金属加工には、金属の鋳造、溶接、ろう付け、鍛造、はんだ付け、加工、および表面処理が含まれます。 発展途上国のアーティストも基本的な彫刻素材として金属を使用し始めているため、金属加工はさらに一般的になっています. 多くのアートファウンドリーは商業的に運営されていますが、アートファウンドリーは大学のアートプログラムの一部でもあります.
危険と注意事項
鋳造および鋳造
アーティストは作品を商業鋳造所に送るか、自分のスタジオで金属を鋳造することができます。 ロストワックス法は、小さなピースを鋳造するためによく使用されます。 使用される一般的な金属と合金は、ブロンズ、アルミニウム、真鍮、ピューター、鉄、ステンレス鋼です。 金、銀、場合によってはプラチナが、特にジュエリーの小片の鋳造に使用されます。
ロストワックスのプロセスには、いくつかのステップが含まれます。
- 肯定的な形を作る
- 投資金型を作る
- ワックスの燃焼
- 金属を溶かす
- スラッギング
- 溶かした金属を型に流し込む
- 型抜き
ポジティブな形はワックスで直接作ることができます。 石膏やその他の素材で作ることもできます。ネガ型をゴムで作り、最終的なポジ型をワックスで鋳造します。 ワックスを加熱すると、火災の危険が生じたり、過熱によるワックスの分解が発生する可能性があります。
型は一般にクリストバライト型のシリカを含むインベストメントを適用することによって作られ、珪肺症のリスクを生み出します。 石膏と 50 メッシュの砂を 50/30 で混ぜたものは、より安全な代替品です。 鋳型は、砂と油、ホルムアルデヒド樹脂などの樹脂を結合剤として使用して作成することもできます。 これらの樹脂の多くは、皮膚との接触や吸入によって有毒であり、皮膚の保護と換気が必要です。
ろう型を窯で焼きます。 これには、アクロレインやその他の刺激性のワックス分解生成物を除去するための局所排気換気が必要です。
金属の溶解は通常、ガス火力のるつぼ炉で行われます。 一酸化炭素や、亜鉛、銅、鉛、アルミニウムなどの金属ガスを除去するために、外部に排出されるキャノピー フードが必要です。
次に、溶融金属の入ったるつぼを炉から取り出し、表面のスラグを取り除き、溶融金属を型に流し込みます (図 1)。 重量が 80 ポンド未満の金属の場合、手動で持ち上げるのが普通です。 より大きな重量の場合は、持ち上げ装置が必要です。 スラッギングおよび注湯作業では、金属ガスを除去するために換気が必要です。 樹脂砂型も、熱から危険な分解生成物を生成する可能性があります。 赤外線や熱から保護するフェイス シールド、および熱や溶融金属の飛沫に耐えられる個人用保護服は必須です。 セメントの床は、砂の層によって溶融金属の飛沫から保護する必要があります。
図 1. アート ファウンドリーに溶融金属を注ぐ。
テッド・リカード
金型を壊すと、シリカにさらされる可能性があります。 局所排気または呼吸保護が必要です。 フォーム気化プロセスと呼ばれるロスト ワックス プロセスのバリエーションでは、ワックスの代わりにポリスチレンまたはポリウレタン フォームを使用し、溶融金属を注ぐときにフォームを気化させます。 これにより、ポリウレタンフォームからシアン化水素を含む危険な分解生成物が放出される可能性があります。 アーティストは、さまざまなソースからスクラップメタルを使用することがよくあります。 この作業は、鉛や水銀を含む塗料が存在する可能性があり、金属中にカドミウム、クロム、ニッケルなどの金属が存在する可能性があるため、危険な場合があります。
製作
金属は、のこぎり、ドリル、スニップ、金属やすりを使用して、切断、穴あけ、やすりがけを行うことができます。 金属粉は皮膚や目を刺激する可能性があります。 電動工具は感電の原因となります。 これらのツールの不適切な取り扱いは、事故につながる可能性があります。 飛び散るチップやファイリングから目を保護するためにゴーグルが必要です。 すべての電気機器は適切に接地する必要があります。 すべてのツールは慎重に取り扱い、保管する必要があります。 加工する金属は、事故を防ぐためにしっかりとクランプする必要があります。
鍛造
冷間鍛造では、ハンマー、マレット、アンビルなどのツールを使用して金属の形状を変更します。 熱間鍛造では、金属をさらに加熱します。 鍛造は大量の騒音を発生させ、難聴を引き起こす可能性があります。 予防措置を講じないと、小さな金属の破片が皮膚や目に損傷を与える可能性があります。 熱間鍛造では火傷も危険です。 予防措置には、適切な工具、目の保護、定期的な清掃、適切な作業服、鍛造エリアの隔離、耳栓または耳マフの着用が含まれます。
熱間鍛造では、ガス、コークス、またはその他の燃料を燃焼させます。 一酸化炭素と多環芳香族炭化水素の排出の可能性を排除し、熱の蓄積を抑えるために、換気用のキャノピー フードが必要です。 赤外線放射から保護するために、赤外線ゴーグルを着用する必要があります。
表面処理
機械的処理 (削り、打ち出し) はハンマー、鋭利な工具による彫刻、酸によるエッチング、酸と光化学薬品によるフォトエッチング、電気めっき (金属膜を別の金属にめっきする) および電鋳 (金属膜を非金属物体にめっきする) で行われます。 ) 酸とシアン化物溶液、および多くの化学物質による金属着色。
電気めっきおよび電鋳ではシアン化物塩が使用されることが多く、摂取すると致命的となる可能性があります。 酸とシアン化物溶液が誤って混合すると、シアン化水素ガスが発生します。 これは、皮膚からの吸収と吸入の両方を通じて危険であり、数分以内に死に至る可能性があります。 使用済みシアン化物溶液の廃棄と廃棄管理は、多くの国で厳しく規制されています。 シアン化物溶液による電気めっきは、商用プラントで行う必要があります。 それ以外の場合は、シアン化物塩またはその他のシアン化物含有物質を含まない代替品を使用してください。
酸は腐食性があり、皮膚と目の保護が必要です。 耐酸性ダクトによる局所排気換気を推奨します。
チタンやタンタルなどの金属を陽極酸化するには、これらを電解浴の陽極で酸化して着色します。 フッ化水素酸は前洗浄に使用できます。 フッ化水素酸の使用を避けるか、手袋、ゴーグル、保護エプロンを使用してください。
金属の着色に使用される緑青は、冷間または熱間で適用できます。 鉛およびヒ素化合物は、どのような形でも非常に有毒であり、加熱すると有毒ガスを放出するものもあります。 フェリシアン化カリウム溶液は加熱するとシアン化水素ガスを放出し、ヒ素酸溶液はアルシンガスを放出し、硫化物溶液は硫化水素ガスを放出します. 金属の着色には十分な換気が必要です (図 2)。 ヒ素化合物とフェロシアン化カリウム溶液の加熱は避けるべきです。
図 2. スロット排気フードを使用して金属に緑青を適用します。
ケン・ジョーンズ
仕上げ工程
クリーニング、研削、やすりがけ、サンドブラスト、および研磨は、金属の最終処理です。 洗浄には、酸の使用（酸洗）が含まれます。 これには、酸の取り扱いや、酸洗プロセス中に生成されるガス (硝酸からの二酸化窒素など) の危険性が伴います。 粉砕すると、微細な金属粉塵 (吸入する可能性があります) や重い飛散粒子 (眼に危険) が発生する可能性があります。
サンドブラスト (研磨ブラスト) は、特に実際の砂の場合、非常に危険です。 サンドブラストによる微細なシリカの粉塵を吸入すると、短時間で珪肺症を引き起こす可能性があります。 砂は、ガラスビーズ、酸化アルミニウム、または炭化ケイ素に置き換える必要があります。 鋳造スラグは、化学分析でシリカやヒ素やニッケルなどの危険な金属が検出されない場合にのみ使用してください。 十分な換気または呼吸保護が必要です。
ルージュ (酸化鉄) やトリポリなどの研磨剤を使用した研磨は、ルージュが大量の遊離シリカで汚染されている可能性があり、トリポリにはシリカが含まれているため、危険な場合があります。 研磨ホイールの十分な換気が必要です。
溶接
溶接における物理的な危険には、火災、アーク溶接装置による感電、溶融金属の火花による火傷、赤外線や紫外線への過度の暴露による怪我などがあります。 溶接火花は 40 フィート移動します。
赤外線放射は、やけどや目の損傷を引き起こす可能性があります。 紫外線は日焼けを引き起こす可能性があります。 繰り返し暴露すると、皮膚がんにつながる可能性があります。 特に電気アーク溶接機は、ピンクアイ (結膜炎) になりやすく、UV 暴露による角膜損傷を起こす人もいます。 UV および IR 保護レンズを備えた皮膚保護および溶接ゴーグルが必要です。
オキシアセチレントーチは、一酸化炭素、窒素酸化物、未燃のアセチレンを生成し、軽度の中毒性があります。 市販のアセチレンには、他の有毒ガスや不純物が少量含まれています。
圧縮ガスボンベは、爆発や火災の危険性があります。 すべてのシリンダー、接続部、およびホースは、慎重に保守および検査する必要があります。 すべてのガスボンベは、乾燥した換気の良い場所に保管し、許可されていない人から保護する必要があります。 燃料ボンベは、酸素ボンベとは別に保管する必要があります。
アーク溶接は、空気中の窒素と酸素を、肺を刺激する窒素酸化物とオゾンに変換するのに十分なエネルギーを生成します。 塩素系脱脂溶剤から 20 フィート以内でアーク溶接を行うと、UV 放射によってホスゲン ガスが発生する可能性があります。
金属フュームは、金属、金属合金、およびアーク溶接で使用される電極の気化によって発生します。 フッ化物フラックスはフッ化物フュームを生成します。
すべての溶接プロセスには換気が必要です。 軟鋼溶接には希釈換気で十分かもしれませんが、ほとんどの溶接作業では局所排気換気が必要です。 移動可能なフランジ付きフード、または側面スロット フードを使用する必要があります。 換気が利用できない場合は、呼吸保護が必要です。
多くの金属粉塵や煙は、皮膚の炎症や感作を引き起こす可能性があります。 これらには、真鍮粉 (銅、亜鉛、鉛、スズ)、カドミウム、ニッケル、チタン、クロムが含まれます。
さらに、さまざまな物質 (たとえば、鉛または水銀塗料) でコーティングされる可能性がある溶接材料には問題があります。