Muotit

Muotilla annetaan valmistettavalle esineelle muoto ja pinnan rakenne

Suurin osa lasin uunitekniikoissa käytettävistä muoteista on rakenteeltaan suhteellisen yksinkertaisia sulatus- tai taivutusmuotteja. Muotteja käytetään myös muotojen kopiointiin ja mallineiden valmistukseen.

Muotti ja sillä valmistettu simpukkamuoto.

Käsitteitä ja nimityksiä

 

Malli, originaali, on positiivi.
Negatiivissa muoto on käänteisenä, eli kohoamat toistuvat syvennyksinä, ja syvennykset kohoumina. Muotti on mallin negatiivi. Apumuottien avulla voidaan alkuperäisestä mallista tehdä käänteinen, negatiivi lasikappale.

Muotti ja sillä valmistettu kappale täytyy saada irti toisistaan. Niiden muoto on tärkeä varsinkin silloin, kun ne on valmistettu jäykästä ja periksi antamattomasta materiaalista. Esimerkiksi keraamisen muotin on oltava avoin ja päästävä, jotta siihen sulatettu tai taivutettu lasi saadaan irti. 

Päästävä muoto on avoin, eikä siinä ole lukkiutuvia ulokkeita tai muotoja.

Avoin muotti laajenee, ”avautuu”, reunaa kohti, eli muotin suu on vähintään yhtä leveä kuin sisäosa.

Suljetun muotin sisätila kapenee suuosaan päin. Suljettu muotti ei siis tarkoita sitä, että koko muotti olisi suljettu, kiinni.

Päästävä muotti (vas.) nousee helposti mallineen (ruskea) päältä. Päästämätön muotti (oik.) joko jää kiinni mallineeseen tai rikkoo sen, kuten kuvassa.

 

Yksiosainen muotti koostuu nimensä mukaisesti yhdestä kappaleesta.

 

Kumiankassa erottuu siihen piirretty kaksiosaisen muotin jakosauma. Poltossa muottipuoliskot ovat päässeet liikkumaan, ja sula lasi on tunkeutunut muottisaumaan.

Ositettu muotti, kappalemuotti, jakautuu osiin, jotka ovat päästäviä, sekä suhteessa toisiinsa, että suhteessa malliin tai valmistettavaan kappaleeseen. Osien jakosaumoihin tehdään lukot, jotka ohjaavat palat oikeille paikoille. Kun lasia sulatetaan ositetussa muotissa, on riski, että muotti aukeaa jakosaumojen kohdalta poltossa ja lasi valuu saumaan tai jopa ulos muotista. Sen ehkäisemiseksi muotti voidaan tukea tukimuotilla.

Tukimuotteja käytetään myös lateksista ja silikonista tehdyissä muoteissa ja malleissa. Lateksia tai silikonia on yleensä vain ohut kerros, ja tukimuotti pitää muotin tai mallin oikeassa muodossa. Sisämuotti, eli keerna, on sisäpuolinen muottiosa, jota käytetään onttojen muotojen tekoon.

Kipsistä tehty tukimuotti pitää mallineen ohuen silikonipinnan oikeassa muodossa. Silikoni on väritetty kuvassa keltaiseksi havainnollisuuden vuoksi.

 

Taivutusmuotteihin ja esimerkiksi vahavalumuotteihin voidaan lisätä ilma-aukkoja tai ilmakanavia, jotta ilma pääsee poistumaan kulmista ja nurkista, eikä valmistettavaan kappaleeseen jää ilmataskujen vuoksi tyhjiä kohtia. Vahavalumuoteissa voidaan tarvita valukanavia tai lasikanavia, joiden avulla varmistetaan lasin pääsy muotin kaikkiin osiin. Muottiinsulatuksissa tarvitaan myös lisätilaa, täyttövara, sulatettavalle lasille.

 

Kertamuottia käytetään vain kerran. Esimerkiksi kipsiseosmuotit ovat kertamuotteja, koska kipsi menettää poltossa sitovuutensa ja muotista tulee hauras. Mikäli tarvitaan useita samanlaisia valmiita kappaleita, tarvittava määrä kertamuotteja valmistetaan sopivan mallineen avulla.

Kestomuotteja voi käyttää useita,  jopa satoja kertoja, riippuen materiaalista ja käyttötavasta. Keramiikka- ja metallimuotit ovat tyypillisiä kestomuoteja, ja niiden käyttöikä on pitkä.

Lasin sulatus- ja taivutusmuotit

Monet muotit, erityisesti valettavat kipsiseosmuotit, valmistetaan itse. Saatavana on valmiita taivutusmuotteja ja jonkin verran myös pieniä kestomuotteja muottiinsulatuksiin.

Muotiksi sopii myös valmis esine, joka kestää polttolämpötilat, josta lasin saa irti polton jälkeen, joka ei vahingoita lasia tai uunia, eikä aiheuta terveysriskejä, tulipaloa tai muuta vahingon vaaraa.

Tasolasin yhteensulatuksessa ei käytetä muottia, vaan tasainen uunilevy riittää. Lasi voidaan lämpötaivuttaa ja -muovata muotin sisään (kovera muotti) tai sen päälle (kupera muotti) tai vaikkapa metallilankojen varassa.

Esimerkkejä lasin asettelusta muottiin, vasemmalta oikealle:
1. lasi muotin sisäpuolella, 2. levy taivutettuna muotin päälle, 3. keskeltä muotin päälle tuettu levy ja 4. muotin keskeltä osin sisään vapaasti taivutettu (vajutettu tai roikutettu) lasi.

 

 

Muottimateriaalit

Muottimateriaalien ominaisuudet eroavat toisistaan. Yleisiä muoteissa käytettäviä materiaaleja ovat:

• Kipsi- tai sementtipohjaiset valettavat seokset.
• Metalli – kiinteä metallimuotti tai metallilangat, -tangot tai -verkot.
• Lasittamaton keramiikka.
• Keraamikuitutuotteet – huopa, villa, nauha, levy ja massat.

Lisäksi jonkin verran käytetään tulenkestäviä massoja, vermikuliittia tai jopa hiekkaa muotteina tai muottiseoksissa.

Huoneenlämmössä luja muotti ei välttämättä ole kestävä työlämpötilassa. Monet materiaalit heikkenevät kuumennettaessa: metalli voi pehmetä ja kipsi menettää sitomiskykynsä. Sula lasi aiheuttaa nestepainetta, mikä osaltaan lisää rasitusta.

Muotin ominaisuuksilla – eli sillä, varaako se lämpöä, eristääkö se lämpöä vai johtaako se lämpöä – on usein huomattava vaikutus polton lopputulokseen ja lasin jäähdytykseen.

Lasiesine voi rikkoontua, jos muottimateriaalin ja lasin lämpölaajeneminen eroavat merkittävästi toisistaan. Erityisen helposti tämä tapahtuu silloin, kun lasi puristuu muotin ympärille esimerkiksi taivutettaessa.

Osa muoteista tulee käsitellä muottisuojalla eli uunipesulla, jotta lasi ei tartu niihin kiinni.

Lue lisää  Muottien ja uunilevyn suojaaminen

Valettavat kipsiseosmuotit

Kipsiseosmuotteja käytetään yleisimmin muottiinsulatuksiin. Valettava muotti toistaa yksityiskohtaisesti mallineen muodon ja pinnan. Kipsiseosmuotit ovat yleensä kertakäyttöisiä, ja ne puretaan polton jälkeen lasin ympäriltä. Tämä mahdollistaa monimutkaisten muotojen valmistamisen. Jos muoto on yksinkertainen ja päästävä ja työlämpötila suhteellisen matala – kuten lasin taivutuksessa – muotti voi kestää useita käyttökertoja.

Kipsiä ja sementtiä on helppo käsitellä ja valaa. Kumpikaan ei yksinään sovi lasimuotiksi; esimerkiksi kipsi kutistuu voimakkaasti poltossa ja halkeilee. Kipsiä ja sementtiä voidaan käyttää muoteissa sitovana ainesosana, kun mukaan lisätään poltonkestoa parantavia materiaaleja, kuten kvartsia tai molokiittia. Muotin ominaisuuksia, kuten kestävyyttä, huokoisuutta, pinnan laatua tai herkkyyttä tarttua lasiin, muokataan lisäämällä esimerkiksi kaoliinia, alumiinioksidia, samottia (grog) tai kertaalleen poltettuja, murskattuja muotteja (ludo).

Halkeilun estämiseksi valettujen muottien poltossa tulee välttää nopeita lämpötilanmuutoksia. Kipsiseosmuotti on varsin luja huoneenlämmössä, mutta sen kestävyys heikkenee nopeasti yli 800 °C:n lämpötiloissa. Maksimikäyttölämpötila riippuu muotin koostumuksesta, (sekä jossain määrin myös sen koosta ja lasin määrästä) mutta on yleensä alle 900 °C. Sementti kestää korkeita lämpötiloja paremmin kuin kipsi.

Kipsiseosmuotteja ei tarvitse käsitellä erotusaineella, mutta tietyissä olosuhteissa muottiaines voi tarttua lasin pintaan.

Lue lisää Kipsiseosmuotin valmistus

 

Kupera kipsiseosmuotti on puhaltanut kuplan sen päälle taivutettuun lasiin. Joko kipsissä oli kosteutta tai lämpötila nousi liian nopeasti ja korkealle, eikä ilma päässyt pakenemaan lasin ja muotin välistä.

 

Kipsiseosmuoteissa käytettäviä materiaaleja

Kipsi

Kipsi valmistetaan kipsimineraalista. Kipsilaatuja on useita, joissa on eroja muun muassa hienojakoisuudessa ja kovuudessa. Muotteihin sopivat esimerkiksi mallikipsi ja kuvanveistossa käytetty kipsi. Rakennuskipsi on huonolaatuisempaa ja saattaa sisältää sopimattomia lisäaineita.

Kipsijauheen ja veden sekoittaminen saa aikaan kemiallisen reaktion, jossa kipsiliete kiinteytyy kovaksi. Reaktiossa syntyy lämpöä.

Korkeaan lämpötilaan kuumennettu kipsi menettää kaiken kidevetensä ja sitomiskykynsä. Tämän vuoksi kertaalleen poltettua kipsiseosmuottia ei voi käyttää tuoreen kipsin tavoin sideaineena – se ei enää kiinteydy veteen sekoitettuna. Sillä voi kuitenkin korvata osan muottiseoksen kvartista tai molokiitista.

Sementti

Sementti valmistetaan pääasiassa kalkkikivestä. Sementtilaatuja on useita, mutta kaikki eivät sovi lasimuotteihin.

Molokiitti

Molokiittia™ on kuumakäsiteltyä kaoliinia. Muotteihin käytetään hienojakoista molokiittia (200 Mesh / 0–0,075 mm), jota on saatavana keramiikkatarvikemyymälöistä.

 

Kaoliini

Kaoliini (kaolin, china clay) on savimineraali, jota lisätään muottiseoksiin jauheena. Savi toimii osin sideaineena, lujittaa muotteja ja parantaa niiden poltonkestoa. Kaoliinia käytetään myös erotusaineissa ja uunipesussa.

Samotti

Samotti on kertaalleen poltettua, murskattua ja siivilöityä tulenkestävää keramiikkasirua. Se vahvistaa muottiseosta ja lisää sen huokoisuutta, mikä helpottaa kosteuden poistumista muotista. Koska keramiikka tarttuu helposti sulaan lasiin, samottia ei käytetä muotin sisäpinnalla lasia vasten, vaan ainoastaan tukikerroksessa.

 

Lasikuitu

Lasikuitu, esimerkiksi hakkeena, lisää muotin kestävyyttä ilman, että siitä tulee liian kova ja tiivis. Myös keraamikuitua voi käyttää. Muottiin lisätty kuitu hankaloittaa sen työstämistä ja kaivertamista.

Poltossa kuitujen sideaine palaa pois. Kuivan, poltetun muotin käsittelyssä on suositeltavaa käyttää hengityssuojainta.

 

Metallimuotit

Metallimuotteja käytetään yleisesti lämpötaivutuksessa. Muotit ovat usein metallilevystä valmistettuja astiamuotoja, kuten vateja, mutta lasin voi taivuttaa tai sulattaa myös metallilankojen tai verkkojen varaan. 

Metallimuotit ovat kestomuotteja ja niillä voi valmistaa vain päästäviä muotoja. Metallimuottien käyttöön vaikuttaa metallin suuri lämpölaajeneminen ja hyvä lämmönjohtokyky. Kaikki metallit eivät sovi muoteiksi. Metallin on kestettävä polttolämpötilat sulamatta tai pehmenemättä liikaa. Monien metallien, kuten kuparin ja tavallisen teräksen, pinta hapettuu ja hilseilee voimakkaasti. Pinnoitettuja metalleja tulee välttää, sillä esimerkiksi sinkitetyn metallin poltto voi aiheuttaa sinkkikuumeen.

Kaupallisten metallimuottien lisäksi muoteiksi sopivat monet ruostumattomasta teräksestä valmistetut astiat, esimerkiksi wok-pannu. Myös vastuslanka kestää korkeita työlämpötiloja.

Ensimmäisellä käyttökerralla metallimuotti on hyvä puhdistaa rasvaa poistavalla aineella, esimerkiksi asetonilla, tai polttamalla.

Metallimuotit on aina käsiteltävä muottisuojalla tai erotusaineella. Vesipohjainen erotusaine tarttuu usein huonosti metalliin, mutta käsittelyä voi helpottaa muotin kevyt lämmitys tai sen pinnan karhennus hiekkapuhaltamalla tai kevyesti hiomalla.

 

Keramiikkamuotit

Keraamiikkamuotteja käytetään pääasiassa lämpötaivutuksessa. Ne soveltuvat rajoitetusti myös pieniin tai mataliin, päästäviin muottiinsulatuksiin.

Koska keraamiikkamuotit ovat kestomuotteja, niiden tulee olla päästäviä. Taivutusmuotin pohjassa on usein pieniä reikiä, jotta ilma pääsee poistumaan lasin ja muotin välistä.

Muotti voidaan valmistaa itse esimerkiksi kivitavarasavesta tai paperisavesta. Saven kutistuminen poltossa tulee huomioida, samoin muodon päästävyys ja riittävät ilmareiät. Muotti raakapoltetaan, mutta niin korkeassa lämpötilassa, että siitä tulee riittävän luja lasipolttoa varten.

Lasittamattomia keramiikkaesineitä voi käyttää muottina, samoin keramiikkaa, jonka lasitus on poistettu. Punasavisia kukkaruukkuja käytetään usein taivutusmuottina ja kukkaruukkuvalussa. Niissä on valua varten sopivasti valmiina jopa reikä pohjassa.

Keramiikkamuotit käsitellään aina muottisuojalla tai uunipesulla.

 

Keraamikuituvalmisteet

Keraamikuituvalmisteita on saatavana esimerkiksi paperina, huopana, levynä, villana, köytenä, nauhana ja kankaana. Tuotteiden koostumus ja pintakäsittelyt vaihtelevat.

Ohuita keraamikuituja sitovan sideaineen poispalaminen voi aiheuttaa lasin pintaan sameutta sulatuspoltossa. Siksi kuituvalmisteet esipoltetaan usein noin 700 celsiusasteessa (lämpötila ja aika voi vaihdella eri tuotteilla). Esipoltettu materiaali on haurasta ja siitä irtoaa helposti hienoja kuituja.

Keraamikuidusta valmistetut muotit ovat kevyitä, mutta varsin heikkoja. Kestävyyttä ja kovuutta voidaan parantaa muotin kovettajilla. Kovettajaa käytettäessä on käytettävä myös erotusainetta.

Keraamikuidut eristävät, mutta eivät varaa lämpöä. 

Kuitumuotteja on helppo muokata leikkaamalla tai kaivertamalla. Huovasta ja villasta voi muotoilla muotteja apumuotin ja kovettajan avulla. Muottien tekoon on saatavana "märkää huopaa", jossa kovettaja on valmiina.

Keraamikuitua sisältävien muottimassojen, esimerkiksi Luminar, ominaisuudet ja käyttö poikkeavat huomattavasti "kuitumaisista" tuotteista.

Keraamikuitua voi käyttää ilman muottisuojaa tai erotusainetta. Muottisuoja pidentää muotin käyttöikää. Se myös parantaa lasin pinnan laatua, koska keraamikuidusta tarttuu toisinaan hiukkasia, jotka aiheuttavat lasin pintaan pieniä halkeamia.

 

Kuituvalmisteita käsiteltäessä

• On hyvä käyttää suojakäsineitä ja suojalaseja, koska tuotteista voi irrota ihoa ärsyttävää keraamikuitua.
• Uunitekniikoihin tarkoitetuissa tuotteissa käytetään orgaanisia, myrkyttömiä sideaineita, joiden poltto ei (hajusta huolimatta) ole vaarallista. Muuhun tarkoitukseen valmistettujen tuotteiden sideaineet voivat aiheuttaa poltossa haitallisia kaasuja.
• Kun kuituvalmisteita käsitellään polton jälkeen, on syytä käyttää FFP2-luokan hengityssuojaimia ja puhdistaa jäämät hepa-suotimilla varustetulla imurilla.

 

Muita muottimateriaaleja

Tulenkestäviä massoja, vermikuliittia ja jopa hiekkaa käytetään jonkin verran muotteina tai muottiseoksissa.

Vermikuliitti

Vermikuliitti on kiillemineraalia, joka on paisutettu lämpökäsittelyssä kevyeksi, huokoiseksi aineeksi. Se on tulenkestävää ja lämpöä eristävää. Vermikuliittirouhetta käytetään muun muassa lasihelmien jäähdytykseen. Rouheesta ja liima-aineesta puristettua levyä saa useassa koossa ja eri tiheyksinä. Levy on jäykkää ja suhteellisen vahvaa, mutta murenee helposti reunoista. Levystä on helppo valmistaa lasille tukiseinämiä, jopa muotteja, koska sitä on helppo sahata ja työstää muotoon. 

Vermikuliittimuotit käsitellään erotusaineella.

Vermikuliitti voi sisältää asbestia. Asbestipitoisuutta tarkkaillaan, ja vermikuliitin käyttö nykyisin on suhteellisen turvallista. Vermikuliitti sisältää jonkin verran myös piidioksidia, ja vermikuliittipöly voi ärsyttää keuhkoja ja silmiä, joten suojalasien ja hengityssuojien käyttö on suositeltavaa työstettäessä ja hiottaessa.

---

 

Muut muotit

Muotteja käytetään myös mallineiden valmistukseen. Materiaalivalikoima on laaja kipsiä, silikonia, muottikumia jne.

Lue lisää  Mallineet