"熔模鑄造"圖解

阮一峰發表於2010-02-22

國攝影師Alex Hofford訪問了一家寧波的鄉鎮企業。

在那裡,他拍攝了"熔模鑄造"(investment casting)的全過程,非常有趣。

從古代青銅器算起,這種鑄造工藝已經有幾千年的歷史了,並且直到今天還在廣泛使用。看完下面的這組圖片,你就會明白它到底是怎麼做的。

此外,你還會從中看到,現實中的中國製造業是什麼樣子的,以及其中反映出來的一些社會問題。我強烈推薦這組作品。

它屬於Alex Hofford的"中國工廠"系列照片之一。這個系列還包括遊戲機工廠遙控器工廠塑料工廠手機充電器工廠筆記本電源工廠變壓器工廠五金工廠

下面的圖片比較多,如果無法顯示,多重新整理幾次即可。

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"熔模鑄造"圖解

1. 工人在攪拌蠟原料。

"熔模鑄造"圖解

2. 融化的蠟注入金屬模具。

"熔模鑄造"圖解

3. 等到初步凝固後,就可以從模具中取出蠟模型。

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4. 蠟模型放入冷水中,進一步冷卻固化。

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5. 成型的蠟模型移入儲藏室。它們是金屬零件的原型,那些零件可以用於製造汽車、火車、飛機、機械裝置、電站裝置等。

"熔模鑄造"圖解

6. 蠟模型都放在一個個竹筐裡。

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7. 下一步是將同樣的模型都合併在一起,形成一個模型樹。通過加熱,把它們黏合。

"熔模鑄造"圖解

8. 排列好的模型樹,將被送入下一道工序。

"熔模鑄造"圖解

9. 這一步是形成陶模(ceramic mold)。簡單說,就是反覆執行三個步驟:塗料、撒砂和硬化。首先,模型樹被浸入矽酸乙酯或者矽酸鈉的複合溶液。溶液的氣味很像氨水,但是現場沒有一個工人戴著呼吸系統保護裝置。

"熔模鑄造"圖解

10. 完成塗料的模型樹,再被手工灑上二氧化矽晶體或者鋯石晶體。這個步驟會反覆進行多次,然後模型樹會被懸掛,等待風乾硬化。

"熔模鑄造"圖解

11. 工人是新疆來的臨時工。

"熔模鑄造"圖解

12. 塗料和撒砂需要一直做,直到陶模的厚度達到一釐米左右。

"熔模鑄造"圖解

13. 粉塵太大,我的眼睛流淚了。

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14. 完成之後,陶模就被放在一邊,由夜班工人處理。

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15. 夜班的任務是熔鑄。之所以要在夜裡進行,是因為寧波市規定,晚上11點以後電費半價。

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16. 鑄造車間的熔爐使用煤炭作為燃料。陶模被推進去,裡面的蠟芯開始融化,二氧化矽晶體互相結合,形成了一個堅硬抗熱的空心陶瓷部件。這一步叫做燒芯。

"熔模鑄造"圖解

17. 工人用推車,將燒製好的陶模取出熔爐。他既沒有戴手套,也沒有戴護目鏡。

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18. 燒得通紅的陶模,被直接放置在砂石上。

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19. 工人用鐵桿,將陶模排成一串。他們穿的完全是普通鞋子,沒有穿那種厚重的安全靴。每當鐵桿碰到陶模,就會有餘火飛濺起來。

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20. 工人用鐵耙子,將砂石圍在陶模四周,只露出口上的部分。陶模被牢固地固定了。

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21. 同時,其他工人點燃了電熔爐。雖然,將這道工序留到夜晚進行,是為了省電費,但是另一個好處是,拍攝出來的照片很壯觀。

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22. 廢鋼加入電熔爐融化。

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23. 融化後的鋼水被倒入一個可以移動的坩堝。兩個工人用長杆子架住坩堝。

"熔模鑄造"圖解

24. 這一步非常危險,火花四濺。但是工人們沒有戴手套,也沒有戴護目鏡。

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25. 鋼水被倒出坩堝,倒入一個個陶模之中。

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26. 鋼水發著白光,溫度達到千度以上。

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27. 工人全神貫注,非常小心,防止鋼水從陶模上溢位來,或者倒錯了地方。

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28. 如果鋼水倒得不好,沒有正好填滿陶模,或者在倒的過程中形成氣泡,整個零件就成了次品和廢品。工廠的利潤和成本就要受到影響。

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29. 現場的煙霧和氣味非常強烈,但是沒有人戴呼吸保護裝置。

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30. 經理告訴我,廠方以前給工人發過護目鏡、手套、靴子、面具等勞防裝置,但是工人不願意使用。

"熔模鑄造"圖解

31. 赤手空拳地在熔爐旁倒鋼水,無疑讓現場瀰漫著一股英雄好漢氣概。

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32. 經理說,廠方曾經規定,不使用勞防用品,每次罰款5元。

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33. 但是不久以後,因為罰款會減少工人的收入,所以工人紛紛跳槽,到其他沒有勞防用品也不罰款的廠裡幹活。所以,廠方最後只能放棄罰款制度。

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34. 這就是奇怪的地方。不僅廠方不重視生產安全,就連工人也不重視對自己的保護。在西方國家,工人的自我保護意識已經強化到有點過分的程度,而在中國,這種意識則是根本不存在。提高生產安全的唯一方法,只能是通過更嚴厲的法律,以更強有力的力度,迫使廠方去實施。對工廠隨時進行抽查,就是一個好方法。但是,執法部門缺乏人手,以及政府中的腐敗,都會阻礙這項工作。

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35. 中國是一個大國,保護工人和保護環境,都遇到了相似的問題。那就是法律制定出來了,卻得不到實施。要想解決這個問題,真是談何容易。

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36. 等到冷卻後,澆鑄好的陶模就被巨大的火鉗移走了。

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37. 它們被放在推車上。

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38. 這一次,工人戴著手套。

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39. 陶模和裡面的零件,被拉到樓外。

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40. 它們被倒在地上冷卻,等著日班工人移去陶瓷外殼。

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41. 第二天早上,工廠煙囪冒出了煤煙。具有諷刺意味的是,我是在聯合國哥本哈根氣候會議閉幕的當天,拍攝這張照片的。

"熔模鑄造"圖解

42. 燃煤的鍋爐整個白天都要燒著,這是為了保證"燒芯"步驟的進行。溫室氣體就是這樣被排放的。

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43. 工人用噴燈除去零件上面蠟模的殘片,這一步必須重複執行。

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44. 這是一項非常艱苦的工作。

"熔模鑄造"圖解

45. 工作條件很惡劣。

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46. 雖然看上去,現場一片混亂,但是這項工作本身完全是有條不紊地在進行。

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47. 其他工人從零件上去除二氧化矽的殘渣。有時會用到榔頭。

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48. 這個工人的手套上都是洞。工作條件無疑是很差的。

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49. 鋼鐵零件會進一步用機器清潔表面,把澆鑄過程的痕跡完全去掉。

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50. 工人用強力機器對產品做進一步光滑處理。這個工作場景簡直就像中世紀的手工作坊。

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51. 午飯時間到了。

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52. 飯菜中沒有肉食,只是米飯和蔬菜。

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53. 午飯後,工人將零件放入噴砂機,做最後的拋光。

"熔模鑄造"圖解

54. 拍攝這張照片的時候,噴砂機正好開著,許多小塊的碎石從裡面高速彈出,像連珠炮一樣打在我身上。奇怪的是,這個工人戴著面具,保護的是呼吸系統,他卻沒有戴護目鏡。

"熔模鑄造"圖解

55. 噴砂完成後,零件成品就從機器裡落在手推車上。

"熔模鑄造"圖解

56. 它們會被用於重型工業的機械上。

"熔模鑄造"圖解

57. 用"熔模鑄造法"製造鋼鐵零件的整個過程,到此就全部完成了。

(完)

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