- Vor der Hochzeit fiel die Entscheidung, selbst Ringe anzufertigen, die exakt auf die Finger passen. Dafür wurde Lost-PLA-Guss gewählt: Eine 3D-gedruckte Form wurde in eine Gipsform übertragen, in die anschließend Metall gegossen wurde
- Das erste Feinsilber-Gussteil wies Fehler auf, die auch durch Polieren nicht verschwanden. Hauptursachen waren die Sauerstoffaufnahme von geschmolzenem Silber und das schnelle Erstarren reiner Metalle
- Auch Versuche mit einer Legierung aus 90 % Silber und 10 % Gold sowie mit Vakuumguss scheiterten mehrfach, weil Dichtmaterial schmolz oder Form und Metall nicht heiß genug waren
- Beim letzten Versuch wurde die Küvette bis zum letzten Moment heiß gehalten und das Metall länger erhitzt, was die Qualität sicherstellte. Durch Abtrennen, Schleifen, Polieren und Hämmern entstand ein tragbarer Ring
- Das Projekt dauerte 3 Monate, 6 Wochenenden und kostete rund 3.500 US-Dollar. Das fertige Stück besteht ausschließlich aus Edelmetallen, korrodiert nicht und ist dank der gehämmerten Oberfläche vergleichsweise kratzfest
Ringherstellung mit Lost-PLA-Guss
- Vor der Hochzeit fiel die Entscheidung, die Eheringe selbst herzustellen. Nach Nile Reds Video zur Herstellung von Purple Gold begann der Versuch mit Metallguss
- Gewünscht waren Ringe aus reinem Gold, die exakt auf die Finger passen. Deshalb schien Lost-PLA-Guss die am besten geeignete Methode zu sein
- Das Verfahren ähnelt dem Wachsausschmelzverfahren, beginnt aber statt mit Wachs mit einem 3D-gedruckten PLA-Teil
- Der gewünschte Ring wird 3D-gedruckt und daraus eine Gipsform hergestellt; anschließend wird die Form erhitzt, um den Kunststoff zu schmelzen oder zu verdampfen
- Geschmolzenes Metall wird in die Form gegossen, nach dem Abkühlen wird der Gips ausgewaschen, überschüssiges Metall abgeschnitten und das Stück poliert
Ausrüstung und erster Plan
- Ein 3D-Drucker war bereits vorhanden, die übrige für den Guss benötigte Ausrüstung wurde neu gekauft
- Investment Plaster
- Gusseisenrohr als Küvette
- Vakuumpumpe und Kammer, um Luftblasen aus dem flüssigen Gips zu entfernen
- kleiner elektrischer Ofen für das Ausbrennen der Form
- tragbarer Brenner zum Schmelzen des Metalls
- Tiegel, Borax, Zange
- weil Gold teuer ist: 5 Unzen Feinsilber zum Testen
- Der grundlegende Prozess wirkte einfach
- Die gewünschte Form 3D-drucken
- Eine Gipsform herstellen
- Die Form im Ofen erhitzen, um den Gips auszuhärten und den Kunststoff auszubrennen oder zu verdampfen
- Den Tiegel mit Borax beschichten und das Metall mit dem Brenner schmelzen
- Die Form herausnehmen, geschmolzenes Metall eingießen und den Gips auswaschen
- Wenn der Test erfolgreich wäre, sollte Gold gekauft und derselbe Prozess wiederholt werden
- Schmuck aus reinem Silber oder reinem Gold ist selten, weil unlegierte Metalle sehr weich sind und leicht zerkratzen oder sich verformen
- Oxidprobleme sollten vermieden werden, und das Erscheinungsbild von reinem Silber und reinem Gold erschien besonders
- Reines Silber ist das Metall mit der höchsten Reflexionsfähigkeit
- Reines Gold hat eine tiefere Farbe als niedrigkarätiges Gold, wie es bei gewöhnlichem Schmuck verwendet wird
Sauerstoff- und Erstarrungsprobleme im ersten Test
- Der erste Test verlief weitgehend wie geplant und ohne größere Schwierigkeiten, doch das Ergebnis wies viele Defekte auf
- Auch nach dem Polieren verschwanden die Fehler nicht; sie zogen sich bis ins Innere des Gussteils
- Nach dem Fehlschlag wurden zwei wichtige Dinge klar
- Geschmolzenes Silber reagiert zwar nicht mit Sauerstoff, löst aber Sauerstoff aus der Luft
- Kurz bevor Silber erstarrt, stößt es den Sauerstoff wieder aus; dadurch entstehen Blasen, die das Gussteil ruinieren
- Reine Metalle haben einen klaren Schmelz- und Gefrierpunkt, Legierungen dagegen einen Temperaturbereich, in dem sie schmelzen und erstarren
- Metalle, die schneller erstarren, füllen kleine Details in der Form schlechter aus
- Auf Grundlage dieser Erkenntnisse wurde der Plan geändert
- Das Metall sollte als Legierung aus 90 % Silber und 10 % Gold hergestellt werden
- Eine Vorrichtung sollte die Vakuumpumpe mit der Küvette verbinden, um Sauerstoff aus dem geschmolzenen Metall zu entfernen und dem Metall zu helfen, auch in die feinen Zwischenräume der Form zu gelangen
Vakuumguss-Vorrichtung und wiederholte Fehlschläge
- Mit Teilen aus dem Baumarkt wurde eine Vakuumbasis für die Küvette gebaut
- In eine Stahlplatte wurden Löcher gebohrt und Anschlüsse mit JB Weld befestigt
- ABS-Rohr diente als Stütze und wurde per Schlauch mit der Vakuumpumpe verbunden
- Die bisherige Gusseisen-Küvette hatte unten keine Öffnung und war durch Hitze beschädigt, daher wurde ein Stahlrohr mit 2 Zoll Durchmesser als neue Küvette bestellt
- Gusseisen war mit Zink beschichtet und damit eine schlechte Wahl für eine Küvette; es hätte zudem Metal Fume Fever auslösen können
- Der Versuch, die Stahlplatte mit aufgeklebtem Gummi abzudichten, scheiterte: Als die Küvette daraufgestellt wurde, schmolz der Gummi und rauchte
- Das Ergebnis war kaum besser als beim ersten Test
- Beim nächsten Versuch wurde der Gummi durch Silikonkautschuk ersetzt
- Silikonkautschuk ist deutlich hitzebeständiger
- Auch die ABS-Rohrstützen wurden durch Metallrohre ersetzt
- Bei diesem Test war die Form vor dem Eingießen des Metalls bereits stark abgekühlt, und auch das Metall war vermutlich nicht heiß genug, sodass es erstarrte, bevor es die Details ausfüllen konnte
- Die Gussqualität verbesserte sich, war aber weiterhin nicht ausreichend
- Nach dem Polieren sah der Ring besser aus, als er tatsächlich war, im Inneren gab es jedoch viele Defekte
- Die Unregelmäßigkeiten auf der Innenseite beeinträchtigten auch den Tragekomfort
- Zu diesem Zeitpunkt wurde klar, dass die Optik von Silber besser gefiel als die von Gold
- Gold ist teuer und selten, glänzt aber nicht so stark wie Silber
- Ein Ring ist eher für die Träger gedacht als für andere Menschen
Endgültiger Erfolg und Finish
- Beim letzten Versuch wurden nur zwei Dinge geändert
- Die Küvette wurde erst im letzten Moment herausgenommen
- Das Metall wurde länger erhitzt
- Das Ergebnis war erfolgreich, sogar die Layer Lines des 3D-Drucks waren sichtbar
- Danach wurde überschüssiges Metall abgeschnitten, anschließend geschliffen, poliert und gehämmert
- Die Verlobte bevorzugte die kantige Anmutung der gehämmerten Oberfläche gegenüber einer glatt polierten Oberfläche
- Solange Hämmern und Polieren noch nicht vollständig abgeschlossen waren, blieben einige Layer Lines sichtbar
- Die fertigen Ringe passten exakt auf die Finger; die Einschätzung war, dass nur ein professioneller Juwelier erkennen würde, dass es sich um ein Hobbyprojekt handelt
Eigenschaften und Kosten des fertigen Stücks
- Die fertigen Ringe entsprachen genau dem gewünschten Ergebnis
- Da es sich um Gussteile handelt, ist das Innere weich und duktil, sodass sie beim Herunterfallen nicht zerspringen
- Die äußere Oberfläche wurde durch Hämmern kaltverfestigt, wodurch sie weniger leicht zerkratzt
- Entstehen Kratzer, lassen sie sich durch erneutes Hämmern entfernen
- Die Ringe bestehen vollständig aus Edelmetallen und korrodieren daher nicht
- Wegen Spuren von Schwefelverbindungen in der Luft kann Silber mit der Zeit dennoch anlaufen
- Leichtes Polieren kann die Verfärbung beseitigen
- Das gesamte Projekt dauerte über 3 Monate hinweg 6 Wochenenden und kostete rund 3.500 US-Dollar
- Der größte Anteil waren 2.300 US-Dollar für eine Unze gekauftes Gold
- Die Ausrüstung kostete etwas weniger als 1.000 US-Dollar
- 5 Unzen Silber kosteten 125 US-Dollar
- Ein Ring aus Sterling Silver hätte für 100 US-Dollar bestellt werden können, und auch zwei Ringe im gewünschten Stil und aus der gewünschten Legierung hätten gemeinsam mit einem Juwelier angefertigt werden können; es wäre aber nicht dieselbe Erfahrung gewesen
Es wäre auch ohne Guss möglich gewesen, doch die selbst gewählte Methode überzeugte
- Mit dem heutigen Wissen wäre die Herstellung vermutlich auch ohne Guss möglich gewesen
- Dabei würde Metall erhitzt und in Form gehämmert, dann erneut erhitzt, um die Kaltverfestigung aufzuheben, und dieser Vorgang wiederholt, bis die gewünschte Form erreicht ist
- Mit dem verbliebenen Gold wurde tatsächlich auf diese Weise ein ähnliches Objekt hergestellt
- Gold hat eine 1,7-mal höhere Dichte als Silber oder Blei und erzeugt daher ein befriedigendes Geräusch, wenn es gegen andere Gegenstände stößt
- Trotzdem besteht Zufriedenheit mit den im Gussverfahren hergestellten Ringen
- Weil Gold viel teurer ist als Silber, ist Schmuck dieser Art ungewöhnlich
- Silber mit Kupfer zu legieren ist deutlich kosteneffizienter
- Solche Legierungen laufen jedoch schneller an und haben eine geringere Reflexionsfähigkeit
- Die selbst hergestellten Ringe wurden zu Gegenständen, die an die Idee, die Irrwege, Fehler, Frustrationen, die anhaltende Mühe beim Lösen der Probleme und den endgültigen Erfolg erinnern
- Die Gussmaterialien von James Binnion waren eine große Hilfe
- James Binnion stellt viele Informationen zum Schmuckguss öffentlich bereit
- Seine Forenbeiträge und sein Paper zu Gussfehlern bei 3D-gedrucktem Resin dienten als Referenzen
1 Kommentare
Meinungen auf Hacker News
Meine Frau und ich haben unsere Eheringe selbst aus Edelstahl gemacht und sie nach Feierabend an der Drehbank im Maschinenraum der Arbeit bearbeitet.
Es war eine nickelarme Legierung, die für Hautkontakt geeignet ist, vermutlich 316L. Fast 20 Jahre später hält sie sich immer noch erstaunlich gut.
Wenn man Ringe auf der Drehbank herstellt, sollte man möglichst viel Formgebung und Polieren erledigen, bevor man sie vom Stab abtrennt, und für die andere Seite einen Dorn in exakt passender Größe herstellen, der den Ring durch Reibung hält. Dann klopft man ihn auf den Dorn, entfernt die letzten Grate, poliert ihn und nimmt ihn wieder ab.
Wichtiger Hinweis: Wenn man vor dem Entgraten eine Anprobe macht, schneidet man sich die Haut am Finger einmal rundum in Ringform auf, und das Abziehen wird zur Hölle. Fragt lieber nicht, woher ich das weiß.
Nach 15 Jahren sieht er immer noch toll aus, und ich habe absichtlich einige Werkzeugspuren stehen lassen, weil mir dieser maschinell gefertigte Look gefiel.
Ich habe einmal ein Video gesehen, in dem ein Ring aus polykristallinem Diamant gemacht wurde; wenn der aus irgendeinem Grund feststeckt, bekommt man ihn wohl nie wieder ab.
Ist austenitischer Stahl so viel leichter zu bearbeiten, dass sich das lohnt?
Dazu habe ich eine ziemlich niedliche Geschichte. Ich wollte einen wirklich einzigartigen Ring machen lassen und beschloss, ihn aus irgendeinem Metall aus den vergessenen Bereichen des Periodensystems fertigen zu lassen.
Ich suchte nach Websites, die Ringe aus verschiedenen Metallen verkaufen, hatte aber keinen Erfolg; wie sich herausstellte, war dieses Metall wirklich schwer zu gießen. Ich legte die Idee für ein paar Monate beiseite, bis meine Freundin eines Tages eine chinesische Firma fand, die es hinbekommen hatte. Es war ein Ring für 2.000 Dollar und unglaublich hässlich, aber zumindest einzigartig.
Die Freundin war bald weg, aber ich dachte, immerhin sei der Ring geblieben; vor ein paar Wochen stellte ich dann fest, dass ich sogar die Ringe verloren hatte. So ist das Leben :-)
https://www.youtube.com/watch?v=d6Pcp944sRI&pp=ygUQcHVycGxlI...
Ich hatte auch noch nie von Purple Gold gehört.
Bei der Recherche für dieses Projekt habe ich mir auch Osmium angesehen, das Metall mit der höchstmöglichen Dichte. Osmium hat eine Dichte von 22,59 g/cm^3 und ist damit 17 % dichter als Gold mit 19,28 g/cm^3. Zum Vergleich: Blei liegt bei 11,34 g/cm^3, Silber bei 10,5 g/cm^3.
Leider schmilzt Osmium erst bei 5500 ºF und kann giftige Dämpfe bilden, daher ist es für einen Ring unpraktisch.
Wie andere schon gesagt haben, wäre hier eine Zentrifugalgussmaschine wirklich hilfreich gewesen. Ich habe an der Uni einiges über Schmuckherstellung gelernt, und alle unsere Wachsausschmelz-Güsse wurden so gemacht.
Durch die Kraft, mit der das Metall die Form mit sehr hoher Geschwindigkeit füllt, werden die meisten, vielleicht sogar alle Verunreinigungen oder Ungleichmäßigkeiten beseitigt.
Man spannt die Maschine vor, schmilzt das Metall in einem kleinen Tiegel, lässt den Stift los und duckt sich. Früher bin ich einmal von einem kleinen Strahl aus etwa 1700 Grad heißem geschmolzenem Messing getroffen worden, der aus einer wegen zu dünner Wände schlecht gemachten Form herausgeschossen ist; 40 Jahre später habe ich immer noch die Narbe.
Mein Vater arbeitete in so einem Labor, und gelegentlich baten ihn die Zahnärzte, denen es gehörte, Eheringe zu gießen. Vermutlich wurden sie aus Goldresten gemacht, die bei der normalen Arbeit übrig geblieben waren.
Mein Schwiegervater war Gemmologe und Metallkünstler. Als wir vor 42 Jahren geheiratet haben, hat er unsere beiden Eheringe angefertigt, und da es damals noch keinen 3D-Druck gab, war es natürlich Wachsausschmelzguss.
Meiner ist ein schlichter Ring aus Roségold, der meiner Frau ist ein antikisierter goldener Blattschmuck um einen Diamanten. Mein Schwiegervater hatte viel Erfahrung im Edelsteinschleifen, aber mit Diamanten hatte er kaum gearbeitet, daher hat er ihn nicht angerührt; unseren Diamanten haben wir von einem Diamanthändler bekommen.
Bei beiden Ringen ließ er mich das Gold gießen, und ich mag es, dass die Ringe eine Geschichte haben.
Der Drucker druckt eine Wachsversion des Modells, darum wird Gips gegossen, um die Form herzustellen, und anschließend wird das Wachsmodell ausgeschmolzen.
Der einzige Unterschied ist, dass das Wachsmodell nicht von Hand hergestellt, sondern mit einem 3D-Drucker erzeugt wird.
Es gibt ein paar interessante Fakten zum Metallguss. Viele Metalle schrumpfen, wenn sie erstarren. Bei den Größen und Toleranzen, die man für einen Ring braucht, kann man dieses Detail wahrscheinlich weitgehend ignorieren.
Für manche Legierungen kann man sogenannte schrumpfungsarme Formen herstellen; das hilft, wenn man das Urmodell in Endgröße anfertigen will oder es vor der Übergabe an einen Juwelier nicht besser wusste.
Modellbauer lösen das mit einem Werkzeug namens Schwindmaß. Es sieht aus wie ein normaler Zollstock, ist aber zum Beispiel 5 % länger. Man sollte aufpassen, so etwas nicht versehentlich zu kaufen, wenn man alte Lineale erwirbt.
Silberringe muss man bei häufigem Tragen nicht extra polieren, um Anlaufen zu verhindern. Der Kontakt mit der Haut reicht dafür völlig aus. Unsere Eheringe sind auch aus Silber, und ich habe meinen nur poliert, wenn ich ihn eine Zeit lang nicht getragen hatte. Allerdings sind unsere Ringe aus einer normalen Silberlegierung für Schmuck, nicht aus einer Silber-Gold-Legierung, daher werden sie wohl nicht denselben Glanz erreichen.
Man füllt ein Gefäß mit warmem oder heißem Wasser und gibt reichlich Speisesalz hinein. Zerknüllte Aluminiumfolie ins Wasser legen. Den Gegenstand eintauchen, sodass das Silber die Alufolie berührt. Es riecht nach faulen Eiern, also eine Weile an einem gut belüfteten Ort stehen lassen. Gut abspülen, fertig.
Ich kenne die Methode aus einem Chemiebaukasten für Kinder, den ich vor langer Zeit hatte, und habe sie mehrfach erfolgreich bei versilbertem Besteck angewendet, das meine Eltern seit ihrer Hochzeit jahrzehntelang häufig benutzt haben.
Danke für den Hinweis, dass es kaum anläuft. Gut zu wissen, dass es nicht viel Pflege braucht.
Mein Vater stellt Zahnprothesen her, und zu meiner Hochzeit und der meiner Schwester hat er aus alten Goldstücken, die er noch hatte, Ringe gegossen. Wahrscheinlich der einzige Gegenstand, den ich besitze, der extrem sentimental ist.
Ich bin auch gerade dabei, so etwas zu machen, aber mit ziemlich knappem Budget.
Nach 10 Fehlschlägen und mehreren Versuchen läuft der Prozess bei mir ungefähr so: Ich schmelze Feinsilber mit einem Butanbrenner. Dann gieße ich es in eine runde Form mit einem Metallstab in der Mitte, also eine provisorische Ringform. Ich habe auch Sandguss mit einer Wachsform probiert, konnte das Metall aber nicht heiß genug halten, damit es den Hohlraum ausfüllt.
Auf einem Metall-Ringdorn hämmere ich es in Form und weite es auf die richtige Größe. Zwischendurch glühe ich es weich und habe es mit einem Metallhammer wohl ungefähr 5.000-mal leicht bearbeitet.
Mit Dremel und Schleifstein arbeite ich es weiter aus, schleife von Hand mit Schleifpapier und poliere es. Durch das Formen mit dem Metallhammer ist ein sehr natürlicher gehämmerter Finish entstanden, den ich so beibehalten will.
Feinsilber wird mit der Zeit anlaufen und Kratzer bekommen, daher überlege ich, es palladiumgalvanisieren zu lassen; unvermeidliche Fehler auszubessern dürfte dadurch aber schwieriger werden.
Meine Frau und ich haben unsere Eheringe auch selbst gegossen. Sie hatte die Idee, die Ringe selbst zu gießen, und ich erinnerte mich daran, dass ein Freund vor ein paar Jahren einen kleinen Gussofen gebaut hatte.
Das war ein mit Beton ausgekleideter Farbeimer, an den ein Rohr und ein 10-Dollar-Haartrockner als Gebläse angebracht waren.
Wir kauften Ausrüstung für Sandguss und ein Thermometer und fuhren zu meinem Freund. Er hatte bisher nur Aluminium geschmolzen und war sich nicht sicher, ob der Ofen heiß genug werden würde, um Gold zu schmelzen. Wir füllten ihn mit einem großen Sack Anthrazitkohle, den er früher im Baumarkt gekauft hatte, und er wurde heiß genug; auch der 10-Dollar-Haartrockner lief stundenlang durch und machte seine Sache hervorragend.
Bevor wir Gold kauften, machten wir Probegüsse mit Aluminium. Meine Frau, ich und ein paar Freunde schmolzen Dosen ein, fertigten mit billigen Stahl-Modellringen Sandformen an und gossen ziemlich miserable Ringe. Sie waren nicht einmal vollständig rund, also eigentlich kaum als Ringe zu bezeichnen. Aber nach ein paar weiteren Versuchen lernten wir, wo man Entlüftungskanäle setzt, wie man das Metall gießt usw., und bekamen ziemlich ordentliche Aluminiumringe hin. Wir gossen auch kleine Schmuckstücke wie Würfel und eine kleine Darth-Vader-Figur.
Als wir zuversichtlich waren, Goldringe erfolgreich herstellen zu können, bestellten wir 14K-Gussgranulat. Als es ankam, fuhren wir zurück zu meinem Freund, gossen zum Aufwärmen noch ein paar Aluminium-Schmuckstücke und dann gossen meine Frau und ich gegenseitig unsere Ringe. Es gab einen kleinen Zwischenfall, aber zum Glück lässt sich Gold leicht wieder einschmelzen. Der Moment, in dem wir die Sandform aufbrachen und das Ergebnis sichtbar wurde, war nervenaufreibend, aber das Ergebnis war großartig.
Wir entschieden uns ebenfalls für einen gehämmerten Finish und sind beide sehr zufrieden mit dem Ergebnis. Die Oberfläche hat kleine Vertiefungen, und weil ich überschätzt hatte, wie stark der Ring schrumpfen würde, ist meiner etwas zu groß und ich trage ihn am Mittelfinger. Aber ich denke, genau solche Makel bleiben als Erinnerung daran, dass wir sie selbst gegossen haben. Das Endergebnis war von Anfang an nicht der eigentliche Zweck. Wenn wir perfekte Ringe gewollt hätten, hätten wir einfach welche gekauft. Entscheidend war die Erfahrung des Machens, und es freut mich, dass der Autor offenbar eine ähnliche Erfahrung gemacht hat.
Wir hatten mit einer deutlich weniger hardcoremäßigen Variante bei diesem Unternehmen eine sehr gute Erfahrung: https://withtheseringshandmade.com/
Empfehlenswert für Leute, die nicht die Fähigkeiten haben, Ringe komplett selbst herzustellen, aber Interesse daran haben. Auch gut als Wochenendtrip ab Seattle.
Man beginnt mit einem Metallstab mit dem richtigen Querschnitt, biegt ihn zuerst, lötet ihn zusammen, bringt ihn auf die passende Größe und poliert ihn dann. Es war ein schöner Tag.
Wenn ihr Ringe anfertigen lasst, würde ich im Namen der Menschlichkeit bitten, statt Diamanten Moissanit in Betracht zu ziehen. Diamanten sind nicht das wert, was man dafür bezahlen muss; das merkt man, wenn man versucht, sie weiterzuverkaufen, und sie haben eine lange Geschichte voller Unsinn.
Wenn man es wegen der langen Tradition macht, Diamanten zu verschenken, sollte man bedenken, dass die Popularisierung von Diamant-Verlobungsringen jünger ist als US-Präsidentschaftskandidaten :-)
Ein fähiger Juwelier wird kein Problem damit haben, wenn man einen selbst gekauften oder in der Familie geerbten Stein mitbringt und ihn in den gewünschten Ring fassen lässt. Man bezahlt ihn dann nur für seine Arbeitszeit und das Material des Rings. Der Stein hat den Marktwert.
Diamanten ab einer bestimmten Größe sind heute eingraviert, egal ob natürlich oder synthetisch. Wenn man das Gutachten aufbewahrt, kann man sie weiterverkaufen.
Synthetische Diamanten sind günstiger als natürliche, und auch dafür gibt es einen Markt. Ich sage nicht, dass der Markt nicht fallen kann. Ich meine, dass man einen Stein zum Marktpreis kaufen und zum Marktpreis wieder verkaufen kann. So funktionieren Märkte, ob bei Aktien, Gold oder Diamanten.
Ein Verlobungsring ist ein Geschenk, und am wichtigsten ist, was die empfangende Person möchte, nicht was ich als schenkende Person darüber denke, ob ein Verlobungsring einen Diamanten haben sollte.