Šlikrové lití keramiky: od hustoty břečky po vady hotového odlitku

Licí břečka je suspenze jílových a netvárných surovin ve vodě, která musí být zároveň hustá a tekutá. Tyto dva požadavky si na první pohled odporují a právě jejich vyvážení rozhoduje o tom, zda se forma naplní bez vzduchových kapes, zda střep naroste rovnoměrně a zda se výrobek při sušení nezkroutí.

Kdyby stačilo přidat více vody, byla by příprava triviální. Jenže voda, kterou do šlikru přidáme, musí formu opustit — sádra ji nasaje a tím se opotřebí. Čím řidší břečka, tím více vody putuje do formy, tím pomaleji roste střep, tím delší je sušení a tím kratší je životnost formy. Cílem je proto opačný stav: co nejméně vody při zachování tekutosti.

Role elektrolytů

Rozpouštědla, běžně vodní sklo, uhličitan sodný nebo jejich kombinace, mění náboj na povrchu jílových částic. Částice se navzájem odpuzují místo aby se shlukovaly, suspenze se rozpojí a začne téct i při obsahu vody kolem třiceti procent. Množství elektrolytu se počítá v desetinách procenta hmotnosti sušiny, takže se nedávkuje odhadem.

Přebytek je stejně škodlivý jako nedostatek. Předávkovaný šlikr začne být znovu hustý a lepivý, špatně se slévá, odlitek se hůře uvolňuje z formy a na povrchu se objevují mazlavé mapy. Návrat zpět není možný pouhým přidáním vody — jednou porušená rovnováha se dorovnává jen dlouhým zráním nebo přimícháním neupravené hmoty.

Co sledovat u každé nové násady

• Objemovou hmotnost měřenou hustoměrem nebo vážením přesného objemu — hodnota se zapisuje, ne odhaduje.
• Výtokový čas z normované nálevky; sám o sobě nic neříká, ale ve dvojici s hustotou popisuje stav hmoty spolehlivě.
• Tixotropii, tedy tuhnutí v klidu: šlikr necháme stát a po několika minutách znovu promícháme.
• Chování na stěně nádoby — hmota má stékat souvisle, ne v cárech.
• Teplotu hmoty; studený šlikr z nevytápěné dílny se chová jinak než tentýž šlikr po aklimatizaci.

Šlikr má před litím uležet. Čerstvě rozmíchaná hmota nese vzduch a její vlastnosti se během prvních hodin mění. Zrání v uzavřené nádobě s občasným promícháním sníží množství bublin a stabilizuje viskozitu. Před použitím se hmota přecedí přes jemné síto, aby se odstranily hrudky a zaschlé kousky ze stěn nádoby.

Forma se otevírá v okamžiku, kdy střep drží tvar, ale ještě je vláčný. Předčasné otevření znamená propadlé stěny a otisky prstů; pozdní otevření znamená, že se smršťující se střep zachytí o dřík nebo o podkos a praskne. Mezi těmito dvěma stavy je okno dlouhé desítky minut a jeho poloha se u každého tvaru liší.

Dělicí spáry zanechávají na výrobku otřep. Čistí se, dokud je hmota v kožovitém stavu, tedy tuhá na dotek, ale ještě vlhká. Otřep se seřízne nožem podél linie švu a plocha se zahladí navlhčenou houbou nebo gumovou plaňkou. Ostré škrábání suchého střepu jen otevře pórovitost a po glazování se šev projeví jako matná stopa.

Sušení a smrštění

Odlitý střep obsahuje vodu ve dvou podobách: mezi částicemi a vázanou na jejich povrchu. Odchod první způsobuje smrštění, které u licích hmot běžně dosahuje několika procent, a probíhá jen v první části sušení. Právě tehdy vzniká většina deformací, protože tenké části vysychají rychleji než tlusté a tahají za sebe zbytek tvaru.

• Sušit pomalu a rovnoměrně, zpočátku pod lehkým zákrytem, který zpomalí odpar z exponovaných hran.
• Otevřené tvary sušit dnem vzhůru na rovné podložce, aby okraj neztratil kruhovost.
• Nepokládat čerstvé odlitky na savou desku, která odebírá vlhkost jen ze spodní strany.
• Vyhnout se průvanu a přímému topení; jednostranné proudění vzduchu je nejčastější příčina zkroucení.
• Do výpalu dávat jen střep, který je na dotek suchý a má pokojovou teplotu — chladný kus stále obsahuje vodu.

Vady odlitků se opakují a jsou dobře čitelné. Většina z nich vzniká dřív, než se na kus vůbec sáhne, a jejich odstranění proto začíná u hmoty a formy, ne u brusného papíru.

Rozvrstvení a vodorovné linie

Vodorovný předěl ve stěně bývá stopa po přerušeném lití nebo po hladině, která během nabírání klesla a nebyla doplněna. Střep se v tomto místě láme při sušení nebo se rozevře až v přežahu. Řeší se plynulým naléváním a průběžným doplňováním, nikoli silnějším odlitkem.

Deformace a zkroucení stěny

Deformace vzniká z nerovnoměrného smrštění: jedna část kusu vysychá rychleji, tahá zbytek a tvar se natočí. Nejčastěji za tím stojí průvan, sušení na savé podložce z jedné strany nebo velký rozdíl tloušťky stěny mezi dnem a hrdlem. Sušení pod zákrytem a rovná neabsorpční podložka odstraní většinu případů.

Bubliny a póry

Vzduch se do stěny dostává buď se šlikrem, který nebyl odležený a přecezený, nebo při vlévání proudem doprostřed formy. Drobné bubliny těsně pod povrchem se objeví až po přežahu, kdy se otevřou jako kráterky, a v glazuře se projeví jako díry. Prevence je v přípravě hmoty a v technice nalévání, ne v dodatečném zatmelení.

Trhliny u hrdla a v rozích

Praskliny na hraně hrdla vznikají tam, kde okraj vyschne dřív než tělo, nebo tam, kde se střep při smršťování nemohl volně stáhnout. Ostré vnitřní rohy jsou napjatá místa už z návrhu modelu; mírné zaoblení v matrici odstraní vadu spolehlivěji než jakýkoli zásah v dílně.

Mapy, mazlavý povrch a špatné uvolňování

Nerovnoměrné skvrny a lepivost při rozebrání ukazují na předávkovaný elektrolyt, na zanesenou formu nebo na formu, která nestihla vyschnout mezi cykly. Rozlišit tyto tři příčiny lze jednoduše: zkušební odlitek do jiné, prokazatelně suché formy ukáže, zda je problém v hmotě, nebo v nástroji.

Vady mají téměř vždy více než jednu možnou příčinu. Smysl má měnit jeden parametr po druhém a zapisovat výsledek — hustotu, dobu nabírání, teplotu dílny, počet cyklů formy. Bez záznamu se stejná chyba vrací.