Moni nauttii siitä, että saa tehdä jotakin omin käsin. Lopputulos tuntuu olevan omassa hallinnassa, ja itse tehdyn projektin valmistuminen tuo aitoa tyydytystä. Sen sijaan, että olisit vain kuluttaja, voit olla tekijä; passiivisen rentoutumisen sijaan voit käyttää luovuuttasi ja valmistaa jotakin konkreettista. Monimutkaisia koneita ja valukappaleita ei tarvitse enää vain ihailla – voit valmistaa omia mittatilaustyönä tehtyjä metalliesineitä melko helposti kotona omassa kotivalimossasi.
Kyllä, oman kotivalimon voi paitsi rakentaa itse, myös tehdä sen kohtuullisin kustannuksin. Kun valimo on valmis, tiedät, miten metalli sulatetaan ja valetaan näyttäväksi esineeksi, jonka voit laittaa esille vaikka puutarhaan.
Kotivalimon rakentaminen on melko yksinkertaista, sillä suurin osa kotivalimon rakentamiseen ja ensimmäisen muotin tekemiseen tarvittavista osista löytyy todennäköisesti jo kotoa.
Metallin valaminen – ei niin monimutkaista kuin ehkä luulet
Metallin valaminen on käsityön ja taiteen muoto, jota ihmiset ovat harjoittaneet vuosisatojen, jopa tuhansien vuosien ajan. Toisin kuin jotkut ajattelevat, kyse ei ole ylitsepääsemättömän vaikeasta, liian monimutkaisesta tai mahdottomasta työstä, joka olisi varattu vain ammattilaisille. Ihmiset ovat valaneet metalleja, kuten messinkiä, kuparia, alumiinia, rautaa ja jopa terästä, muotteihin jo satojen vuosien ajan. Sinäkin voit tehdä sen – metallin valaminen ei vaadi poikkeuksellisia taitoja.
Jos osaat rakentaa hiekkalinnan, osaat tehdä myös muotin. Ja jos osaat laittaa vedenkeittimen päälle ja keittää vettä, metallin sulattamisen ja muottiin kaatamisen ei pitäisi olla sinulle vaikeaa. Se on todella näin suoraviivaista. No, ehkä saven kanssa työskentely olisi tarkempi vertaus, mutta viesti on sama. Tarvitset vain vinkkimme kotivalimon tekemiseen.
Miksi valaa metallia kotona?
Ennen kuin käymme läpi, miten metallia valetaan omassa harrasteuunissa, on hyvä miettiä, miksi tällaiseen vapaa-ajan projektiin kannattaa ryhtyä.
Omien metalliesineiden valmistaminen ei ole vain hauskaa ja palkitsevaa, vaan myös hyvin käytännöllistä. Sen sijaan, että ostaisit metalliosia tai maksaisit jonkun muun palveluista, kotivalimo antaa sinulle tietyn määrän omavaraisuutta. Jos tarvitset esimerkiksi tietyn osan autoon tai moottoripyörään, voit yksinkertaisesti valaa sen omassa harrasteuunissasi, mikä on huomattavasti edullisempaa.
Lisäksi kun olet tehnyt muotin, voit käyttää sitä uudelleen muiden metalliesineiden valamiseen, ja käyttämättömän metalliromun voi hyödyntää seuraavissa projekteissa. Näin jätettä ei synny, mikä on paljon kestävämpää.
Tärkeintä on, että kotivalimo antaa tilaa luovuudelle ja taiteelliselle mielikuvitukselle. Päätät itse, mitä valmistat ja miltä lopputulos näyttää. Et ole samalla tavalla rajoitettu kuin käyttäessäsi kaupasta ostettuja valmiita osia.
Kotivalimo metallille – perusmateriaalit ja osat
Polttoaine
Vaikka nykyaikainen teollinen metallinvalu käyttää lähes yksinomaan maakaasupolttimia, puuhiili on kotivalimon vakiopolttoaine ja oli aiemmin metallinvalussa aivan keskeisessä roolissa. Voit toki käyttää myös propaanipullolla toimivaa poltinta, mutta on järkevää pitäytyä puuhiilibriketeissä. Ne ovat edullisempia, maksavat vain murto-osan hinnasta ja niitä saa lähes aina paikallisesta rautakaupasta.
Alhaisen hinnan ja helpon saatavuuden lisäksi puuhiilellä voidaan käyttää kotivalimoa käytännössä missä tahansa.
Lisäksi voit valmistaa puuhiiltä paikan päällä ilman, että sitä tarvitsee hakea kaupasta. Riittää, että peität kovapuukasat mullalla ja annat niiden kyteä sisältä useiden viikkojen ajan. Näin valmistat helposti itse polttoaineen kotivalimoosi.
Oma valmistus auttaa paitsi säästämään kustannuksissa, myös tuo muita etuja. Kotitekoinen puuhiili ei esimerkiksi sisällä sideaineita, joita on usein kaupasta ostetuissa briketeissä. Nämä sideaineet rajoittavat lopulta ilmavirtausta kotivalimon uunissa.
Tämä puuhiilen valmistustapa tuottaa myös haihtuvia ja kaasumaisia sivutuotteita, kuten häkää, puukaasua, metaania, alkoholia ja muita yhdisteitä. Näillä sivutuotteilla voi olla arvoa myös itsenäisinä tuotteina.
Uuni – valimon sydän
Ennen kuin aloitat metallin valamisen, tarvitset tietenkin tehokkaan valimouunin, joka hyödyntää polttoaineen tehokkaasti ja mahdollistaa muottien kanssa työskentelyn. Tällaisen uunin voi valmistaa helposti metalliromusta murto-osalla valmiin uunin hinnasta. Se muistuttaa irrotettavalla kannella varustettua tynnyriä, jossa on noin 50 mm eli kahden tuuman paksu tulenkestävä betonivuoraus.
Tulenkestävät materiaalit kestävät kuumuutta, sietävät korkeita lämpötiloja ja pysyvät vakaina. Esimerkiksi valettava tulenkestävä massa muistuttaa betonia tai sementtipohjaista seosta, sitä myydään 25 kg pakkauksissa, ja yksinkertaisen vesiseoksen jälkeen siitä voidaan tehdä pysyvä valimouunin vuoraus.
Uunin alaosaan tulisi asentaa myös ilmansyöttöputki, jossa on virtausta säätävä puhallin. Se tuottaa vedon, jota tarvitaan erittäin korkean lämpötilan saavuttamiseen. Puhaltimeksi sopii ilmakompressori tai jopa vanha pölynimuri.
Ennen kuin alat rakentaa valimoa ja hankkia uunia, sinun on päätettävä, kuinka suuria osia ja metalliesineitä aiot valaa kotivalimossasi. Aloittelijalle suositellaan astiaa, joka muistuttaa pientä teräksistä kaasupulloa tai pientä oluttynnyriä.
Niistä on helppo rakentaa tehokas ja monikäyttöinen, sopivan korkuinen valimouuni, joka soveltuu useimpiin metalliromun sulatustöihin. Tällainen korkeampi uuni sopii erilaisiin valutöihin ja myös hyvin epäsäännöllisen muotoisille kappaleille.
Alumiinin käsittely ja valaminen on helpoin valimotyö, etenkin verrattuna esimerkiksi raudan valamiseen, sillä raudalla on korkeampi sulamispiste. Syynä on alumiinin alhainen sulamispiste. Lisäksi lähes ihanteellista sulatusmateriaalia saa vanhoista auton männistä. Monet autokorjaamot antavat asiakkaiden viedä niitä mukanaan, ja on hyvä huomata, että ne on valmistettu erittäin laadukkaasta seoksesta. Monissa niistä on kuitenkin kiertokanget kiinni, ja ne sekä muut rautaosat on poistettava sulasta metallista ennen varsinaista alumiinin valamista.
Kun olet valinnut uuniin sopivan astian, valmistele se ensin leikkaamalla kansi irti yläsaumasta. Tee sen jälkeen aukko seinämään lähelle pohjaa. Aukon on oltava riittävän leveä noin 30–40 mm halkaisijaltaan olevalle ilmansyöttöputkelle.
Kierrä sen jälkeen 90 asteen kulma tämän putkiyhteen sisäreunaan, juota tai hitsaa putki kiinni astian seinämään ja suuntaa kulma ylöspäin. Tee seuraavaksi varovasti aukko kannen keskelle. Kun aukko on valmis, kiinnitä 50 mm halkaisijaltaan oleva poistoputki paikalleen niin, että se ulottuu hieman kannen reunan alapuolelle. Kiinnitä sitten kahvat astian sivuille lyhyistä 3 mm x 5 mm lattateräksen paloista ja 150 mm pitkistä 15 mm putkenpätkistä.
Vaikka tämä ohje keskittyy alumiinin valamiseen, samankaltaiset vaiheet pätevät myös muiden metallien, kuten raudan, messingin ja kuparin valamiseen. Eroja on tietenkin esimerkiksi lämpötiloissa, joissa metalli sulatetaan.
Tulenkestävä vuoraus
Kansi, pohja ja sisäseinät on täytettävä tulenkestävällä valumassalla tai muulla tulenkestävällä materiaalilla, koska uunissa syntyy erittäin korkeita lämpötiloja. Vitcas toimittaa kuivaa 1700 Grade Refractory Castable -tulenkestävää valumassaa 25 kg ämpäreissä, ja se sekoitetaan kylmään veteen. Sekoita vain sopiva määrä tulenkestävää betonia pakkauksen ohjeiden mukaan ja täytä sitten uuniastian pohja ilmansyötön kulmaan asti, noin 30–50 mm syvyyteen, kunnes massa on sen yläreunan tasalla.
Voitele nyt pienemmän astian ulkopinta pienellä määrällä öljyä, jotta se on helppo irrottaa, kun vuoraus on hieman kovettunut, ja aseta se pystyasentoon kulman päälle. On olennaista, että seinämien vuoraus asettuu uunin runkoon tasaisesti.
Täytä sen jälkeen seinämien välinen ontelo tulenkestävällä seoksella samalla tavalla kuin pohja ja tiivistä sitä lisätessäsi, jotta ilmakuplia ei muodostu. Viimeistele kokonaisuus samalla tavalla: käännä kansi ylösalaisin ja vuoraa se savupiipun putkeen asti.
Tulenkestävän vuorauksen kuivatus
Kun tulenkestävä massa alkaa kuivua, sytytä pieni puuhiilituli ja anna sen palaa vähintään 12 tuntia.
Valmista noin 3 mm paksusta venytetystä metallilevystä kiekko, joka on juuri niin leveä, että se mahtuu uuniin, ja liitä sitten ilmansyöttö puhaltimeen. Käytä tarvittaessa hitsattua levyä, liitintä tai polkupyörän sisäkumin palaa. Valimouunisi pitäisi nyt olla valmis hyödyllisten kotimuottien ja sulasta metallista tehtävien esineiden valmistukseen.
Tulenkestävä suojapinnoite
Vuoraus kannattaa pinnoittaa tulenkestävällä pinnoitteella käyttämällä valmista zirkonipohjaista tulenkestävää pinnoitetta, joka estää sulan metallin tarttumista pintaan. Myös astian ulkopinta kannattaa eristää, sillä se tekee prosessista turvallisemman ja tehokkaamman ja parantaa uunin suorituskykyä. Koska tulenkestävä pinnoite on käyttövalmis, sitä ei tarvitse sekoittaa veteen.
Mitä zirkoni on?
Zirkoni on tulenkestävä materiaali, jolla on useita hyödyllisiä ominaisuuksia. Niiden ansiosta se sopii erinomaisesti moniin käyttökohteisiin, myös metallinvaluun.
Ennen kaikkea se pidentää jokaisen pinnan käyttöikää, jolle sitä levitetään, ja on siksi erinomainen materiaali suojapinnoitteisiin. Vähäisen liukoisuutensa ansiosta zirkoni soveltuu myös kosketukseen sulan metallin kanssa. Lisäksi sillä on alhainen lämmönjohtavuus, korkea lämmönvaihtelun kesto ja hyvä korroosionkestävyys. Näiden ominaisuuksien yhdistelmä tekee siitä sopivan uunikäyttöön.
Valimouunin eristys
Uuni on erittäin suositeltavaa eristää kunnolla käärimällä sen ulkopinnan ympärille keraaminen kuitumatto tai alumiinipintainen lasikuitumatto. Vielä paremman suorituskyvyn saat peittämällä keraamisen maton valmiilla zirkonipohjaisella suojapinnoitteella. Näiden kahden tuotteen yhdistelmä antaa uunille mahdollisimman hyvän eristyksen.
Muottikehys
Tämä on toinen olennainen osa kotivalimon rakentamista. Tämän tärkeän valimokomponentin eli muottikehyksen pystyt todennäköisesti valmistamaan myös itse.
Se on yksinkertaisesti avoin kaksiosainen laatikko, joka pitää muottia muodostavan hiekan paikallaan. Muottikehyksen paksuus, jonka yläosaa kutsutaan yläkehykseksi ja alaosaa alakehykseksi, riippuu tietenkin valettavien kappaleiden koosta. Tarvittaessa osien väliin voidaan lisätä pienempi nelisivuinen välikappale, jolla kehyksen syvyyttä kasvatetaan.
Jos haluat valmistaa muottikehyksen itse, etsi suoraa ja tasaista 100 x 25 mm puutavaraa ja sahaa siitä kahdeksan osaa: neljä noin 250 mm pitkää ja neljä 300 mm pitkää.
Sahaa nyt kahdeksan 50 mm pituista palaa ja tee kaksi laatikkoa liittämällä laudat liimalla ja M60 x 30 mm puuruuveilla. Suurempaa muottikehystä varten leikkaa sekä ala- että yläkehyksen sisäpuolelle 6 mm x 15 mm huullos, joka auttaa pitämään hiekan paikallaan.
Valmista muottikehyksen sivuille kohdistuslukot. On olennaista, että ylä- ja alakehys asettuvat aina täsmälleen kohdakkain, jotta muotti irtoaa jakotasosta siististi.
Monet suosivat tappeja tai kohdistuspuikkoja kartiomaisten nuppien sijaan, koska ne jättävät nostettaessa vain vähän tilaa virheelle. Käytä puun tiivistämiseen laadukasta vettä hylkivää käsittelyainetta.
Tarvitset myös muottipöydän ja seulan, joita ei ole vaikea hankkia. Seulaksi käy käytännössä tavallinen puutarhaseula rautakaupasta.
Lopuksi valmista vähintään kaksi mallilautaa vanerista, hieman kehystä suurempina, ja käsittele ne puunsuojalla.
Muu tarvittava varustus
Tässä on muita osia ja työkaluja, joita tarvitset ensimmäisen muotin tekemiseen.
12 mm kartiomainen pyöröpuu, pituus 150 mm
Puinen vasaranvarsi
Sileä 12 mm x 150 mm pyörötanko nousutapiksi
Pieniä veitsenteriä ja lusikoita
Rautatanko, jonka toisessa päässä on koukku ja toisessa kahva
Valurautainen 150 mm sulatusupokas
Saksimalliset pihdit
Suora lista tasoittamiseen
Hieno kamelinkarvasivellin
Rautapannuja ja rauta-astioita
Leivontavuoka, ei alumiininen
Pieni suorakulmainen leipävuoka
Kuonakauha, jossa on 2′ pitkä tangosta tehty varsi
Muottihiekkaa
Kopautustyökalu mallin irrottamiseen
Kulmahiomakone
Miten ensimmäinen metallimuotti tehdään?
Nyt olet valmis tekemään pienen muotin. Aseta puuhiilibriketit uunin pohjalla olevalle arinalle, sytytä ne ja käynnistä puhallin. Täytä upokas metalliromulla, esimerkiksi alumiinilla, kuparilla tai raudalla. Teräs ei välttämättä ole paras valinta metallinvaluun, koska sen sulamispiste on erittäin korkea verrattuna muihin metalleihin; rauta tulee korkean sulamispisteensä vuoksi heti sen jälkeen.
Aseta upokas uuniin hehkuvien hiilien keskelle ja laita kansi paikalleen. Kun odotat seoksen sulamista, valmistele muottipöydällä noin 25 litraa hiekkaa ja kostuta sitä vähitellen suihkuttamalla vesipisaroita. Samalla kääntele sitä kahdella puupalikalla, jotta saat aikaan kuivan mutta tahnamaisen koostumuksen, joka pysyy kasassa puristettaessa mutta murenee siististi, kun paine vapautetaan. Oikean puristustuntuman löytäminen vaatii todennäköisesti hieman harjoittelua.
Vielä parempi on sekoittaa hiekka noin 12 tuntia ennen metallin valamista, jotta kosteus ehtii jakautua tasaisesti kapillaarivaikutuksen avulla.
Aseta sen jälkeen malli mallilaudalle muottipöydän sisällä. Pölytä se hohkakivijauheella, jota ravistellaan sukan läpi.
Vedä muottikehyksen alakehys mallin päälle ylösalaisin ja siivilöi hiekkaa alakehykseen seulan avulla. Tiivistä jyvät tiukasti mallimateriaalin ympärille.
Täytä sen jälkeen alakehys hieman yli reunojen hiekalla ja tiivistä se huolellisesti kulmista. Mallin päällä tiivistä kuitenkin survimella hieman kevyemmin. Paina hiekka alakehykseen mallilaudan avulla vaakasuoralla alaspäin suuntautuvalla liikkeellä.
Leikkaa ylimääräinen materiaali pois suoralla listalla alakehyksen reunojen tasalta ja ilmasta muotti pistämällä hiekkaan lyhyellä terävällä henkarilangalla useista kohdista sekä mallin ylä- että alapuolelta. Kerää kaikki jäljelle jäänyt hiekka leipävuokaan.
Tarkista upokas ja katso, onko metalliromu tai alumiini sulanut. Kirkkaanpunainen väri tarkoittaa liian korkeaa lämpötilaa, ja syöttöilman virtausta on pienennettävä, jotta sula metalli vain kiehuu hiljalleen muotin viimeistelyn aikana.
Palaa sitten muotin luo, käännä alakehys oikein päin ja pölytä pinta, kun malli on edelleen paikallaan. Aseta nyt yläkehys varovasti päälle. Sijoita nousutappi mallin paksuimpaan kohtaan, työnnä valukanavatappi hiekkaan alakehyksessä noin 5 cm päähän mallista, pidä seulaa kehyksen yläpuolella ja tee seulonta, tiivistys ja tasaus samalla tavalla kuin aiemmin.
Kun tämä on tehty, koverra veitsellä matala valukuppi, noin 25 mm syvä ja 25 mm päässä valukanavatapista, ja leikkaa puolimatkaan ulottuva kanava kupista suoraan tappiin. Ilmaa mallin yläpuolinen alue, poista varovasti sekä valukanava- että nousutappi ja paina sormilla hiekkaa valukupin ympäriltä. Varo, ettei materiaalia putoa nousutapin jättämään reikään. Erota nyt ala- ja yläkehys varovasti toisistaan.
Koverra alakehyksen hiekkaan jakokanava valukanavalta mallille asti ja pysähdy valusolaan, eli liitosuraan, joka johtaa suoraan malliin. Paina hiekka jälleen paikalleen kuten aiemmin. Joissakin tapauksissa voidaan käyttää useampaa kuin yhtä kanavaa ja valusolaa.
Levitä sen jälkeen veitsellä ohut vesikalvo mallin reunan ympärille ja valmistaudu irrottamaan malli. Kierrä ensin pieni ruuvi sopivaan kohtaan mallia ja naputtele sitten ruuvia varovasti edestakaisin ja sivusuunnassa, kunnes malli irtoaa ja nousee helposti pois.
Jos muotti vaurioituu millään tavalla, korjaa se, puhalla mahdollinen savi pois jäljennöksestä ja aseta yläkehys varovasti takaisin paikalleen. Tarkista uudelleen, että se istuu oikein.
Nyt olet valmis valamaan, mutta varmista ensin, että muottipöydän paljas puu kehyksen ympärillä on peitetty hiekalla.
Metallin valaminen kotivalimossa
Avaa ensin uuni koukulla ja poista upokkaasta mahdolliset rautakappaleet. Kuori sen jälkeen kuona sulan alumiinin tai muun metallin pinnalta pyrkien välttämään sulan liiallista sekoittamista, ja siirrä kuona valmiiksi varattuun rauta-astiaan. Nosta upokas koukulla uunista, aseta se rautapannuun ja tartu siihen tukevasti pihdeillä.
Sula metalli on kaadettava valukuppiin ja valukanavaan, kunnes sitä alkaa tulla ulos noususta. Kaada jäljelle jäänyt nestemäinen alumiini leivontavuokaan, jotta saat harkkoja, jotka voit sulattaa myöhemmin uudelleen.
Kun odotat muotin purkamista, sillä metallivalukappaleen jäähtyminen kestää 20–30 minuuttia, siivilöi kaikki ylimääräinen hiekka uudelleen ja etsi sille sopiva säilytyspaikka, jossa se pysyy suljettuna ja suojattuna seuraavia projekteja varten. Tee sama myös muottipesän hiekalle valun valmistuttua. Sammuta nyt uunin tuli varovasti ja hitaasti ja säästä jäähtyneet hiilet, sillä niiden avulla seuraavat tulet syttyvät helpommin.
Lopuksi poista metallivalukappale muottipesästä ja tarkastele sitä. Älä lannistu, jos ensimmäiset vaiheet tuntuvat hieman vaativilta. Harjoittelun myötä voit saada valukappaleita, jotka soveltuvat luotettavasti puristamiseen, jyrsintään, sorvaukseen tai muunlaiseen koneistukseen.
Siinä se! Olet juuri valmistanut ensimmäisen metalliesineesi omassa kotivalimossasi. Opit epäilemättä matkan varrella ja kehität taitojasi harjoittelun kautta, mutta tämä yksinkertainen ohje auttaa aloittelijoita pääsemään metallinvalun maailmaan.
Turvallisuus ja terveys metallin valamisessa valimossa
Metallin valaminen voi olla turvallista, mutta vain jos noudatat tarvittavia varotoimia, jotta koko prosessi sujuu turvallisesti ja hallitusti. Kun sulatat valimossa metallia muottiin valamista varten, sinun on työskenneltävä huolellisesti ja järjestelmällisesti. Et tietenkään halua polttaa itseäsi.
Varmista ensin, että käytät suojakäsineitä tai muita suojavarusteita, kuten suojalaseja, mahdollisten roiskeiden varalta. Varo myös koskemasta uunin kuumiin osiin, etenkin valettaviin metalleihin, sillä ne voivat aiheuttaa vakavia palovammoja. Siksi upokkaan poistamiseen on välttämätöntä käyttää pihtejä tai muuta sopivaa tartuntatyökalua.
Sulaa metallia sisältävän upokkaan laatu
Upokkaan on oltava laadukas, jotta valettavaksi tarkoitettu sula metalli ei pääse vuotamaan. Olipa kyse raudasta, teräksestä tai muusta metallista, erittäin korkea lämpötila on vakava vaaratekijä. Tarkista, ettei upokkaassa ole reikää tai halkeamaa, sillä se voisi johtaa onnettomuuteen. Jos siinä ei ole reikiä eikä vikoja, sitä voidaan käyttää turvallisesti; jos siinä kuitenkin näkyy rakenteellisia vaurioita, osta varmuuden vuoksi uusi.
Lopuksi...
Jos olet huolehtinut kaikista tarvittavista turvatoimista ja lukenut ohjeemme, voit ryhtyä rakentamaan omaa kotivalimoasi ja aloittaa valuprojektisi!
