FUNDICIÓN ARTISTICA

FUNDICIÓN ARTISTICA

HISTORIA

Historia del proceso de fundición a la cera perdida

Nos narra la historia que el hombre, fue primeramente cazador y recolector (periodo paleolítico y meseolítico), hacia el 12.000 a.C. y en el periodo neolítico hacia el año 8.000 a.C, abandona el nomadismo y se convierte en cultivador de la tierra y criador de animales, comenzando ya la vida en comunidad.

En  período neolítico durante la nueva edad de piedra (año 6.000 a.C), el hombre comenzó a explotar metales como el oro y el cobre, pero no conoce otro medio como el de dar martillazos, para dar forma a sus creaciones; así mucho antes de que el hombre conociera la fundición, comenzó a trabajar pedacitos de metal (cobre y oro) para hacer adornos. en esta era, hacia el año 4.000 a.C; además de la piedra, comienza a utilizar la arcilla cocida, como material muy útil para diversas necesidades.

Más tarde, comprendieron que el cobre se quebraba con los golpes, pero que al calentarlo suficientemente podía fundirse y, una vez colado, podía vaciarse en moldes en los que al enfriarse, se solidificaría. Los moldes usados inicialmente eran de piedra de jabón o jaboncillo de sastre (esteatita). Dicha matriz consistía en una simple concavidad con la forma del objeto a fundir tallada en piedra, esta piedra se hizo muy popular en la edad de bronce, ya que resistía el repentino aumento de temperatura en el momento de la colada y además era blanda y fácil de cortar. Posteriormente debido a la dificultad de tallar la piedra se empezó a utilizar moldes de arcilla, la arcilla arenosa; ésta era plástica y se podía envolverse facilmente un modelo del objeto a fundir, cuando se encontraba seca se sometía al fuego y quedaba lista para su uso.

la técnica elemental de vaciar el metal fundido en moldes abiertos de piedra o de barro cocido, era solamente utilizada para la fabricación de objetos con una superficie modelada y otra lisa, como armas y utensilios. Pero mas tarde, cuando las piezas eran diferentes en cada cara, fue necesario hacer un molde para cada lado y que ambos coincidiesen para recibir la coladura del metal. principalmente esta técnica de fundición se dio en alto grado en Asia (civilizacion Sumerio-Acadia) y Egipto.

No se tiene datos exactos sobre el inicio del proceso de fundición a la cera perdida, según los hallazgos de piezas que datan de la edad de bronce, de culturas que habitaron la Mesopotamia y Egipto alrededor del año 2.000 a.C. Continuo desarrollándose en el oriente medio y se utilizo en china, hacia el año 1.500 a.C.

el vaciado a la cera perdida utilizado en esta época antigua, consistía en modelar con cera una pieza, la cual se recubría con material refractorio; después la cera se fundía eliminandola a través de un agujero, procediendo a vaciar el material colado en el hueco resultante. Este metodo llamado "directo" produce la destrucción del modelo original durante el proceso.

Posteriormente, la combinacion del mètodo de la cera perdida y la fundicion en hueco, significo el perfeccionamiento de la tecnica de la fundición con molde

la fundición en hueco se conseguía utilizando un modelo de cera con alma interior de arcilla llamada "macho" que se sujetaba con clavos. Este modelo así formado se cubría con capas de arcilla y, una vez seco, se sometía al fuego; entonces el macho se endurecía y la cera derretida se quemaba, dejando un vano intermedio entre el alma interior de la arcilla y el molde exterior, por donde seguidamente se colaba el metal fundido.

Esta técnica permitio la realizacion de esculturas huecas de gran tamaño, en vez de macizas, y por ende, el ahorro de materiales.

El  cobre ha sido el metal mas importante utilizado en fundición, pero tiene el inconveniente de escaso grado de fluidez, una temperatura de fusion muy alta (1.085) y su blandura. Por tal razón , fue necesario alearlo con otros materiales más baratos (arsénico y antimonio) y después ciertos metales blancos de bajo punto de fusión como el estaño, el zinc y el plomo.

Desde la antiguedad, cuando el hombre comenzó a hacer sus vaciados en metales en molde, se dio cuenta que las mezclas de metales (aleaciones) tenían más dureza que los metales individuales.

El bronce es la aleación más popular y mayormente utilizada desde la antiguedad, debido a su color natural, durabilidad y posibilidades de patina.

desde el punto de vista de la técnica de la fundición artística, debemos considerar el porcentaje de cobre y sus metales aleatorios, que debido a su mayor o menor intervención en el colado, garantizan el éxito de las obras y perfeccionamiento de la técnica.

Posteriormente, en cada uno de los periodos de la historia se continua utilizando el cobre en aleación con los metales blancos ya conocidos (estaño, plomo y zinc), y prosigue así su uso hasta nuestros días, con variedad de porcentajes.

PROCESO DE LA CERA PERDIDA EN EL NUEVO MUNDO

Es imposible hablar del proceso histórico de la fundición a la cera perdida, sin tener encuenta el desenvolvimiento de dicha técnica en las culturas prehispánicas del nuevo mundo, que trabajaron el oro y el cobre con gran maestría.

El origen y desarrollo de la metalurgia en América ha sido muy discutido, algunos historiadores aceptan la posibilidad de conexiones de carácter comercial de América con Asia y Polinesia, debido a los largos rasgos comunes de varios elementos culturales: ralladores, figurillas zoomorfas y antropomorfas.

La metalurgia en América comienza con el conocimiento del cobre en el periodo Arcaico, durante un espacio de tiempo no determinado aún, y continúa su desarrollo en la fase formativa.

En Sudamérica, a lo largo de las costas de Ecuador y Colombia, durante el periodo 800 a.C. al 500 d.C. Florecieron culturas de gran explendor artístico, las cuales muestran gran variedad de técnicas, como fundido, fundición en molde a la cera perdida, forjado, repujado, laminación, entre otras, y usan los metales cobre y oro.

Las culturas indigenas mas sobresalientes en colombia. Tumaco, San Agustin, Tierradentro, Calima, Tolima, Quimbaya, Muisca Guane y los Taironas.

La técnica de la fundición a la cera perdida que fue la más desarrollada por la orfebreria hispanica, requeria un alto conocimiento no sólo de los metales, sino también de la cera y la arcilla; materiales utilizados tanto en el modelado de las figuras como en la cofección de moldes, crisoles y braseros.

 Para la realización de sus proporos (figura cerrada y totalmente hueca) los indígenas Quimbayas utilizaron el sistema de fundición a la cera pérdida con núcleo o macho, el cual se trabajaba de la siguiente manera:

1. La forma del objeto se modelaba en el núcleo de arcilla y carbón.
2. Se cubría luego con una capa de cera.
3. Se ponian soportes para mantener fijo el núcleo, cuando la cera se derretía, su número era variable.
4. se elaboraba un molde de arcilla, pegado al núcleo por los soportes.
5. Una vez calentado, se derretía la cera dejando libre el lugar para recibir el metal fundido.
6. Se rompía el molde exterior, se sacaban los soportes y por estos orificios se liberaba el núcleo o macho.
7. Con alambres gruesos se taponaban los agujeros que dejaban los soportes y se procedía a la limpieza y pulimiento de la pieza.  

Para realizar sus creaciones en metal por el sistema de fundición a la cera perdida los orfebres indígenas de Colombia utilizaron la tumbaga o caracoli. La tumbaga o aleación de oro y cobre era intencional, y las razones de su uso se daban por la economía del material aurífero y la facilidad del manejo de la liga, ya que si el oro funde a 1.083 grados, la mezcla permite fundir a 880 grados aproximadamente, facilitando así la ejecución artistica.

El sistema a la cera perdida y las aleaciones fueron en términos generales experiencias similares en uno y otro ámbito indígena. No obstante, en cada cultura precolombina se desarrollaría una orfebrería característica y única, formada por piezas cuya función, estilo, y temática, estaban guiadas por el contexto social propio de las comunidades que las produjeron.

LOS CALIMA

Asentada en la costa del pacífico. Se caracterizaron por su especialización en la orfebrería, trabajaron el oro con cobre, produciendo la tumbaga y la técnica del sitema de la cera perdida.

LOS QUIMBAYAS

Situados en el valle medio del río Cauca. Se especializaron en el trabajo de la tumbaga y el cobre dorado, con gran calidad artistica y refinado gusto.

LOS TAIRONAS

Ocuparon gran parte de la Sierra de Santa Marta. Sus joyas figuran entre las más preciadas de la orfebrería precolombina, usaron la tumbaga y exaltaron la temática masculina.

LOS TOLIMAS

En el valle de Tolima. Trabajaron por el sistema de fundición el oro argentífero de altos quilates, su diseño y estilo son peculiares, de naturaleza plana y lisa con marcada tendencia geométrica.

LOS MUISCAS

Asentados en la meseta y sabana de Boyacá y Cundinamarca. Fueron excelentes artifices del cobre y la tumbaga, son caracteristicos los "tunjos", objetos ceremoniales elaborados con esta aleación.

MANEJO DE LAS CERAS

Desde 2.000 años antes de nuestra era, la cera ha desempeñado un papel importante en el proceso de vaciado de metales, entre otros el bronce; es decir, que se ha empleado a través de la historia como medio y como fin en el campo de las artes y la industria.

La Cera

la cera es un materia blanda y amarillenta de origen animal, vegetal o mineral. Cabe mencionar especialmente la cera segregada por las abejas para formar las celdillas de sus paneles, que es una sustancia muy plástica.

Durante miles de años la cera ha sido un material de elección de las antiguas civilizaciones para realizar sus creaciones, se hace alusión principalmente al antiguo método de fundición a la cera perdida.

Los artistas han utilizado y optimizado este recurso mezclandola con otros productos industriales y naturales, para hacer la masa más dúctil y manejable, lo que hace de este material más un medio que un fin en sí, obteniendo un producto que de acuerdo con los componentes que intervienen y sus proporciones, resulta una cera indicada bien sea para el modelado directo o el vaciado.

Los materiales más utilizados para preparar una cera apta para el copiado en moldes son:

Cera de Abejas: Es el resultado de cierta secreción que se produce en el abdomen de las abejas, conocida también con el nombre de cera de castilla, cera amarilla o cera virgen. Su punto de fusión está entre 62 y 65 grados centigrados y su contracción es del 3%.

Parafina: Sustancia de color blanco, ligeramente traslucida, insípida, inodora y untuosan al tacto. Proviene de la destilación fraccionada del petróleo; es empleada principalmente en la elaboracion de velas y barnices. En fundición tiene la misión de dar mejor cuerpo a la mezcla de ceras y también la de reducir el costo; su punto de fusión esta entre 50 y 57 grados centigrados y se contrae el 6%.

Colofonia: Conocida con el nombre de pez griega, arcazón, brea seca, resina de violinista. Tiene un color amarillo trasparente, es quebradiza y fácilmente fusible y se obtiene como residuo de la destilación de la miera o trementina de pino. En fundición tiene la función de evitar la contracción del modelo de cera.

Fundición a la cera perdida

Formulas:                                        dura                            blanda                     semiblanda
Cera de abejas:                                40                                 40                                 45
Parafina:                                           40                                 35                                 35
Colofonia:                                         15                                 20                                 20
Carnauba:             5%
Aceite mineral:                                                                       5                                   5
Brea:                    10%

proceso:

Se empieza con la fusión de la cera de abejas y brea a una temperatura no superior a 67-70ºC, seguida de la parafina conservando la temperatura, luego se vierte uniformemente la colofonia en polvo despues de haber sido pasada por un colador, no exceder una temperatura de 80ºC, ya que puede separarse de la cera liquida o puede encenderse muy fácil. Luego se aplica el aceite mineral para ser vaseado y pasado a traves de una media velada, para quitar impuresas de la mezcla.

mezcla de cera 450 g, brea 10 g , parafina 350 g, colofonia 200 g y aceite mineral

a través de una media velada se pasa toda la mezcla para limpiarla de impurezas

vaciado en una plancha de yeso humedecida para que tenga buen vertimiento la cera y quede en placas para su fácil modelado

PREPARACIÓN

• Para hacer el preparado de una cera para vaciado se utiliza una mezcla de materiales en las proporciones que se indica a continuación: Cera de abejas 40%, parafina 40% y colofonia 20%.Al solidificarse, se obtiene con esta fórmula un material de consistencia rígida, diferente al empleado para el modelado directo.
• De hecho la cera que se utiliza para modelar directamente es una cera más blanda o dúctil, que se manipula con las manos o los dedos y con herramientas previamente calentadas se añaden delicados detalles. Es mas apropiada para esculturas de pequeño formato y la formula esta compuesta de 45% de cera de abejas, 45% de parafina y 10% de colofonia. 
• Los diferentes materiales que entran en la mezcla se derriten en un recipiente metálico, empezando por la cera de abejas, siguiendo con la parafina y por último la colofonia, que debe dosificarse en polvo y sin exceder los 93ºC., ya que por encima de esta temperatura se separa de la cera líquida.

Vasiado o copiado en cera

En el vasiado o copiado en cera se puede utilizar moldes flexibles, que resultan ser una mejor opción cuando se trata de formas complejas; pero si se trabaja con formas simples o sea que no contienen muchos detalles, texturas, profundidades y cortes diagonales, se prefiere el yeso, en razón a su  fácil manejo y menor costo en comparacion, por ejemplo, con los cauchos de silicona; estos moldes si son construidos y usados correctamente pueden permitir muchas reproducciones en cera.

Refractorios: Se les llama refractorios a todos aquellos materiales que resistenla acción del fuego sin descomponerse; lo cual quiere decir, que puden soportartemperaturas superioresa 1.000ºC, sin ablandarce ni romperce.

Moldes refractorios para fundición

estos moldes tienen la propiedad de recibir coladuras de metal líquido, para obtener piezas fundidas idénticas en la forma o impronta que fue dejada en él.

Se distinguen dos clases:

Moldes perdidos: utilizados en la mayoria de los casos para una sola colada, porque hay que romperlos para sacar la pieza fundida solidificada; están hechos por lo común de arena y barro.

Moldes permanentes: Tienen la ventaja de que puedan ser usados para repetidas coladas. Se emplean para trabajar metales que tienen un punto de fusión bajo, bien ses en fundiciones de coquilla cuyos moldes pueden ser de hierro o acero o en caucho de silicona refractaria, o más comúnmente para centrifugado.

Tradicionalmente se conoce dos formas de hacer el molde refractorio para fundición en bronce: por el sistema americano o el sistema europeo. La diferencia entre los sistemas está en que el sistema americano emplea un cerco de hojalata para formar el molde grueso y en el caso europeo, se construye el cerco con rollos de yeso, que igualmente es llenado con material refractorio y después del descerado se envuelve en un costal embebido en yeso.

Revestimiento fosfático

Conformado comúnmente por: un polvo compuesto de particulas refractorias de cuarzo, vidrio de sílice, óxido de magnesio, fosfato, diácido de amonio, cristobalita, refractorios secundarios y en algunos casos el carbón y un coloide, una sílice coloidal suspendida en agua, cuya función es la de ayudar a la expansión general del fosfato (polvo) para conseguir una mayor precisión dimencional.

Para lograr coladas satisfatorias con los revestimientos fosfáticos se deben utilizar durante el descerado temperaturas de 800 a 980ºC, ya que a una mayor temperatura el revestimiento tiende a alterarse, lo que trae como resultado una mala definición de la superficie de la pieza de bronce.

VACIADO O COPIADO EN BRONCE

Para el vaciado de esculturas se han empleado diversos metales, pero desde tiempos remotos el bronce ha sido el material preferido por los artistas, y tanto por razones estéticas como prácticas. ha ganado un lugar de importancia dentor de la escultura por su maleabilidad, dureza, perdurabilidad y calidades de superficie.

Hay dos maneras usuales de hacer fundición en bronce: a la arena y la más ancestral a la cera perdida, que es el mejor procedimiento para la realización de una obra artística, por permitir todo tipo de propuesta compositiva.

Manejo de las ceras

Para la realización de una obra en bronce por el proceso de fundición a la cera perdida se puede partir de un vaciado (proceso indirecto) o de un modelado (proceso directo).

El vaciado en cera o proceso indirecto es una etapa intermedia en el proceso del vaciado en metal, ya que nomalmente se parte de una escultura modelada en arcilla que es un material suave para reproducirla a un materialmás duro como el bronce, para ello se require la utilizacion de dos moldes bien sea flexible o de yeso, en el cual se vierte la cera creando así un positivo en cera y el segundo, alrededor de la cera en un material refractorio.

El proceso directo es el que permite la , obtención de la obra a fundir a partir de un modelado en cera, para dar forma sobre él al material refractorio, continuando luego con el descerado y la purificacion, siendo en últimas el metal fundido el medio de traducir las sutilezas y libertades que permite el modelado, en ambos métodos se destruye el modelo de la cera y la matriz.

Sistema de coladas 

Obtenida la obra en cera se procede a ubicar en el exterior de la obra una serie de varillas, hechas también en cera, que en conjunto reciben el nombre de sistemas de coladas, que representaran el refractorio, después del proceso de descerado, los conductos de entrada del metal y los respiraderos. Para esto, se estudia la mejor posición que deba adoptar la obra dentro del refractorio, buscando preferiblente las partes gruesas de la pieza, permitiendo con ello que el bronce fundido pueda llegar a todas las partes de la cavidad antes de solidificarse.

Este sistema consta de cuatro componentes; un bebedero o entrada del metal, que regula la velocidad y turbulencia para evitar erupciones o absorción de gases; los canales de colada por donde correra después el bronce fundido; respiraderos, que son conductos situados en las partes más altas de la pieza donde se evacuan los gases y aires durante la colada y los ataques a manera de ramificaciones, que salen de los canales de colada y tocan delicadamente la pieza escultórica para ayudar a repartir el metal.

Refractorios

En esta fase del proceso primero se procede a colocar el material refractorio de contacto, encargado de copiar fielmente los detalles y accidentes del modelo. Para este caso se utiliza un fosfato odontológico que, mezclado con agua desmineralizada, produce un líquido espeso, para ser aplicado por pinceladas sobre la superficie de la pieza.

Seguidamente se prepara el material que servirá como refractorio de respaldo, el cual tiene la función de proteger la capa de contacto de grietas o rupturas, tanto por al acción de la expansión de la cera durante el descerado como en el momento de la colada del metal.