Iedereen vindt het leuk om iets met eigen handen te maken. U hebt het gevoel dat u controle hebt over het eindresultaat, en het afronden van uw eigen project geeft echte voldoening. In plaats van alleen consument te zijn, kunt u maker worden; in plaats van passief te ontspannen, kunt u uw creativiteit gebruiken en actief iets vervaardigen. U hoeft ingewikkelde machines en gietstukken niet langer alleen te bewonderen – metalen objecten op maat kunt u relatief eenvoudig thuis maken in uw eigen huisgieterij.
Ja, u kunt niet alleen uw eigen thuisgieterij bouwen, maar dat kan ook tegen een betaalbare prijs. Zodra deze klaar is, weet u hoe u metaal kunt smelten en in een indrukwekkend object kunt gieten, bijvoorbeeld om in de tuin tentoon te stellen.
Een gieterij thuis opzetten is vrij eenvoudig, omdat u de meeste onderdelen die nodig zijn voor de bouw van een thuisgieterij voor metaal én voor het maken van de eerste mal waarschijnlijk al in huis hebt.
Metaal gieten – minder ingewikkeld dan u misschien denkt
Metaalgieten is een ambacht en kunstvorm die mensen al eeuwen, zelfs duizenden jaren beoefenen. In tegenstelling tot wat sommigen denken, is het geen onoverkomelijk moeilijke, te ingewikkelde of onmogelijke activiteit die alleen voor professionals is weggelegd. Mensen gieten al honderden jaren metalen zoals messing, koper, aluminium, ijzer en zelfs staal in vormen. U kunt dat ook – metaalgieten vereist geen uitzonderlijke vaardigheden.
Als u een zandkasteel kunt bouwen, kunt u ook een mal maken. En als u een waterkoker kunt aanzetten en water kunt koken, hoeft het niet moeilijk te zijn om metaal te smelten en in een mal te gieten. Zo rechttoe rechtaan is het eigenlijk. Goed, werken met klei is misschien een betere vergelijking, maar de boodschap blijft hetzelfde. U hebt alleen onze tips nodig om uw eigen thuisgieterij te maken.
Waarom thuis metaal gieten?
Voordat we ingaan op hoe u metaal giet in uw eigen hobbyoven, is het goed om stil te staan bij waarom u in uw vrije tijd aan zo’n project zou beginnen.
Zelf metalen voorwerpen maken is niet alleen leuk en bevredigend, maar ook heel praktisch. In plaats van metalen onderdelen te kopen of iemand anders voor een dienst te betalen, geeft een thuisgieterij u een zekere mate van zelfvoorziening. Hebt u bijvoorbeeld een specifiek onderdeel nodig voor een auto of motor, dan kunt u dit eenvoudig in uw hobbyoven gieten, wat aanzienlijk voordeliger is.
Bovendien kunt u een eenmaal gemaakte mal opnieuw gebruiken om meer metalen voorwerpen te gieten, en ongebruikt metaalschroot kunt u inzetten voor volgende projecten. Zo ontstaat er geen afval, wat veel duurzamer is.
Het belangrijkste is dat een thuisgieterij ruimte geeft aan uw creativiteit en artistieke verbeelding. U bepaalt zelf wat u maakt en hoe het eindresultaat eruitziet. U bent niet beperkt zoals bij kant-en-klare onderdelen uit de winkel.
Metaalgieterij thuis – basismaterialen en onderdelen
Brandstof
Hoewel de moderne metaalgietindustrie vrijwel uitsluitend aardgasbranders gebruikt, is houtskool de standaardbrandstof voor een thuisgieterij en was het vroeger de basis voor metaalgieten. U kunt ook een brander met een propaanfles gebruiken, maar het is logisch om bij houtskoolbriketten te blijven. Die zijn goedkoper, kosten slechts een fractie van de prijs en zijn vrijwel altijd verkrijgbaar bij de plaatselijke bouwmarkt.
Naast de lage prijs en de eenvoudige verkrijgbaarheid kan houtskool een thuisgieterij praktisch overal van energie voorzien.
Bovendien kunt u houtskool ter plaatse zelf maken, zonder ervoor naar de winkel te hoeven. Het volstaat om stapels hardhout met aarde af te dekken en ze enkele weken van binnenuit te laten smeulen. Zo bereidt u de brandstof voor uw thuisgieterij eenvoudig zelf.
Zelf maken helpt niet alleen kosten te besparen, maar heeft ook andere voordelen. Zelfgemaakte houtskool bevat bijvoorbeeld geen bindmiddelen die vaak in in de winkel gekochte briketten zitten. Deze bindmiddelen beperken uiteindelijk de luchtstroom in de oven van uw thuisgieterij.
Deze manier van houtskoolbereiding levert ook vluchtige en gasvormige bijproducten op, zoals koolmonoxide, houtgas, methaan, alcohol en andere bestanddelen. Deze bijproducten kunnen op zichzelf waarde hebben als afzonderlijke producten.
De oven – het hart van de gieterij
Voordat u met metaalgieten begint, hebt u natuurlijk een krachtige gieterijoven nodig die de brandstof efficiënt benut en het werken met mallen mogelijk maakt. Zo’n oven kunt u heel eenvoudig maken van metaalschroot voor een fractie van de kosten. Hij lijkt op een vat met een afneembaar deksel en een voering van vuurvaste gietmassa / vuurvast beton van ongeveer 50 mm dik, oftewel twee inch.
Vuurvaste materialen zijn hittebestendig, verdragen hoge temperaturen en blijven stabiel. Vuurvaste gietmassa lijkt bijvoorbeeld op beton of een cementmengsel, wordt verkocht in verpakkingen van 25 kg en kan na eenvoudig mengen met water worden gebruikt om een duurzame ovenvoering voor de gieterijoven te maken.
De oven moet onderaan ook zijn voorzien van een luchttoevoerbuis, uitgerust met een ventilator met debietregeling, die voor de trek zorgt die nodig is om zeer hoge temperaturen te bereiken. Als blazer kunt u een luchtcompressor gebruiken of zelfs een oude stofzuiger.
Voordat u de gieterij gaat bouwen en een oven regelt, moet u bepalen hoe groot de onderdelen en metalen objecten zijn die u in uw thuisgieterij wilt gieten. Voor een beginner is het aan te raden een vat te zoeken dat lijkt op een kleine stalen gasfles of een klein biervat.
Daarmee bouwt u gemakkelijk een krachtige en veelzijdige gieterijoven met een geschikte hoogte, bruikbaar voor de meeste smeltwerkzaamheden met metaalschroot. Deze hogere oven is geschikt voor uiteenlopende gietbehoeften en voorwerpen met zelfs zeer onregelmatige vormen.
Het verwerken en gieten van aluminium is het eenvoudigste gieterijwerk, zeker in vergelijking met bijvoorbeeld het gieten van ijzer, dat een hogere smelttemperatuur heeft. Dat komt door de lage smelttemperatuur van aluminium. Bovendien kunt u bijna ideaal smeltmateriaal halen uit oude autozuigers. Veel garages laten klanten ze meenemen, en het is vermeldenswaard dat ze van een zeer hoogwaardige legering zijn gemaakt. Veel ervan hebben echter nog drijfstangen eraan bevestigd, die vóór het eigenlijke aluminiumgieten samen met de aanwezige ijzeren delen uit het gesmolten metaal moeten worden verwijderd.
Zodra u een geschikte ovenmantel hebt gekozen, bereidt u deze eerst voor door het deksel bij de bovenste naad los te snijden. Maak vervolgens een opening in de wand dicht bij de bodem. Deze opening moet breed genoeg zijn voor een toevoerbuis met een diameter van ongeveer 30–40 mm.
Schroef daarna een 90 graden-bocht op de binnenrand van deze nippel, soldeer of las de buis aan de wand van de mantel en richt de bocht omhoog. Maak vervolgens voorzichtig een opening in het midden van het deksel. Zodra de opening klaar is, bevestigt u de demperbuis met een diameter van 50 mm op zijn plaats, zodat deze iets onder de rand van het deksel uitsteekt. Bevestig daarna de handgrepen, gemaakt van korte stukken platstaal van 3 mm x 5 mm en stukken buis van 15 mm met een lengte van 150 mm, aan de zijkanten van de mantel.
Hoewel deze handleiding zich richt op het gieten van aluminium, gelden vergelijkbare stappen ook voor het gieten van andere metalen, waaronder ijzer, messing of koper. Uiteraard verschillen bijvoorbeeld de temperaturen waarbij u het metaal smelt.
Vuurvaste voering
Het deksel, de bodem en de binnenwanden moeten worden gevuld met vuurvast cement of een ander vuurvast materiaal, omdat er in de oven extreem hoge temperaturen ontstaan. Vitcas levert de droge mix 1700 Grade Refractory Castable vuurvaste gietmassa in emmers van 25 kg, die met koud water wordt gemengd. Meng eenvoudig de juiste hoeveelheid vuurvast beton volgens de aanwijzingen op de verpakking en vul daarna de bodem van de ovenmantel tot aan de luchttoevoerbocht, ongeveer 30–50 mm diep, totdat de massa gelijk ligt met de bovenzijde ervan.
Breng nu een kleine hoeveelheid olie aan op de buitenzijde van een kleinere bus, zodat u deze na het opstijven van de voering gemakkelijk kunt verwijderen, en plaats deze verticaal boven de bocht. Het is essentieel dat de wandvoering in de oventrommel gelijkmatig op zijn plaats blijft zitten.
Vul daarna de ruimte in de wanden met vuurvaste massa op dezelfde manier als de bodem en verdicht deze tijdens het aanbrengen, zodat er geen luchtbellen ontstaan. Werk het geheel op vergelijkbare wijze af: draai het deksel ondersteboven en bekleed het tot aan de schoorsteenbuis.
Droging van de vuurvaste voering
Zodra de vuurvaste massa begint te drogen, maakt u een klein houtskoolvuur en laat u dit minstens 12 uur branden.
Maak een schijf van strekmetaal van ongeveer 3 mm dik, net breed genoeg om in de oven te passen, en sluit daarna de toevoer op de blazer aan. Gebruik indien nodig een opgelaste plaat, een koppeling of een stuk fietsbinnenband. Uw gieterijoven zou nu klaar moeten zijn om nuttige thuisgemaakte mallen en voorwerpen van gesmolten metalen te maken.
Vuurvaste beschermcoating
Het is aan te raden de voering te behandelen met een vuurvaste coating, met behulp van de gebruiksklare vuurvaste zirkooncoating, die voorkomt dat gesmolten metaal aan het oppervlak blijft hechten. Het is ook verstandig om de buitenzijde van de mantel te isoleren. Dit maakt het proces veiliger en efficiënter en verbetert de prestaties van de oven. Omdat de vuurvaste coating al gebruiksklaar is, hoeft u deze niet met water te mengen.
Wat is zirkoon?
Zirkoon is een vuurvast materiaal met diverse nuttige eigenschappen, waardoor het ideaal is voor veel toepassingen, waaronder metaalgieten.
Allereerst verlengt het de levensduur van elk oppervlak waarop het wordt aangebracht en is het daardoor een uitstekend materiaal voor beschermcoatings. Door de lage oplosbaarheid is zirkoon ook geschikt voor contact met gesmolten metaal. Daarnaast heeft het een lage warmtegeleiding, een hoge weerstand tegen thermische schokken en is het corrosiebestendig. Dankzij deze combinatie van eigenschappen is het geschikt voor gebruik in ovens.
Gieterijoven – isolatie
Het wordt sterk aanbevolen de oven goed te isoleren door de buitenzijde te omwikkelen met een keramische vezeldeken of een glasvezeldeken met aluminiumlaag. Voor nog betere prestaties dekt u de keramische deken af met de gebruiksklare beschermende zirkooncoating. De combinatie van deze twee producten geeft de oven maximale isolatie.
Vormkast
Dit is nog een essentieel onderdeel bij het maken van een thuisgieterij voor metaal. Dit belangrijke gieterijonderdeel, de vormkast, kunt u waarschijnlijk ook zelf maken.
Het is simpelweg een open, tweedelige kist die het zand vasthoudt waarin de vorm wordt gemaakt. De dikte van de vormkast, waarvan het bovenste deel de bovenkast en het onderste deel de onderkast wordt genoemd, hangt uiteraard af van de grootte van de gietstukken die u wilt maken. Indien gewenst kunt u tussen de delen een kleinere vierzijdige tussenring plaatsen om de diepte van de kast te vergroten.
Wilt u zelf een vormkast maken, zoek dan recht en vlak hout van 100 x 25 mm en zaag acht delen: vier van ongeveer 250 mm lang en vier van 300 mm lang.
Zaag nu acht stukken van 50 mm lang en maak twee kisten door de planken te verbinden met lijm en M60 x 30 mm houtschroeven. Voor een grotere vormkast maakt u aan de binnenzijde van zowel onderkast als bovenkast een sponning van 6 mm x 15 mm, die helpt het zand vast te houden.
Maak sets sluitingen voor de zijkanten van de vormkast. Het is essentieel dat bovenkast en onderkast altijd exact uitlijnen, zodat de vorm netjes op het deelvlak kan worden gescheiden.
Veel mensen geven de voorkeur aan pennen of paspennen boven conische knoppen, omdat ze bij het optillen weinig ruimte voor fouten laten. Gebruik een kwalitatief waterafstotend middel om het hout af te dichten.
U hebt ook een vormtafel en een zeef nodig, die niet moeilijk te vinden zijn. Als zeef kan in principe een gewone tuinzeef uit de bouwmarkt dienen.
Maak tot slot ten minste twee modelplaten van multiplex die iets groter zijn dan uw vormkast en behandel ze met een houtafwerking.
Overige uitrusting
Hieronder staan de overige onderdelen en gereedschappen die u nodig hebt om uw eerste mal te maken.
Een stuk conisch rondhout van 12 mm, lengte 150 mm
Een houten hamersteel
Glad rondhout van 12 mm x 150 mm als stijgpen
Kleine mesjes en lepels
IJzeren staaf, met aan het ene uiteinde een haak en aan het andere een handgreep
Gietijzeren smeltkroes, crucible, 150 mm
Schaarvormige tangen
Rechte lat voor het afstrijken
Fijn penseel van kamelenhaar
IJzeren pannen en ijzeren vaten
Bakvorm, mag niet van aluminium zijn
Kleine rechthoekige broodvorm
Slakkenschep met een handgreep van een 2′ lange staaf
Vormzand
Klopgereedschap om het model los te maken
Haakse slijper
Hoe maakt u uw eerste metalen mal?
U bent nu klaar om een kleine mal te maken. Leg houtskoolbriketten op het rooster onder in de oven, steek ze aan en zet de blazer aan. Vul de smeltkroes met metaalschroot, bijvoorbeeld aluminium, koper of ijzer. Staal is mogelijk niet de beste keuze voor metaalgieten vanwege de zeer hoge smelttemperatuur in vergelijking met andere metalen, waarbij ijzer met zijn hoge smelttemperatuur daar direct op volgt.
Plaats de smeltkroes in de oven met de gloeiende kolen en plaats het deksel erop. Terwijl u wacht tot de legering smelt, bereidt u in de vormtafel ongeveer 25 liter zand voor en bevochtigt u dit geleidelijk door er waterdruppels op te sproeien. Tegelijkertijd schept u het om met twee houten blokken, zodat u een droge maar pasteuze consistentie krijgt die bij samenknijpen bij elkaar blijft, maar na loslaten schoon uit elkaar valt. Waarschijnlijk moet u dit even uitproberen voordat u de juiste knijptest goed aanvoelt.
Nog beter is het om het zand ongeveer 12 uur vóór het metaalgieten te mengen, zodat het vocht zich door capillaire werking gelijkmatig kan verdelen.
Leg daarna het model op de modelplaat in de vormtafel. Bestuif het met puimsteenpoeder dat u door een sok schudt.
Plaats de onderkast van de vormkast omgekeerd over het model en zeef met behulp van de zeef zand in de onderkast. Druk de korrels stevig aan rond het modelmateriaal.
Vul de onderkast daarna iets te hoog met zand en stamp het goed aan in de hoeken. Boven het model stampt u met de stamper echter iets voorzichtiger. Gebruik de modelplaat om het zand in de onderkast met een horizontale, neerwaartse beweging aan te drukken.
Snijd overtollig materiaal af met een rechte lat langs de randen van de onderkast en ontlucht de vorm door het zand op verschillende plaatsen boven en onder het model door te prikken met een kort scherp stuk draad van een kleerhanger. Doe al het resterende zand in de broodvorm.
Controleer de smeltkroes om te zien of het metaalschroot of aluminium is gesmolten. Een felrode kleur betekent dat de temperatuur te hoog is en dat de luchttoevoer moet worden verminderd, zodat het gesmolten metaal tijdens het afwerken van de mal slechts zachtjes borrelt.
Keer daarna terug, draai de onderkast met de juiste zijde naar boven en bestuif het oppervlak terwijl het model nog op zijn plaats zit. Plaats nu voorzichtig de bovenkast. Zet de stijgpen op het dikste deel van het model, steek de gietpen ongeveer 5 cm van het model in het zand van de onderkast, houd de zeef boven de kast en voer het zeven, stampen en afstrijken op dezelfde manier uit als hiervoor.
Wanneer dit klaar is, holt u met een mes een ondiepe gietkom uit, ongeveer 25 mm diep en 25 mm van de gietpen, en snijdt u een kanaaltje van halve lengte vanaf de kom recht naar de pen. Ontlucht de ruimte boven het model, verwijder voorzichtig zowel de gietpen als de stijgpen en druk met uw vingers het zand rond de gietkom aan. Let erop dat er geen materiaal in de opening van de stijgpen valt. Scheid nu de onderkast en bovenkast voorzichtig van elkaar.
Maak in het onderste zand een verdeelkanaal van de gietopening naar het model, stop bij de gietpoort, de verbindingsgroef die rechtstreeks naar het model loopt, en druk het zand opnieuw aan zoals hiervoor. In sommige gevallen kunnen meerdere kanalen en meer dan één gietpoort worden gebruikt.
Breng vervolgens met een mes een dun laagje water aan rond de rand van het model en bereid u voor om het te verwijderen. Schroef eerst een kleine houtschroef in een geschikt deel van het model en tik vervolgens voorzichtig heen en weer en zijwaarts op de schroef, totdat het model loskomt en gemakkelijk kan worden opgetild.
Als de mal op enige wijze beschadigd is, herstel deze dan, blaas eventuele klei uit de afdruk en plaats de bovenkast voorzichtig terug. Controleer opnieuw of alles goed zit.
U bent nu klaar om te gieten, maar zorg er eerst voor dat het blootliggende hout van de vormtafel rond de kast met zand is afgedekt.
Metaal gieten in een thuisgieterij
Open eerst de oven met de haak en verwijder eventuele ijzeren stukken uit de smeltkroes. Schuim daarna de slak van het oppervlak van het gesmolten aluminium of andere metaal af, waarbij u probeert de smelt niet te veel in beweging te brengen, en deponeer deze in het voorbereide ijzeren vat. Haal de smeltkroes met de haak uit de oven, zet hem in een ijzeren pan en pak hem stevig vast met de tang.
Het gesmolten metaal moet in de gietkom en gietopening worden gegoten totdat het uit de stijger begint te komen. Giet het resterende vloeibare aluminium in de bakvorm om ingots te maken die u later opnieuw kunt smelten.
Terwijl u wacht met het openen van de mal, omdat het metalen gietstuk 20–30 minuten nodig heeft om af te koelen, zeeft u al het overtollige zand opnieuw en zoekt u een geschikte opslagplaats waar het afgesloten en beschermd is voor volgende projecten. Doe hetzelfde met het zand uit de vormholte nadat het gieten is afgerond. Doof nu voorzichtig en langzaam het vuur in de oven en bewaar de afgekoelde kolen, omdat daarmee volgende vuren gemakkelijker kunnen worden aangestoken.
Haal ten slotte het metalen gietstuk uit de vormholte en bekijk het resultaat. Laat u niet ontmoedigen als de eerste stappen wat lastig zijn. Met oefening kunt u gietstukken maken die betrouwbaar geschikt zijn voor persen, frezen, draaien of een andere vorm van verspaning.
En dat is het! U hebt zojuist met succes uw eerste metalen voorwerp gemaakt in uw eigen thuisgieterij. U zult ongetwijfeld al doende leren en met oefening uw vaardigheden verbeteren, maar deze eenvoudige handleiding helpt beginners op weg in de wereld van het metaalgieten.
Veiligheid en gezondheid bij metaalgieten in de gieterij
Metaalgieten kan veilig zijn, maar alleen als u de noodzakelijke voorzorgsmaatregelen neemt zodat het hele proces veilig en soepel verloopt. Wanneer u in de gieterij metaal smelt om het in een mal te gieten, moet u zorgvuldig en systematisch werken. U wilt zich tenslotte niet branden.
Zorg er eerst voor dat u beschermende handschoenen of andere persoonlijke beschermingsmiddelen gebruikt, zoals een veiligheidsbril, voor het geval er spatten optreden. Let er ook op dat u geen hete onderdelen in de oven aanraakt, vooral geen gegoten metalen, omdat u ernstige brandwonden kunt oplopen. Daarom is het noodzakelijk om tangen of grijpgereedschap te gebruiken om de smeltkroes te verwijderen.
Kwaliteit van de smeltkroes met gesmolten metaal
De smeltkroes moet van goede kwaliteit zijn om lekkage van het gesmolten metaal dat voor het gieten is bedoeld te voorkomen. Of het nu om ijzer, staal of een ander metaal gaat, de extreem hoge temperatuur vormt een serieus gevaar. Controleer of de smeltkroes geen gat of scheur heeft, omdat dit tot een ongeval kan leiden. Als er geen gaten of gebreken zijn, kan hij veilig worden gebruikt; vertoont hij echter constructieve schade, koop dan voor de zekerheid een nieuwe.
Tot slot...
Als u alle relevante veiligheidsmaatregelen hebt genomen en onze handleiding hebt gelezen, kunt u beginnen met het bouwen van uw eigen thuisgieterij en aan de slag gaan met uw gietprojecten!
