青銅鐘的設(shè)計(jì)制作工藝

原始社會(huì)時(shí)期的鐘是用木頭、竹子或陶器制成的。它是一種簡(jiǎn)單的打擊樂(lè)器，隨著青銅文化的興起，商周時(shí)期出現(xiàn)了青銅鐘，唐代出現(xiàn)了大型青銅鐘。在明代永樂(lè)時(shí)期，鑄造技術(shù)和體積重量都達(dá)到了頂峰。例如，中國(guó)現(xiàn)存的青銅鐘永樂(lè)鐘，是在明朝永樂(lè)年間鑄造的。

銅鐘表面書(shū)寫(xiě)通常需要在銅鐘表面鑄經(jīng)書(shū)或文字，經(jīng)書(shū)通常由名人手寫(xiě)，電腦輸出。手工刻字排版不能滿(mǎn)足工期要求，因?yàn)樽址?，工期緊，需要鑄一個(gè)表面有手書(shū)經(jīng)書(shū)的銅鐘。技術(shù)人員為此特別研制出了一種可以快速進(jìn)行排版的件，用機(jī)器打印來(lái)替代過(guò)去的手工雕刻，比較省時(shí)省力。制作青銅鐘模型傳統(tǒng)制作青銅鐘模型的方法通常是用石膏制作1:1的物理模型。近年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，用“芯盒法”代替石膏模具造型、數(shù)字模型和3D打印砂型。

青銅鑄件的澆注工藝都是傳統(tǒng)的“正法”，即鐘口向下的造型和制作青銅鑄件的方法，牛首山金對(duì)澆注工藝進(jìn)行了創(chuàng)新，并采用了“倒置法”，即鐘口向上的造型和制作青銅鑄件的方法，這種方法有利于青銅自下而上的定向凝固，避免造成鑄件疏松等缺陷，保證青銅的表面質(zhì)量。在確定了青銅鑄件的鑄造工藝參數(shù)后，對(duì)鑄造工藝進(jìn)行了模擬和仿真，并對(duì)鑄件的凝固過(guò)程進(jìn)行了數(shù)字模擬，分析了鑄件的凝固過(guò)程，根據(jù)凝固模擬和仿真的結(jié)果優(yōu)化了砂型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化了鑄造工藝參數(shù)并分析了鑄件的缺陷。

青銅鐘的設(shè)計(jì)過(guò)程不僅要注意鐘的尺寸和形狀，還要設(shè)計(jì)鐘的壁厚，因?yàn)殓姷谋诤裰苯佑绊懫湔駝?dòng)的頻率，從而影響鐘的聲音。此外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意鐘形件內(nèi)外輪廓的同心度和圓度，以保證徑向壁厚的一致性和軸向壁厚的連續(xù)性，保證拍頻的產(chǎn)生，從而保證鐘形件在撞擊過(guò)程中聲音洪亮有力。