Для отливки каслинских художественных произведений из чугуна употреблялись заводские бронзовые модели и особый состав чугуна, обладающий вязкостью и позволяющий отливать с большой точностью тонкие и сложные по своему профилю, рельефу и ажурному декору вещи. После отжига отливки приобретали качества, позволяющие обрабатывать их разными в зависимости от фактуры изделия чеканами, что особенно было важным в производстве предметов декоративно-прикладного искусства.
Большое значение имело качество местного каслинского песка, идущего для создания литейных форм. Изготовление изделий каслинского литья – процесс сложный, трудоемкий, требующий от исполнителей особых знаний, умений и навыков. В настоящее время на Каслинском заводе архитектурно-художественного литья весь процесс разделен на ряд последовательных операций, каждую из которых вручную выполняет узкий специалист высокой квалификации.
Традиционная технология
Операция 1. Создание авторской модели. Исполнитель – скульптор. Модель лепится из мягкого материала – воска, пластилина, редко – из глины. Законченную работу автор или специалист-модельщик переводит в гипс, затем в бронзу. Большая часть моделей разборная: подставки, сами фигуры и даже некоторые части фигур формуются и отливаются в чугуне по отдельности.
Операция 2. Подготовка литейной формы. Исполнитель – мастер-формовщик. В зависимости от характера модели литейная форма выполняется по двум традиционным технологиям и используется только один раз: а) формовкой по – сырому; б) кусковой формовкой. В некоторых случаях изделия выполняются с использованием обеих технологий.
а) Формовка по – сырому. Применяется для плоских изделий или плоских частей объемных изделий: ажурных решеток, садовой мебели, тарелок, шкатулок, рельефов, медалей, подставок для круглой скульптуры и пр.
Используются: песок (песчано – глинистая смесь) из Лазаретского карьера; опока – специальный разборный металлический ящик, в котором производится формовка, а затем и отливка. Опока разымается на две половины. Нижняя половина доверху плотно набивается слегка увлажненной формовочной смесью. Поверхность выравнивается, в ней выполняется четкий оттиск бронзовой модели. Пролагаются литниковые каналы. Таким же образом готовится верхняя половина опоки, в ней делается оттиск другой стороны модели. Далее формовщик при помощи набора специальных инструментов устраняет мельчайшие дефекты формы, посыпает рабочую поверхность графитом, скрепляет половинки опоки, после чего форма готова к заливке расплавленного металла - чугуна.
б) Кусковая формовка. Применяется для объемных изделий: скульптурных групп, одиночных фигур, статуэток, бюстов, некоторых видов канделябров и т.д. Используются: песок (песчано – глинистая смесь) из Конского карьера; одна или несколько опок; стержневые каркасы. Модель (или ее часть) помещается на заполненную песком половину вспомогательной опоки. Выступающую часть модели формовщик делит на участки таким образом, чтобы по завершении работы куски формы можно было без труда разъять. На каждый участок при помощи специальных инструментов слой за слоем «набивается» увлажненная формовочная смесь. Делается это до тех пор, пока толщина куска не достигнет 5 - 8 см. Края куска аккуратно подрезаются для того, чтобы в готовой форме он плотно соединился с соседними. Во избежание склеивания кусков срезы посыпаются графитом или древесно – угольной пылью. Когда половина кусковой формы готова, куски разъединяются, просушиваются, их рабочая поверхность прокапчивается сосновым смольем или покрывается графитом. Аналогичным способом выполняется кусковая форма другой половины модели. Когда и она готова, куски каждой их половин помещаются в верхнюю и нижнюю части опоки. Пространство между поверхностью кусковой формы и стенками опоки плотно заполняются формовочной смесью.
Каслинская интерьерно-кабинетная скульптура и любые другие объемные отливки по традиции отливаются пустотелыми. Для достижения пустотелости используется специальный литейный стержень, который заводские мастера в старину называли «глухарь». После изъятия модели внутри кусковой формы остается полностью соответствующая ей полость. В центре полости формовщик укрепляет крестообразный каркас, а нижнюю и верхнюю половины формы плотно заполняет стержневым составом - формовочной смесью с добавлением клеевых веществ (чаще – декстрина). Совместив, а затем разъединив половины формы, мастер получает «слепок» модели, который аккуратно извлекается и подсушивается. Затем поверхность слепка в нескольких местах прокалывается специальными кнопками. На глубину прокола (около 3 – 5 мм) со слепка снимается верхний слой. Толщина этого слоя после отливки будет толщиной стенки формуемого изделия. Подготовленный литейный стержень закрепляется внутри кусковой формы. Прорезаются литниковые каналы. Половины опоки скрепляются. Кусковая форма готова к отливке изделия.
Операция 3. Заливка расплавленного чугуна в приготовленные песчано – глинистые формы. Исполнитель – мастер – литейщик. Его задача – обеспечить должное распределение расплавленного металла внутри формы и отследить режим постепенного охлаждения отливки для сохранения ее целостности. Остывшая отливка вынимается из опоки, из нее через специальные отверстия удаляется стержневая смесь (глухарь). Перед механической обработкой отливка еще раз обжигается для уменьшения твердости поверхности при механической обработке (чеканке).
Операция 4. Чеканка и сборка изделий. Исполнитель – мастер-чеканщик. После отливки на поверхности изделия остаются литники, швы на месте соединения кусков формы, небольшие каверны. Требуется дополнительно проработать рельеф поверхности чеканами, соединить отдельно отлитые части и детали. При помощи большого набора инструментов мастер приводит изделие в требуемое внешнее соответствие с авторским образцом-моделью. Отдельно отлитые детали фигуры или композиции собираются вместе без видимых соединительных стыков. Качественная чеканка поверхности придает фактуре изделия реалистическую достоверность и делает отливку художественным произведением искусства.
Операция 5. Покраска изделий. Исполнитель – мастер по покраске. Для каслинских изделий из чугуна традиционно используется специальная черная краска, называемая по старинке «голландская сажа», дающая матовую поверхность и позволяющая ощутить объемность и пластику изделия. Краска наносится вручную, в три слоя. Каждый слой закрепляется путем термической обработки.
Технология литья по выплавляемым моделям
С начала 1950-х годов, помимо традиционной технологии, в производстве каслинских художественных изделий из чугуна стала использоваться новая технологии так называемого высокоточного литья (литье по выплавляемым моделям). С модели в пластилине снимается мягкая (пенталастовая) форма, на которую накладывается гипсовый кожух. После удаления модели в эту форму запрессовывается восковая смесь. Несколько полученных таким образом восковых моделей присоединяются к восковой литниковой системе. Модели и литниковая система покрываются слоем специальной суспензии, состоящей из пылевидного кварца и этилсиликата. При нагревании восковая смесь вытапливается. Далее вся система помещается в специальный металлический ящик – опоку, которая плотно заполняется формовочным песком. В прогретую форму заливается расплавленный чугун. Литье по выплавляемым моделям применяется для изготовления небольших изделий (камерных статуэток и настольных сувениров) и некоторых деталей скульптуры, выполняемой при помощи кусковой формовки.