Material_METALL -- Wahlfach Modell und Gestaltung FS20

Metall

Elena Geser, Leon Kallert

Material Characteristics

Mehr als 75% der chemischen Elemente sind Metalle. Metalle sind elektrisch leitfähig, besitzen eine gute Wärmeleitfähigkeit und weisen einen metallischen Glanz auf. Zudem sind Metalle meist plastisch verformbar und besitzen hohe Schmelz- und Siedetemperaturen.
Oft trifft man Metalle als Legierungen an, als Stoffgemisch aus zwei oder mehreren Metallen.
Ein für den Modellbau häufig verwendetes Metall ist Messing. Messing ist eine Kupfer­legierung mit bis zu 40% Zink. Es zeichnet sich durch seine Verformbarkeit und tiefe Schmelz­temperatur aus und wird auch zum Löten verwendet. Auch die goldfarbene Erscheinung von Messing ist für den Modellbau interessant. Je nach Legierungsbestandteilen können Messinge auch grünlich schimmern oder eine fast rötliche Farbe annehmen.

Name                                          
Messing

Alloy Components                 
Kupfer
Zink

Chemical Formula                
CuZnx

Density                                      
2.70 g/m3

Technik A: Sandguss

Für den Metallguss muss die Form zunächst einmal massstabsgetreu in einem Holz- oder Kunststoffmodell vorhanden sein. Da das Metall beim Abkühlen schwindet, sollte das Urmodell ca. 2 Prozent grösser dimensioniert werden. Dieses wird anschliessend in den Sand gedrückt, welcher durch Zusatzstoffe die Form des Modells beibehält. Der Sand wird heute eher als Formstoff bezeichnet, da er eher nur noch wenig mit gewöhnlichem Sand zu tun hat. Nach dem Entfernen des Modells bleibt ein Hohlraum im Formsand zurück. Das Metall muss durch starkes Erhitzen in den flüssigen Zustand gebracht werden und kann durch ein ein­gefügtes Kanalsystem den Hohlraum auffüllen. Nach einiger Zeit erkaltet das Metall und die Sandform kann aufgebrochen werden.
Je nach Form des Modells muss man dieses in mehrere Sandformen aufteilen und kann diese nach dem Erkalten zusammensetzen, jedoch
wird das Verfahren bei einer zu hohen Komplexität praktisch unmöglich, weshalb man auf alternative Techniken wie den Schleuderguss ausweichen kann.

Requirements                         
Professionelle Hilfe im Umgang mit geschmolzenem Metall

Tools                                           
Ausrüstung für Metallschmelze
Formsand
Vorgefertigtes Urmodell
Füllkasten aus Ober-, Unter- und Kernkasten
Schutzkleidung etc.

Technik B: Weichlöten

Beim im Modellbau üblichen Weichlöten liegen die Schmelztemperaturen der eingesetzten Legierungen in der Regel zwischen 180 °C und 250°C.
Beginnen sollte man mit dem Reinigen der Bauteile mit einem konventionellen Lötschwamm oder einem Trockenschwamm aus Metallwolle.

1. Benetzen
Die Lötspitze an das zu verlötende Segment halten. Anschließend den Lötdraht zwischen Lötspitze und Werkstück führen. Den Lötdraht gefühlvoll nachführen, bis die Kontaktfläche vollständig benetzt ist.

2. Fliessen
In dieser Phase geht das Lot in den starren Zustand über. Beim Zurückziehen der Lötspitze ist zu prüfen, ob eine vollständige Benetzung stattgefunden hat.
Für das Weichlöten gilt: so viel Hitze wie gerade nötig in so kurzer Zeit wie möglich.

3. Binden
Während des Bindens sind Erschütterungen der
Lötstelle zu vermeiden. Der gesamte Lötvorgang
sollte innerhalb von 2 bis 5 Sekunden abgeschlossen sein, um einen Hitzetod von Bauteilen zu vermeiden. Eine unzureichende Erhitzung der Lötstelle führt zu kalten, instabilen Lötstellen.

Tools                                           
Schwamm aus Metallwolle
Lötkolben
Lotdraht (sollte Flussmittel enthalten)

Requirements                         
Lötkolben sollte in einem Kolbenhalter abgelegt
werden können.
Leicht entflammbare Materialien aus dem Arbeitsbereich entfernen.

Beispiel

Das Bearbeiten von Metall und Herstellen eines Metallmodells kann sehr aufwendig sein, dabei viel Knowhow verlangen oder es wird teure und
spezifische Ausrüstung benötigt.
Jedoch muss dieser grosse Aufwand nicht unbedingt erbracht werden, um ein Modell zu erstellen, welches auf den ersten Blick einen metallischen Eindruck macht. Man könnte meinen, das Modell des «Tourist centre of excellence» von [A+M]2 Architects wäre vielleicht ein Metallgussmodell oder ein  ausgefrästes Metallvolumen.
Jedoch kann man bei genauerer Betrachtung erkennen, dass der Modellbauer das Volumen
wohl eher aus Karton zusammengesetzt hat, eine weitere präparierte Schicht Karton für die Fassade angeklebt wurde und allem einen Anstrich mit Metallfarbe gegeben hat. Es gibt also auch einfachere Wege, solch metallische Modelle zu fertigen, wofür Metallfarben,-sprays, verschiedene Lacke, Folien und mehr benutzt werden können.

Tools                                           
Wahrscheinlich Karton
Metallfarbe
Beton

Modellbauer                            
[A+M]2 architects, Model maker: Oskar Devillers

Projekt/ Jahr                           
competition 2017: Tourist centre of excellence in
Ariano Irpino

Resourcen / Literatur