss vor dem Guss zusammengeschoben und abgeschöpft werden, z.B. mit einem flachen Holzstab. Die Menge des einzuschmelzenden Metalls muss in der Regel nach dem Volumen des Modells plus Volumen des Anguss- und der Entlüftungskanäle geschätzt werden. In jedem Fall lieber zu viel Metall einschmelzen als zu wenig!

Achtung: Beim Metallschmelzen müssen Sie stets an Ihre eigene  Sicherheit, Gesundheit und an die Feuerschutzvorschriften denken!
Vorsicht, wenn Kinder in der Nähe sind!

Probleme, welche während des Gießens auftreten können

Das Metall schmilzt nicht:

• Erhitzen Sie das Metall mit einem elektrisch betriebenen Zinnschmelzer, bis das Material geschmolzen ist, dann reduzieren Sie die Hitze.

Das geschmolzene Metall qualmt:

• Die Kellen sind oft mit einem Rostschutz überzogen, dieser brennt in den ersten fünf Minuten ab. Hier ist keine Maßnahme erforderlich.
• Nach längerem Gießen kann sich Schlacke ansammeln, die langsam verbrennt. Die Schlacke können Sie einfach von der Oberfläche abschöpfen.

Die Formen laufen nicht komplett aus:

• Sie nehmen zu wenig Talkumpuder; die Form braucht eine dünne Schicht Talkum, damit die Luft entweichen kann.
• Sie nehmen zu viel Talkum, dadurch werden kleine Guss- und Luftkanäle verstopft. Form mit einer Bürste reinigen.
• Das Metall ist nicht heiß genug. Testen Sie die Temperatur mit einem hölzernen Zahnstocher. Dieser muss nach kurzem Ein- tauchen braun werden.
• Die Luft kann nicht aus der Form entweichen. Bohren Sie ein Loch durch eine Formhälfte, dort wo kein Luftkanal ist. Benutzen Sie dazu einen Ø 1–1,5-mm-Bohrer.
• Benutzen Sie nur empfohlenes Gießmetall, keine anderen Legierungen.
• Benutzen Sie keinen Schraubstock, um die Form zu klammern, da die Luft sonst nicht entweichen kann.
• Gießen Sie das Metall immer von oben ein, um den vollen Schwung auszunutzen.
• Klopfen Sie nach dem Eingießen des Metalls mit der Form leicht auf den Tisch, damit sich das Material »setzt«.

Während des Gießvorgangs tritt Rauch aus der Form:

• Das Metall könnte zu heiß sein, überprüfen Sie die Temperatur mit einem Zahnstocher.
• Talkumpuder wurde vergessen.

Die Form schließt nicht richtig:

• Die Form ist nicht richtig befestigt. Benutzen Sie entweder eine Klammer mit dem Druckpunkt in der Mitte der Form oder aber zwei Klammern, eine an jedem Ende.
• Die Form könnte in der Mitte zu heiß sein. Geben Sie der Form noch eine Weile, damit sich die Hitze gleichmäßig verteilt

Die Form ist undicht:

• Die Form ist nicht richtig befestigt. Benutzen Sie entweder eine Klammer mit dem Druckpunkt in der Mitte der Form oder zwei Klammern, eine an jedem Ende.
• Für sehr große Formen sollte man eventuell 4 Klammern einsetzen.
• Stellen Sie fest, ob es einen Hohlraum zwischen den beiden Formhälften gibt. Es kann durchaus sein, dass Sie die Form beim Entfernen des vorherigen Gusses verbogen haben. Dies kann man beheben, indem man die beiden Hälften zueinander biegt.
• Sie haben die Hartfaserplatten vergessen. Diese sind wichtig, um einen gleichmäßigen Druck zu erzeugen.
• Plazieren Sie eine Klemme an der tropfenden Stelle.

Das Metall spritzt aus der Form:

• Sie sollten auf keinen Fall die Form oder die Metalle mit Wasser abkühlen – sogar ein wenig Feuchtigkeit kann schon gefährlich werden.

Ein Teil der Figur ist nicht richtig ausgelaufen:

• Dies ist ziemlich normal bei komplexen Figuren. Manchmal ist es nötig, einen Luftschacht zu bohren, so dass die Luft leichter entweichen kann.

Das Nacharbeiten der Gießteile
Angüsse wie Gusstrichter und evtl. vorhandene Entlüftungskanäle und »Steiger« abkneifen oder besser mit einer kleinen Metallsäge  entfernen. Die Angussstellen mit einer Schlüsselfeile mit nicht  zu feinem Hieb glätten. Die »Naht«, also die Trennlinie entlang  der Formhälften, kann auch mit einem alten Messer glatt geschabt werden. Für das letzte Finish feine Stahlwolle verwenden.

Zinnfiguren bemalen
Die fertigen Zinnfiguren werden vor dem Bemalen mit feiner Stahlwolle oder einem lösungsmittelhaltigen Reiniger abgerieben,  damit beim Bemalen keine Hautfette oder andere Verunreinigungen, die bei der Figurenherstellung evtl. entstanden sind, Probleme bereiten. Die Figuren werden zum Bemalen in kleine Halterungen, z. B., Schraubstock Bestell.-Nr. 4510033 eingespannt und zuerst mit Zinnfiguren-Haftgrund grundiert.

Die dünnflüssige Grundierung legt sich auf die Figuren wie ein hauchzarter Film, verbindet sich ausgezeichnet mit dem Zinnuntergrund und dient gleichzeitig als Basis für das Bemalen der Figuren mit Zinnfiguren Malfarbe.

Der Zinnfiguren-Haftgrund ist lösungsmittelhaltig, trocknet deshalb innerhalb weniger Minuten fest auf den Figuren auf, die danach sofort weiterbemalt werden können.
Zinnfiguren-Malfarbe besitzt nach dem Trocknen eine gewisse Elastizität, so dass die damit bemalten Figuren auch im Nachhinein, z. B. bei einer Reparatur etc., leicht wieder zurechtgebogen werden können, ohne dass dabei die Farbbeschichtung von der Figur  abgesprengt wird.
Die Farben können beliebig untereinander gemischt werden, so dass neben der schon recht großen Auswahl auch noch spezielle Zwischenfarbtöne gemischt werden können.

Fachtipps als Blätterkatalog anschauen.