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藝術玻璃加工之脫蠟鑄造工藝

日期：2011-07-25　

【概要描述】

自人類無意中發現了玻璃之后，陸陸續續開發出了許多種形形色色的加工方法。不論是實用性或是美觀性，都能將玻璃光影之美，盡情地延展于人們的生活之中。隨著科技文明的發展，對玻璃的利用與加工更是不斷的再創新，大致上仍可分為冷加工、熱加工兩大門類。玻璃材料成型穩定后，加以切割、噴砂、拋光、鑲嵌、磨刻、彩繪……等加工方式，稱為冷加工；反之，按不同的加工要求，施予玻璃不同的溫度，使之符合加工操作特性，如最低溫的烤漆上色、初熔的烤彎玻璃、次高溫的熔融玻璃、熱塑玻璃、脫蠟鑄造、砂模鑄造、高溫的拉絲玻璃、吹制玻璃等，稱為熱加工。

脫蠟鑄造法是玻璃加工方式中最為困難的一種。但在玻璃藝術創作上，卻也是最能隨心所欲表現作者藝術理念的手段。古埃及發明脫蠟鑄造法，至今已有三千多年的歷史。

脫蠟法

亦稱失蠟法（PATE-DE-VERRE），已廣泛應用在金屬材料的工業生產藝術創作，而重新應用在玻璃鑄造，也不過百來年的時間。中國內地及臺灣地區是在這十多年才陸續有玻璃藝術愛好者著手以脫蠟鑄造法進行玻璃藝術創作。由于不斷的投入，時間雖短，卻已獲得相當傲人的成果，在個別工藝操作上，已超越歐美同業的水平，引起國際上的重視與交流邀訪。

脫蠟鑄造法在金屬材料精密鑄造和藝術創作領域，已是業界相當耳熟能詳的一種鑄造技法。但在玻璃藝術創作領域中，還是相當新穎的一種技法；脫蠟鑄造法——首先將“脫蠟”與“鑄造”二詞分開說明，其工藝流程為：將設計好的作品，不論立體雕塑或半浮雕，雕塑完成之后，以硅膠加硅油按適當比例，用油漆刷均勻分層涂刷在雕塑品上，使雕塑作品平均刷滿硅膠。依作品大小不同，硅膠凝固時間不等，一般約在2-4小時，大件作品甚至需要10-24小時。硅膠和硅油必須有適當的比例，才能有良好的軔性與耐用性。反之，急欲完成硅膠模，加了過量的硅油或硬化劑，雖然可大大地縮短硅膠凝固成型時間，卻會造成硅膠延展性不夠。在拆作品蠟形時，極易拉斷作品蠟形，無法做出精細作品。而且硅膠模易脆化、使用次數不多，所以必須有耐心等待硅膠模自然成型。另一個影響硅膠模韌性、延展性的關鍵因素，是必須分層分次地將調好的硅膠油很平均地刷在粗細不一的雕塑作品四周。雖作品粗細不一，但均須使硅膠模均勻成型，一層干了之后，再刷第二層、第三層，直至達到一定的均勻涂層硅膠模，這才是一個適于創作的、耐用的好模。

冷卻成型的蠟模要從硅膠模中拿出，亦要小心拆模。在開硅膠模時需要逐步拉下，遇到枝節細微處，需要慢慢翻開，使蠟模完整。一不小心扯斷了，需要重接，有時會使蠟模角度不對稱，喪失美感。順利拿出的蠟模和雕塑作品一模一樣，即為陽模。此時的蠟模表面略有瑕疵，需要借助工具修補。將分模線、氣孔等修好補平，若有斷裂，亦在此時用蠟修補好，此工序為修蠟。修蠟完成的蠟模，即可進行灌石膏模型。通常鑄造用的石膏，不是一般石膏，而是依造不同材料，選用專用的耐火石膏。用錯了很難完成作品創作，甚至鑄不出來，或敲不開。除此之外，水分的比例也相當關鍵。水分加少了，蠟模細致處未包滿時石膏已凝固，無法作出好作品；水分加多時，石膏太松強度不夠，尚未進爐燒結，表面紋路和枝節石膏脫落，亦無法操作。所以，需要按適當比例加水調配石膏，灌好耐火石膏，放在陰涼處自然風干。

將風干包好耐火石膏的蠟模，漿口朝下放在蒸氣桶中，將門關緊，以防高溫蒸氣噴出傷人。調好氣閥，將蒸氣導入，利用蒸氣的高溫，將耐火石膏中的蠟模逐步熔化，慢慢排出，直至耐火石膏模內完全沒有殘蠟，即可停止。大小作品不同，操作時間也不相同。如上所述，更需注意耐火石膏的調水比例，若比例不當，在蒸氣的高溫作業下，很容易崩裂模而無法使用。

如能夠按照標準操作完成，將蠟從耐火石膏模中完全熔出，使石膏模依蠟型形成中空，此為陰模，此工藝稱為“脫蠟”。至此工序，在金屬材料精密脫蠟鑄造，已完成約80%的工序。只要再將金屬材料完全熔化成液體，倒入中空的耐火石膏模中，自然冷卻就算大功告成，失敗率極低。但在玻璃藝術創作工藝中，脫好蠟的工序才算完成整個工序的30%。

“鑄造”二字，從字面上解釋，就是熔鑄而成。依任何金屬或非金屬材料，密度比重大于1者，利用其完全熔化后，自然垂流的物理特性，而有了重力鑄造、機壓鑄造、離心鑄造、砂模鑄造、脫蠟鑄造……等。這里簡單介紹上述幾種鑄造方式之間的差別。重力鑄造是以全鐵模或半鐵模為模型（使用材料有鋁合金……等），自上面澆鑄材料，讓材料自然向下垂流，滿灌成型。以中件鑄造為主機壓鑄造，以鋼模為主，使用材料有鋁合金、鋅合金、銅合金、普通玻璃等。材料熔化后，以油壓機快速送湯液至鋼模內，瞬間冷卻成型，適合中大型鑄造件。

離心鑄造，通常以低溫材料為多，如鋁錫合金等，模具為鋼模、橡膠類等。利用馬達轉速，將材料自模心向四周離心甩開鑄造成型，適用小件物品。砂模鑄造，是以普通細紗混合為鑄模，使用材料有鋼鐵合金、鋁合金、銅合金、鋅合金、玻璃等，將材料熔化后，澆鑄至砂模中，冷凝成型即可，適合中、大件或特大件鑄件。而脫蠟鑄造使用材料有金銀、銅鋁、不銹鋼、鋼鐵或其他貴重金屬合金和玻璃等。以耐火石膏為鑄模、也是利用鑄物材料熔化完全后，自然垂流成型。所不同的在于，一般金屬材料只要自然或不自然冷凝成型即可。而玻璃不論是機壓成型、砂模鑄造、脫蠟鑄造，均需在鑄造成型后，立即脫模放入徐冷爐內，按鑄件大小予以不同徐冷降溫時間，讓玻璃材料內部應力完全釋放，才不致造成鑄造冷凝成型后，突然崩裂。

玻璃鑄造——系利用“窯燒鑄造”，亦即在高溫爐內完成澆鑄，而非一般在室溫下澆鑄成型。窯爐鑄造有煤氣爐、天然氣爐、電熱爐等加溫方式，其中以電熱爐最為干凈和易于控制。前述提到，在玻璃藝術創作完成脫蠟工序只占全工序的30%，進爐窯燒鑄造，到徐冷成品完整出爐，也只是完成全工序的70%左右。當然全工序關鍵在窯鑄過程，這才是真正的重頭戲，考驗著玻璃藝術創作的智慧和耐心。就好象戀愛的感覺，神秘、期許、變幻莫測。有時打開爐門，會讓你大失所望，希望落空，滿滿一爐的作品、石膏、玻璃通通不見了，它們破碎了，躺在爐底，無聲地哀嚎。此時你也只能無言以對，數天的汗水辛勞，全幻滅了。不過，有時成功的窯燒創作出爐后，那七彩變幻的作品，會讓你興奮莫名，滿是豐收成功的喜悅。這就是玻璃藝術中脫蠟鑄造法窯燒的難度和甘苦，非你親自嘗試，很難用筆墨言語形容。

窯燒的難度在于溫度控制，稍有計算錯誤即可能功虧一簣，失敗率極大。此工序重點在于對升溫曲線和降溫（徐冷）曲線控制。根據耐火石膏模的大小，經過精密計算將，電熱爐自室溫開始加熱升溫，逐步升高溫度，使石膏和水晶玻璃同時受溫，讓水晶玻璃隨著溫度的提高，有節奏地熔化。而后順著中空石膏模彎曲的曲線，緩緩流入模內底部。按照玻璃藝術創作者的設計，熔鑄滿每一個枝節角落，不論是簡易的半浮雕、磚形、塊狀或是高難度的倒角、鏤空、交叉纏繞，此時透過窯鑄工藝，盡情演繹玻璃脫蠟鑄造工法的神妙，將創作作品的巧思一一延展開來。

細致小巧的耳環、墜飾小品，可將紋路、銳角、圓滑面，按原型雕塑細膩地表現出來。中型作品的鏤空內雕、枝節交叉，一樣是順手掂來毫不費力。此工法更可表現出特大件作品的那種豪邁磅礴氣勢，如古鑄鐘鼎或大塊浮雕面墻……等。這也是為何在所有玻璃加工工藝中，脫蠟鑄造法是最為艱難的，而且也是最能將其他冷、熱加工技法，所達不到的領域，充分表現出來。脫蠟鑄造與玻璃藝術創作者結合一體，正似天馬行空，盡情揮灑。

除了上述的脫蠟環節外，耐火石膏質量、玻璃料的適用性，也是影響窯鑄玻璃成敗的重要因素。普通鈉鈣玻璃、鉀玻璃等比重較輕，所以不合適窯鑄。英國人GeorgeRavenscvoft于1676年發明含氧化鉛（PbO）的玻璃，稱為水晶，也就是鉛玻璃，統稱水晶玻璃。隨著金屬氧化物的配比不同，所呈現的效果亦不同。如加入氧化鈷，用以制造藍色；二氧化錳，使玻璃呈現紫色；加入重鉻酸鉀，玻璃會呈現綠色；加入氧化鈦、氧化鈰呈現黃色等。水晶玻璃的折射率高，易于燒鑄，硬度較軟，適合加工。更利于后續切割、研磨、拋光等冷工藝制作，除水晶玻璃的適用性之外，還需注意玻璃料的“間容性”。從玻璃石英砂產地的不同，或所添加的金屬氧化物配比不同，其內部的膨脹系數——亦即應力就可能不同，也就會產生排斥作用。一旦熔鑄在一起，即使你窯鑄的升溫曲線和降溫曲線都計算得相當準確，作品仍有可能在開爐時從內部崩裂，或在拆模、冷加工過程崩裂，甚至作品加工完成、后擺在室內時，突然無聲無息地再從內部崩裂，這是需要特別注意的。

若是技術不純熟，輕者所熔鑄出的作品內部顏色混淆不清??費心雕塑的紋路、肌理不明，千瘡百孔，慘不忍睹；重者會出現斷裂、破碎，使玻璃尸骨無存。因此必須充分掌握水晶玻璃料的特性和每一種色料的配比、相生或是相克，進而利用其物理特性。只有這樣，才能類似古代習武者，人劍合一，隨心所欲，真正將玻璃藝術創作者的理念毫無制約地展現出來。