Keramiikan käsikirja

Kipsimuotin valmistus

Muottien valmistaminen on tarpeen, kun esineitä halutaan monistaa, esimerkiksi muovaus- prässäys- tai valutuotannossa. Erilaisia apumuotteja voidaan käyttää myös saven tukena, kun rakennetaan käsin vaativampia ja isokokoisia veistoksia.

Kun muottia lähdetään suunnittelemaan, on ensin tiedettävä esineen valmistustekniikka - tarvitaanko yksinkertainen prässäysmuotti, muovaus- vai valumuotti? Soveltuuko suunniteltavalle esinemuodolle paremmin avo- vai umpivalumuotti? Entä kuinka monta muotin osaa mallikappaleen muoto edellyttää.

Tässä osiossa käydään läpi yleisesti kipsimuotin teon pääkohdat. Esimerkkimuottien kuvituksessa taas perehdytään nimenomaan sellaisten kipsimuottien valmistukseen, joita käytetään keramiikan avovalussa.

Kipsi on keramiikan valmistuksessa käytettävien muottien tavallisin valmistusmateriaali. Erinomaiseksi muottimateriaaliksi nimenomaan keramiikan tuotannossa huokoisen kipsin tekee sen kyky imeä ja haihduttaa vettä tehokkaasti. Näinollen kipsi kuivattaa vesipitoista savea. Kipsimuotin seinämästä liukenee kosteaan saveen kalsiumsulfaattia, jolla on flokkuloiva eli savea jähmettävä vaikutus. Tämä estää savea tunkeutumasta kipsin huokosiin, ja edistää massan irtoamista muotista. Kipsi myös toistaa mallikappaleen muodot erittäin tarkasti.

Malline

Muotin valmistusta varten tarvitaan mallikappale eli malline toistettavasta esineestä.

Malline voidaan valmistaa lähes mistä tahansa materiaalista, kuten savesta, 3D-tulostetusta muovista, kipsistä tai puusta. Käytettäessä kipsiä mallineen materiaalina on sen pintaan hyvä sivellä esim. 1–3 ohutta kerrosta sellakkaa kovettamaan kipsin pintaa ja sulkemaan sen huokoisuuden. Muita huokoisia mallinemateriaaleja käytettäessä kannattaa tarvittaessa kokeilla erilaisia pintakäsittelyjä (markkinoilla useita lakkoja, maaleja, fillereitä tai spraykittejä), jotta mallineen pinnasta saadaan sileä ja tiivis - sellainen pinta, joka ei vaurioidu märän kipsin kosteudesta, ja josta kovettunut kipsi irtoaa hyvin.

Mallineen valmistuksessa on muistettava ottaa huomioon keramiikan polttokutistuma, eli malline tehdään käytettävän massan kutistuman verran suuremmaksi (karkeasti 10-15% suurempi malline, massasta riippuen).

Muodon päästävyys
Jos mallineen muoto on päästävä, eli muoto aukeaa ulospäin, voi muotin valmistaa yksinkertaisesti yhdestä kappaleesta. Jos muoto taas ei ole päästävä, on muotti rakennettava useasta osasta niin, että jokainen osa saadaan irrotettua mallikappaleesta. Muotti pyritään suunnittelemaan kuitenkin niin, että eri muotin osia olisi mahdollisimman vähän. Tämä helpottaa muotin kokoamista, valuja ja viimeistelyä. Tässä vaiheessa tutkitaan mallineen muotoja ja päästöjä: mihin kohtiin eri muotinosien saumat saadaan sijoitettua ilman, että ne jäisivät polton jälkeen näkyviksi, tai vaikeuttaisivat muuten esineen viimeistelyä. Jotta saumat jäisivät mahdollisimman huomaamattomiksi, ne kohdistetaan mahdollisuuksien mukaan mallineen kulmiin ja taitoskohtiin. Useinmiten esineen muotoilu ja muotittamisen suunnittelu kannattaakin tehdä ihan rinnakkain.

Esivalmistelut

Kipsimuotti valmistetaan kaatamalla vasta sekoitettu, vielä juokseva kipsi-vesiseos mallineen päälle. Tätä edeltää kuitenkin muutama tärkeä esivalmisteluvaihe.

Ennen kuin nestemäisen kipsin voi kaataa mallineen päälle, on malline käsiteltävä ensin erotusaineella. Erotusaineen tehtävä on estää muottikipsiä tarttumasta mallineen pintaan. Erotusaine sivellään aivan ohuesti kiilloksi mallineen pintaan.

Erotusaine on mahdollista ostaa valmiina seoksena, mutta sitä on helppo valmistaa myös itse veden, saippuan ja öljyn seoksesta. Yksinkertaisen valmistusohjeen mukaan yksi pala saippuaa vuollaan puoleen litraan lämmintä vettä. Saippuan annetaan turvota, minkä jälkeen siihen lisätään 3 desilitraa rypsiöljyä ja sekoitetaan kovaksi vaahdoksi sähkövatkaimella tai sauvasekoittimella.

Muottivalut
Eri muotin osat valetaan mallinetta vasten kukin erikseen. Ensin mallineen ympärille rakennetaan seinät, jotta juokseva kipsi saadaan pysymään paikoillaan. Näitä seiniä kutsutaan rajoittimiksi. Ne voidaan rakentaa joko pintakäsitellyistä puulevyistä (esim. filmivanerista) tai muovi/metallikappaleista, jotka kiristetään yhteen esimerkiksi puristimilla. Mahdolliset raot tilkitään teippaamalla tai pehmeällä savella. Rajoittimet asetetaan vähintään kolmen-neljän sentin päähän mallineesta, jotta muotin seinämästä tulee tarpeeksi paksu, ja myöhemmin muotin kipsi imee riitävästi kosteutta valusavesta. Kun muotin kipsiseinämät on kauttaaltaan saman paksuiset, esineen seinämäkin muotoutuu valaessa tasaisen vahvuiseksi joka puolelta.

Muottikipsin laskukaava
Rajoittimien kokoamisen jälkeen lasketaan tarvittava kipsimäärä, eli muodostuvan muottikappaleen tilavuus litroina (tapoja on monta, mutta litramäärinä laskeminen usein helpottaa tilavuuksien hahmottamista). Tarvittavan kipsimäärän voi laskea useinmiten yksinkertaisesti seuraavilla kaavoilla:

Suorakulmainen muotti: leveys x korkeus x syvyys
Lieriön muotoinen muotti: πr²h (r on pohjaympyrän säde, h korkeus)

lieriön mitoittaminen

Tilavuus lasketaan ensin litroina. Tämä määrä muutetaan suoraan kiloiksi, joka on samalla tarvittava kipsijauheen kilomäärä. Kipsijauheen paino jaetaan 1,5:llä, jolloin saadaan tarvittavan veden paino. Toisin sanoen muottikipsin hyväksi todettu sekoitusuhde on 1 osa vettä ja 1,5 osaa kipsijauhetta.

Esimerkkilasku: Lasketaan tarvittava kipsi- ja vesimäärä kuutiolle, jonka koko on 10 x 10 x 10 cm.

10x10x10 cm = 1000cm²

1000 cm² = 1 litra, tarvittava valmis kipsivesiseos

1 litraa valmista kipsiseosta kohti punnitaan vaa´alla vastaava 1 kg kipsijauhetta

1kg : 1,5 = 0,666kg, tarvittava vesimäärä (=6,6dl)

Kun tehdään muottisarjaa, on olennaista käyttää aina samaa vesi-kipsi -suhdetta. Sillä varmistetan muottien tasalaatuisuus. Silloin eri muoteissa valettavien esineiden valuaika on sama, ja esineetkin tasalaatuisia.

Kipsin sekoittaminen
Kipsi valmistetaan mittaamalla ensin kylmä vesi puhtaaseen astiaan. Valmiiksi punnittu kipsijauhe ripotellaan veteen. Kun kaikki jauhe on lisätty, annetaan veden imeytyä rauhassa 1-5 minuutin ajan kipsiin. Pinnassa erottuu selvästi kirkaampi pintavesikerros. Tämän jälkeen kipsiseosta sekoitetaan tehokkaasti, kunnes se alkaa paksuuntua. Samalla huolehditaan siitä, että kokkareet sekoittuvat ja ilmakuplat poistuvat, koska ne heikentävät kipsin rakennetta. Kipsiseos on valmis muotiin kaadettavaksi rajoittimiin, erotusaineella käsitellyn mallineen päälle, kun sen pintaan jää sormella vedettäessä harjanne.

Kipsin kovettuessa se lämpenee ja laajenee hieman. Kun kipsi on kovettunut ja jäähtynyt, se voidaan irrottaa rajoittimista ja mallikappaleesta. Muotti on valmis käyttöön, kun se on kuivunut muutaman päivän huoneenlämmössä, tai päivän päästä kuivauskaapissa. Jos työn alla on moniosainen muotti, seuraavan muotinosan voi valmistaa heti perään.

1-osainen avovalumuotti

1.-4. Mallineen avulla lopullisen esineen suunta on ensin määritettävä, jotta tiedetään mihin valuaukko sijoitetaan. Kun tehdään muottia avovalua varten, muotin avoin puoli asetetaan alaspäin pöydän pintaa vasten. Tämä muotti voi olla yksiosainen, koska esineen on mahdollista pudota suoraan muotista tai se on vedettävä eli muoto on päästävä.

5.-6. Valitse, miten nestemäinen kipsi rajoitetaan mallin ympärille. Tässä käytetään rajoittimina kovalevyjä kiinnikkeillä. Rajoittimet asetetaan vähintään kolmen-neljän cm:n etäisyydelle mallineesta ja kiinnitetään toisiinsa puristimilla. Pöytää vasten jäävä rako tilkitään ohuilla savimakkaroilla. Muista levittää mallineeseen erotusaine!

7.-8. Kipsi kaadetaan mallineen päälle peittämään esineen pohja ja sivut tasaisesti. Varmista että sama 3-4 cm tulee muotin pohjan paksuudeksi.

9.-12. Kun kipsi on täysin kovettunut, voidaan rajoittimet irrottaa, muotti kääntää ja malline poistaa. Yksiosaisilla avoimilla muoteilla malline saattaa olla tiukasti kiinni, ja sen irtoamista voi avittaa esimerkiksi koputtelemalla varovasti tai paineilmalla. Muotin ulkoreunat viimeistellään siklillä, raspilla tai hiekkapaperilla ja sen annetaan sitten kuivua.

2-osainen avovalumuotti

1.-4. Malli on pullomainen, sen muoto kaartuu sisään ylöspäin suuaukkoa kohti. Tämän sisäänpäin kääntyvän muodon vuoksi esineen muoto ei ole päästävä. Muottiin rakennetaan kaksi toisistaan irrotettavaa muotinosaa, jotka kumpikin ovat päästäviä yhten suuntaan. Symmetrisessä pyörähdyskappaleessa merkitään ensin esineen puolittava keskikohta - tähän jakosaumakohtaan vedetään keski- tai erotusviiva.

5. Malline upotetaan plastiseen saveen tarkasti sauman viivaan asti, peittäen puolet muodosta. Malline on nyt ns. savipedissä.

6.-7. Rajoittimet asetetaan savipedin ympärille rajaamaan nestemäinen kipsi. Muista levittää mallineeseen erotusaine!

8. Kipsi kaadetaan mallineen päälle niin, että seinämät ovat yhtä paksut esineen kummallakin puolella, ja myös päällä.

9.-11. Kun kipsi on kuumentunut ja jäähtynyt, se on kovettunut. Rajoittimet irrotetaan, muotti käännetään ympäri ja savipatja poistetaan kipsin päältä.

11. Kipsin pinta siistitään ja muottiin kaiverretaan lukot, jotta toinen, tuleva muotinpuolisko lukittuu täydellisesti paikalleen. Saippuoi kipsin pinta!

12.-13. Rajoittimet asetetaan uudelleen ympärille ja muotin toinen puoli valetaan kaatamalla sama määrä kipsiä, näin pidetään puolikkaat yhtä paksuina.

14.-15. Kun kipsi kovettuu, toinen puolisko ja malline irrotetaan. Muotin annetaan kuivua.

kuvasarja 2-osaisen muotin valmistamisesta

3-osainen avovalumuotti

1.-3. Tässä kupissa on sisäänpäin kääntyvä suuaukko, ja lisäksi kupin pohjassa on jalat, jotka muodostavat syvennyksen. Siksi sen muotti täytyy jakaa kolmeen osaan. Muotin jakosauaumojen kohdat määritetään ensin muodosta. Eri muotinosien on kuviteltava vetäytyvän toisistaan mallineesta poispäin, eli niiden tulee olla päästäviä suhteessa toisiinsa. Saumat piirretään mallineeseen.

4. Plastista savea lisätään tarkasti muotin keskijakosauman apuviivaan asti, peittäen puolet muodosta. Malline on nyt savipedissä.

5. Rajoittimet laitetaan mallineen ympärille. Huomaa, että levy on kiinni mallin jalkaa vasten peittääkseen sen kohdan, jossa muotin 3. osa tulee olemaan. Muista levittää mallineeseen erotusaine!

6. Kipsi kaadetaan mallineen päälle niin, että seinämät ovat yhtä paksut esineen kummallakin puolella, ja päällä.

7.-8. Kun kipsi on kuumentunut ja jäähtynyt, se on kovettunut. Muotin osa käännetään ja savi poistetaan. Ensimmäinen muotin osa on valmis.

9. Kipsin pinta siistitään ja siihen kaiverretaan lukot siten, että toinen osa lukittuu täydellisesti paikalleen. Moniosaisissa muoteissa on kiinnitettävä erityistä huomiota lukkoihin ja siihen, kuinka muottipalat liikkuvat toisistaan eri suuntiin. Saippuoi kipsin pinta, lisää erotusaine.

10.-11. Rajoittimet asetetaan uudelleen ja kipsi kaadetaan muotin seuraavaan osaan.

12. Kun kipsi on kovettunut, muotin osa käännetään ja savi poistetaan. Muotin toinen osa on valmis.

13. Kipsin pinta siistitään ja kumpaankin muotin puolikkaaseen kaiverretaan lukot. Kipsin pinta saippuoidaan ja siihen lisätään erotusaine.

14. Rajoittimet asetetaan paikoilleen ja valetaan viimeinen muotin osa, kupin pohjakappale, jossa jalat sijaitsevat. Kipsi kaadetaan samaan seinämän paksuuteen (3-4 cm).

15.-16. Muotti puretaan, malline irrotetaan muotista. Muotin ulkoreunat silotetaan kevyesti esim. siklillä tai raspilla ja muotin annetaan kuivua.

kuvasarja moniosaisen muotin valmistamisesta

Kuva
Kinnunen, Anne: Kipsimuotin valmistamiseen tarvittavia työkaluja.

Kuvitus

Kerimov, Nikolo: 1-osaisen muotin valmistus.
Kerimov, Nikolo: 2-osaisen muotin valmistus.
Kerimov, Nikolo: Moniosaisen muotin valmistus.