Aluminium Gieten

Een project door Jan van Acker

Tiger 1  schaal 1 :10  aluminium wielen gieten

Al zeer lange tijd wou ik een TIGER 1 in schaal 1:10 maken; deze schaal is voor mij ideaal. 1:10 stijgt serieus boven de standaard reeks van 1:16 uit qua afmetingen maar ook qua constructie en gewicht en is daarbij nog net niet te groot of te zwaar, met zo’n 25 à 35 kg, om in een standaard wagen te laden en te vervoeren. Mijn voorkeur gaat uit om zoveel mogelijk zelf in aluminium te maken of, waar mogelijk, ook te gieten. De 1:16 modellen (Tamiya, Hen Long,…) zijn vaak zeer precies en perfect gedetailleerd afgewerkt, daar kan ik onmogelijk tegenop. Een model voor mij dient echter in eerste plaats functioneel te zijn en goed en in elk terrein te kunnen rijden, de uiterst precieze details zijn daarom iets minder belangrijk. De ervaringen van mijn eerder gefabriceerde Leopard 2A5 in 1:10 en vooral de verwerking/gieten van aluminium komen hier goed van pas.

De tracks van de tiger 1.

Waar de tracks van de Leopard 2A5 vrij gemakkelijk en gedetailleerd te gieten waren – mits vele uren arbeid – was al vrij snel duidelijk dat dit voor de Tiger 1 een ander paar mouwen zou zijn. Na diepgaande studie en enkele tests bleek al gauw dat dit, zonder professionele hulp, praktisch moeilijk haalbaar is. De bovenkant en de onderkant van de schakels zijn nl. niet symmetrisch en hebben vele kanten en rechte hoeken die bij zandgieten vaak (kleine) problemen veroorzaken maar die daarna praktisch niet meer te verhelpen zijn. Enkele modellen in lood kon ik wel gieten maar die waren al zo moeilijk dat ik het simpelweg niet in Alu geprobeerd heb.

Asiatam bracht uitkomst:

Een model zonder tracks is geen tank; dus dan maar wereldwijd op zoek naar een fabrikant die deze uitbrengt in 1:10 en in metaal. Naast Modellbau Jurgen Stehr, kwam ik ook bij Asiatam terecht. Die brachten, sinds eind 2013, nl. een set uiterst gedetailleerde Tiger 1 in schaal 1:10 uit in metaal (staal!). De set kost rond de 850€ en is qua prijs dus totaal onvergelijkbaar met de metalen tracks in 1:16 van bv Heng Long of Asiatam. De tracks staan blijkbaar niet meer in hun actuele assortiment, een mailtje sturen of even “anrufen” naar Asiatam zal nodig zijn indien interesse.

De set bevat 2 volledige tracks samen met de tractiewielen en de afdekplaatjes; alles uit staal; totaal gewicht al zo’n goeie 8 kg maar de details zijn echt super. Er zitten meer dan genoeg schakels per track die gemakkelijk verwijderd kunnen worden om de uiteindelijke ketting op de juiste lengte brengen; de overgebleven schakels kunnen dan elders op het model (vooraan of op de koepel) kunnen worden geplaatst als natuurgetrouwe reserveschakels Ondertussen wel al vastgesteld dat er op de tracktiewielen slechts 19 tanden (ipv 20 op het origineel) zitten, maar daarvoor moet je al zeer goed kijken (en tellen), helaas toch niets aan te veranderen en daarbij zijn de meeste tanden in de track zelf of verstopt achter het eerste loopwiel.
Helaas geen zelfgegoten tracks deze keer dus, maar wat dan wel?

De loopwielen

Op ’t eerste zicht ziet dat er allemaal simpel uit,.. al snel ontdekte ik dat de realiteit wel effe anders is. Amai zeg, 32 loopwielen, geschranst en elkaar overlappend, veel complexer dan ik dacht…

Tijdens mijn studiewerk over de Tiger 1 ontdekte ik al snel dat er verschillende soorten met allerlei veranderingen in de loop der ontwikkeling werden gefabriceerd. Zo heeft de “Späte” versie 8 loopwielen minder en zijn de loopwielen anders van vorm en zonder rubberband.
Na veel wikken en wegen ging mijn voorkeur toch uit naar de “Frühe” versie; die leek mij nl wat simpeler te maken. De 32 loopwielen kunnen per as opgesplitst worden in een smal en een breed loopwiel. Ik wilde per gietmal van beide een exemplaar.

De oermal werd in hout op de draaibank pas gemaakt waarbij tevens direct de gietkanalen voorzien werden.
Voor de bredere versie wordt in dezelfde as en aan de andere kant een extra gietruimte voorzien;
Hier de oermal, het bredere loopwiel heeft een extra afdruk in het andere deel van de mal

De oermallen worden met een penseeltje van een laagje talkpoeder voorzien (vandaar de witte kleur op het zand) om later lossen te vergemakkelijken
In de gietkasten worden deze mallen dan mooi opgevuld met speciaal oliehoudend rood gietzand dat goed aangeduwd dient te worden. De mal bestaat dus uit 2 helften die d.m.v pas- pinnen perfect op elkaar uitgelijnd zijn. Voor het smalle wiel is dit niet zo belangrijk maar het brede wiel heeft dus ook een vorm in de tegenoverliggende gietkast.

Telkens maakte ik zo 5 gietmallen klaar om hierin en per gietbeurt dus 10 loopwielen waarvan 5 smalle en 5 brede, te gieten. De foto’s tonen duidelijk het ingietkanaal en de uitloop. Deze dienen groot genoeg te zijn om fouten of onvolledige vullingen te voorkomen. Niet te vergeten dat afkoelend vloeibaar aluminium ook krimpt..

De oven is overgebleven uit de “leopard 2A5 tijd” en kan gemakkelijk herbruikt worden. Deze is gemaakt van een grote (oude) ijzeren pot met deksel, waarin eerst een “vlamgat” wordt gemaakt. Daarna wordt een gewone emmer erin vastgemaakt. De ruimte tussen de emmer en de potrand wordt dan met hittebestendig cement opgevuld (zo’n 10 cm dik). Als het cement is uitgehard kan de emmer verwijderd worden en onstaat zo dus een simpele oven.

De smeltkroes heb ik gemaakt van een stuk ijzer vierkantbuis van 10*10cm en 15cm hoog dewelke aan 1 kant is dichtgelast om het vloeibaar Alu binnen te houden.
Deze kroes wordt gevuld met voldoende stukken Alu (gerecupereerd). Beter wat teveel dan een mal maar gedeeltelijk gevuld te krijgen want die moet dan opnieuw gemaakt worden,..

De oven kan nu heetgestookt worden, vanuit een standaard (rode) gasfles met propaangas; butaan (blauwe flessen) heeft een te lage verbrandingshitte en is dus niet geschikt. De zware brander wordt volledig opengedraaid waardoor de vlam schuin in de oven komt en zo de smeltkroes “omcirkelt”. Een beetje experimenteren naar de ideale positie/afstand was wel nodig. Het smeltpunt van Aluminium is ongeveer 770°, als alles goed gaat beginnen de stukken in de smeltkroes te smelten na zo’n 45 minuten stoken. Om te vroeg afkoelen te voorkomen laat ik, eenmaal vloeibaar, de zaak nog een aantal minuten doorverhitten, het totaalvolume zet dan wel wat uit en zal krimpen bij afkoeling. De eventuele krimp wordt dan opgevangen door uitloopkanalen die voldoende groot zijn.

Neem altijd voldoende veiligheidsvoorzorgen (tangen, goede hittebestendige handschoenen enz.) Gesmolten aluminium wordt bijna zo vloeibaar als water,.. niet om mee te spotten,

Eenmaal de smeltkroes uit de oven gehaald kunnen eventuele onzuiverheden die dan boven drijven, met een oud vork of spaan worden afgeschept,.. niet te lang wachtten want het alu koelt nu af en het stollingspunt wordt al na een paar minuten terug bereikt.. snel en vooral veilig handelen is nu de boodschap.

Zo, 5 gietkasten zijn volgegoten en kunnen nu afkoelen,..
Eenmaal gegoten en voldoende afgekoeld (uren) kan de mal opengemaakt worden,.. dat ziet er dan zo uit :

Een deel van het gietzand, dat ver genoeg van de hitte is gebleven, kan herbruikt worden. De rest is afval.
Eenmaal de mal en het zand verwijderd zijn de gietsels klaar voor verdere afwerking.

Eerst dienen de gietschachten en de “flask” met een ijzerzaag zo veel mogelijk, maar zonder de uiteindelijke vorm te beschadigen, weggezaagd te worden. Wel wat zaagwerk,..; de afvalstukken worden bij de volgende gietbeurt gewoon herbruikt. Hoe meer de uiteindelijke eindvorm kan benaderd worden, hoe minder werk er is achteraf op de draaibank.

De wielen worden individueel op maat gedraaid en tevens recht afgedraaid en via een boormal van de nodige gaten voorzien.

In totaal heb ik zo’n 36 wielen gegoten en afgewerkt, (4 reserve want niet alle wielen worden een succes). Vervolgens worden de dikkere exemplaren op exacte breedte afgedraaid. Die moeten immers tussen de middenvoeringen in de kettingen passen.

De volgende stap is de “hub” of tussenstukken maken waarmee telkens een breed en een smal loopwiel aan elkaar vastgemaakt kan worden. Deze stukken moeten identiek van lengte en boorgaten zijn. Lang tijd heb ik overwogen om ze ook te gieten maar het leek mij eenvoudiger om die direct op de draaibank vanaf een Alu as van 30mm te draaien.
Deze As dient eerst afgezaagd (met de hand ), wel wat werk om zo 16 stukken in 30mm alu te zagen, vervolgens op lengte a te draaien.
Vervolgens worden de binnenkanten naar 20 mm diameter teruggebracht, hier loopt nl later een ander wiel tussen. De flenzen zijn 5mm dik.
Daarna worden asgaten gemaakt en de uitsparingen voor de kogellagers gedraaid.
Per kant zit een kogellager, dus 2 per set ofte 32 lagers in totaal. Standaard lagers dia 8 hebben een buitenomtrek van 22mm en waren net te groot. De gebruikte lagers (8*16*5mm) heb ik via Ebay vrij goedkoop kunnen vinden in de “skateboard wereld”.

Na de asgaten komen de 6 bevestigings boorgaten. Dmv een mal zijn ze allemaal dezelfde en kunnen ze dus omgwisseld worden. Afhankelijk van de plaats zitten de lagers veel dieper bij de buitenste loopwielen; er zijn dus 2 soorten “hubs” met elk hun specifieke lengte.

Eenmaal de hubs klaar komt het “vijswerk”.De individuele loopwielen worden met 192 M2 boutjes op de hubs geschroefd,..  Deze waren moeilijker te vinden dan ik dacht,..niet verkrijgbaar in een standaard Doe-Het-Zelf zaak.. na wat zoekwerk bleek dit toch geen probleem te zijn.

Na plaatsing  worden de (te lange) M2 boutjes afgeslepen.
De loopwielen zijn nu praktisch klaar. Van een binnenband van een kruiwagen heb ik stukken gesneden die op de velgen met (zwarte) siliconenlijm worden gelijmd.
De loopwielen zijn nu volledig klaar..

Het resultaat, benadert sterk het origineel en is oersterk. De lagers zorgen voor een spelingsvrije ongehinderde loop,..

Op naar het volgende hoofdstuk,.. de aandrijving,…

Wordt vervolgd,..

Klik HIER voor deel 2