Гравирование

Гравирование

ГРАВИРОВАНИЕ, нанесение линий или рельефа режущим инструментом на твердую поверхность с целью: 1) размножения изображений посредством оттисков (гравюры), 2) получения точных линейных форм, служащих для измерения, или 3) украшения обрабатываемой поверхности углубленным рисунком. Гравирование производится или ручным способом или же при помощи специальных гравировальных машин, которые в некоторых случаях лишь упрощают процесс ручного гравирования, иногда его заменяют, но главным образом создают точные линейные формы, невыполнимые ручным способом. Гравюры, в зависимости от метода получения оттисков, бывают двух видов: высокие и углубленные.

Первые из них при печатании несут краску на выпуклых частях своей поверхности, и в этом случае количество краски везде одинаково; вторые, наоборот, содержат краску лишь в углублениях (и в разных количествах - в зависимости от величины этих углублений), с выпуклых же частей поверхности краска счищается. К высокой гравюре относится гравюра на дереве, или ксилография, а также так называемая обронная гравюра на меди, цинке или гарте; к глубокой гравюре - так называемая классическая гравюра на меди или стали. Гравюры на дереве бывают двух видов: продольные, когда слои дерева расположены в плоскости доски, и торцовые, когда они расположены перпендикулярно обрабатываемой поверхности доски.

Ручное гравирование. Для продольной гравюры на дереве употребляют дерево груши, яблони, сливы, древесина которых имеет слабо выраженную слойность, большую плотность и малую гигроскопичность. Хорошо просушенную доску обрабатывают вручную или машинным способом, придавая ей при этом строго параллельные плоскости, при толщине доски в величину роста типографского шрифта, т. е. 25 мм. Лицевая сторона доски, кроме того, шлифуется тонкой стеклянной бумагой. Перед гравированием на доску наносится рисунок. Рисунок или срисовывается с оригинала на глаз в зеркало (для получения негативного рисунка на доске), или переносится при помощи сетки, причем в этом случае возможно изменение масштаба рисунка, или же на предварительно покрытую снятым молоком доску кладется лицом карандашный оригинал и притирается костяшкой. По нанесении карандашного рисунка на доску он прорисовывается тушью, после чего вся доска покрывается несколько более светлой тушью. Последнее делается для того, чтобы при резьбе были ясно видны границы между оставленной черной поверхностью доски и белым вырезом. Японцы наклеивают клейстером оригинальный рисунок, сделанный тушью на тонкой бумаге, лицом на доску и затем промасливают его так, что он делается хорошо видимым с изнанки; гравюра, таким образом, режется по бумаге, причем, конечно, оригинал пропадает. Доска кладется на кожаную подушку, наполненную песком, для более удобного поворачивания доски в зависимости от направления вырезываемой линии.

Инструменты для гравирования

Инструментами для продольного гравирования служат ножи различных профилей, оправленные в деревянные ручки (фиг. 1), и полукруглые стамески разной величины (фиг. 2).

Инструменты для гравирования

Процесс гравирования заключается в том, чтобы ножом или стамеской удалить дерево с поверхности в тех местах, где нет рисунка, т. е. где на оттиске должны получиться белые места. Для этого делается или одно движение стамеской, причем вырезается стружка полукруглого сечения, или же три движения ножом, которым вырезается треугольная пирамидка (фиг. 3).

Процесс гравирования

Если нож обрезает лишь сделанный уже в окончательной форме на доске рисунок, гравюра носит название обрезной. Но существует и другой вид гравюры, в котором технические возможности дерева - четкость и острота штриха - создают самостоятельную граверную форму, отличную в своих средствах выражения от рисунка. Здесь гравер, являющийся вместе с тем и автором-художником, строит в предварительном рисунке лишь общую композицию, а затем уже при помощи ножа, - вырезая черные и белые, толстые и тонкие линии, их пересечения и т. п. комбинации, - создает изображения пространственных форм.

В продольной гравюре нож, двигаясь в разных направлениях относительно слоев доски, встречает и различные сопротивления, что подчас затрудняет проведение плавной кривой линии. Кроме того, сама линия в гравюре, представляющая собой лежащую призму, в зависимости от ее положения относительно слоев доски, является неодинаково прочной; тонкая линия подвержена смятию от давления при печати, а расположенная поперек слоев - и возможности выкрашивания. Эти недостатки продольной гравюры побудили английского гравера Т. Бьюика в конце 18 в. испробовать гравирование на торце. Изобретение Бьюика блестяще себя оправдало, произведя коренной переворот в гравировании на дереве, открыв новые богатые изобразительные возможности для деревянной гравюры. Преимущество торцового слоя перед продольным заключается в том, что режущий инструмент во всех направлениях встречает одинаковое сопротивление, чем обеспечивается равномерность гравируемой кривой линии; сопротивление давлению при печати также несравненно больше, т. к. это давление направлено по оси слоев. Т. о., явилась возможность гравировать тончайшие линии без малейшего опасения их излома. Применение штихеля вместо ножа упростило и ускорило гравирование и создало т. н. тоновую гравюру, построенную на передаче формы при помощи комбинаций более или менее близко лежащих параллельных или пересекающихся линий, создающих впечатление тона большей или меньшей темноты. Техника гравирования на торце разрешила задачу передачи в гравюре не только техники пера равномерно окрашенным штрихом, но и техники карандаша, угля и особенно живописи. Штихеля, употребляемые в гравировании, представляют собой стальные стержни (фиг. 4).

Штихеля, употребляемые в гравировании, представляют собой стальные стержни

Передний конец штихеля затачивается плоскостью под углом в 40—50°; эта плоскость и является режущей поверхностью при движении штихеля с нажимом по доске. Более тупой угол резал бы хуже, более острый заставил бы штихель зарываться. С противоположного конца штихель оттянут, и на этот конец насаживается точеная ручка, имеющая форму груши или, чаще, форму гриба со срезанной с нижней стороны шляпкой. Этот срез нужен для прижимания штихеля к доске, и он же мешает положенному штихелю кататься по столу. Штихеля изготовляются различных профилей; наиболее употребительные из них: грабштихель, шписштихель, мессерштихель, флахштихель, полукруглый и ребштихель. Главный из них - грабштихель, проводящий линию желаемой ширины в зависимости от углубления его в дерево. Для выемки значительных поверхностей употребляют полукруглый или флахштихель, причем для предохранения доски от заминания под штихель кладется деревянная или костяная подкладка, которая удерживается указательным и средним пальцами левой руки и служит опорой для штихеля как рычага. Ребштихель проводит параллельные линии для гравирования тона определенной силы. Для торцовой гравюры употребляется почти исключительно самшит (Buxus sempervirens), обычно называемый «пальмовым деревом». Обладая чрезвычайно большой плотностью (удельный вес сухого дерева 0,91—1,16), самшит дает торцовый срез без сколько-нибудь заметных отверстий, что совершенно необходимо для чистой печати и тонкого гравирования; к тому же слойность самшита очень равномерна. С самшитом может конкурировать лишь т. н. железная береза (береза Шмита, корейская береза), произрастающая в Уссурийском крае. Кавказский самшит идет в продажу чураками в 150 см длины и диаметром около 10—15 см. Чурак распиливается на поперечные кружки толщиной около 3 см и просушивается. Кружки опиливаются прямоугольниками, и материал подбирается по однообразной плотности и по чистоте слоев. В обработку идут лишь те куски, в которых нет не только сучков, но и кривых слоев, которые заметны по светлой атласной окраске на общем матовом фоне торца. Только перпендикулярный к поверхности слой режется штихелем чисто, кривой же слой выкрашивается или замочаливается. Прямоугольные торцы фугуются по своим боковым граням и склеиваются в доски нужной величины негигроскопичным клеем (например, столярным клеем с олифой или белилами). Склеенная доска обтачивается на планшайбе с обеих сторон, шлифуется с лица еще циклей или пемзой, и толщина ее доводится до 25 мм. Места, оказавшиеся после шлифовки неудовлетворительными, высверливаются и в них загоняются цилиндрические пробки из хорошего самшита, которые после обрезки зашлифовывают заподлицо. Таким же способом и в процессе работы можно в награвированном уже месте восстановить ровную поверхность и вновь по ней гравировать. Во избежание коробления доски должны храниться поставленными на ребро, для того чтобы воздух получал одинаковый доступ к обеим поверхностям. Доски значительных размеров, для предотвращения раскалывания, скрепляются пропущенными в толщу доски болтами с гайками, или же на специальной машине просверливается ряд параллельных отверстий, в которые натуго загоняются 6-мм стальные трубки.

Нанесение рисунка на доску производится или тем же способом, как и на продольную доску, или же доска предварительно грунтуется белилами на яичном белке с добавлением небольшого количества квасцов, делающих краску трудно размываемой. Для фотографического перевода на доску, поверхность ее поверх грунта покрывается светочувствительным слоем, на который рисунок и печатается с негатива. Во избежание порчи дерева растворами, бока доски покрываются восковым или гуттаперчевым лаками. Техника гравирования по торцу заключается в том, чтобы, вырезая штихелем белые места, найти те направления и сочетания черных и белых линий, которые давали бы впечатление объемов, поверхностей и пространственных образов. Возможность гравировать предельно тонкие линии ставит ксилографию на первое место для точных технических изображений. Кроме того, ксилография дает возможность печатать гравюру одновременно с текстом в типографской машине.

Для высокой гравюры по металлу (обронная гравюра) материалом могут служить: гарт, желтая или красная медь и сталь. Обронное гравирование применяют при изготовлении книжных украшений, заставок, концовок, буквиц, а также и печатей. Инструментами для этого гравирования являются те же штихеля, но заточенные под менее острым углом. Кроме штихелей, употребляются мелкие пилочки, шабера, пуансоны и чеканы. К высокой гравюре относится гравирование пунсонов. Пунсон - стальной квадратного сечения стержень с выгравированным на торце высоким зеркальным изображением литеры или знака. Гравирование пунсонов - чрезвычайно ответственное дело, т. к. они служат оригиналом для отливки типографского шрифта. Перед гравированием стальной стержень отпускают, на плоском точильном камне при помощи пуансонного молота (стальной усеченный конус с вырезом вдоль оси, в который вставляется шлифуемый на перпендикулярность стержень и удерживается пальцами, при двигании основанием конуса по камню) выверяют перпендикулярность плоскости его торца к боковым граням, и затем стержень зажимают в рисовальную колодку. При помощи калибра - прибора, дающего вертикальные, горизонтальные и наклонные под определенным углом линии, а также расстояния между ними, прочерчивают иглой весь рисунок литеры, после чего пунсон вынимают из колодки и приступают к его гравированию штихелями и пилками. При работе гравюру рассматривают через сильную лупу, укрепленную на особом штативе. Когда пунсон выгравирован, его закаливают, отжимают им в особом прессе матрицу красной меди, в которую и отливается очко типографской литеры.

Углубленная гравюра принимает краску для печати не на поверхность, как высокая гравюра, а, наоборот, в выгравированные углубления, поверхность же к моменту печатания должна быть чистой. В высокой гравюре краска наносится валиком на поверхность; в углубленной гравюре гораздо более густая краска втирается плотно во все углубления. В высокой гравюре слой краски везде одинаков, в углубленной - для получения темной линии нужна глубокая канавка с большим количеством краски, для светлой - тонкая черта с меньшим количеством краски. В высокой гравюре гравер вынимает все то, что должно остаться белым, в углубленной, наоборот, - все то, что д. б. черным. При печатании с высокой гравюры краска переходит на бумагу при соприкосновении с поверхностью гравюры, при печатании с углубленной - увлажненная бумага сильно прижимается к краске и извлекает ее из углублений гравюры в силу того, что сцепление краски с бумагой оказывается больше, чем краски с металлом. По оттиску на бумаге легко узнать глубокую печать: видна вдавленность от доски, и линии, особенно темные, осязаются как выпуклости. Поэтому печатать углубленную гравюру одновременно с высокой в одной машине невозможно. Материалом для углубленной гравюры служат: красная медь, цинк, сталь, литографский камень. Гравирование производится при помощи штихелей, подобных описанным выше, главным образом грабштихелей. Грабштихель, проходя с нажимом по поверхности отшлифованной меди или отпущенной стали, врезается вглубь, дает стружку и отваливает по сторонам заусенцы. Эти заусенцы снимаются потом шабером. В высокой гравюре возможна резьба и черного и белого штриха, в углубленной гравюре резьба всегда черным штрихом. Для гравирования берется хорошо прокатанная металлическая доска, равномерного строения, толщиной около 2 мм. Доска шлифуется с лицевой стороны, края затачиваются фасетками, чтобы при печатании они не рвали бумаги. Для перевода рисунка доска грунтуется тонким слоем воскового лака, который затем покрывают копотью. Рисунок переводится по сетке или же через переводную бумагу и прорисовывается стальной иглой, после чего лак может быть смыт. Для работы штихелем гравюру укрепляют в особой вращающейся доске, т. к. движения штихеля при гравировании происходят всегда справа налево, и, следовательно, доска всегда должна поворачиваться соответственно направлению штриха. Стол для гравирования ставится перед окном, и перед гравюрой устанавливают наклонный экран из бумаги или белой материи, для устранения отблеска от доски. Чтобы проверить эффект гравирования, желаемое место затирается сажей с салом, которая после м. б. легко удалена. Корректура неправильного гравирования производится при помощи шабера, снимающего металл, или, в легком случае, при помощи гладилки (на красной меди). Если при этом получается впадина, ее выбивают с изнанки особым молотком на наковальне. Чтобы найти с изнанки соответственное место, употребляют специальный кронциркуль.

Среди способов гравирования на меди существует гравирование сухой иглой (в отличие от травления по игловому рисунку в офорте), заключающееся в том, что весь рисунок гравируется стальными иглами или алмазом, вправленным в специальную ручку. При этом виде гравирования глубина штриха делается незначительной, стружки не получается, есть лишь перемещение частиц меди, образующее заусенцы по сторонам штриха. Эти заусенцы не снимаются, они задерживают некоторое количество краски при накатке, образуя по сторонам линии как бы темный ореол придавая этим особую бархатистую мягкость оттиску. Гравюра сухой иглой быстро теряет свою четкость при печатании, и число оттисков с такой гравюры обычно не превосходит двух-трех десятков. Для укрепления поверхности медных гравированных досок их покрывают иногда гальванопластически железом («обсталивают»).

Стальной или алмазной иглой производят также гравирование на литографском камне. Гравюру на камне делают тогда, когда нужно литографским, т. е. наиболее дешевым, способом воспроизвести тонкие графические формы. Камень гладко шлифуют, на него наносят карандашом рисунок и процарапывают его иглой. Благодаря тонкой структуре литографского камня, получается тонкая и чистая черта с гладкими краями. С гравюры на камне делается, как и с глубокой гравюры, оттиск, который переводится в нескольких экземплярах на большой камень для печатания обыкновенным литографским способом. Этот способ гравирования применяется для печатания торговых этикеток, фабричных марок, бланков для корреспонденции с разными украшениями и т. п.

К углубленной художественной гравюре м. б. отнесен и способ т. н. черной манеры. Особым стальным, насеченным подобно напильнику, катком сообщают медной доске шероховатую поверхность. Будучи набита краской, такая доска дает на отпечатке сплошной черный глубокий цвет. Если же по такой доске провести шабером, то окажется, что чем более сглажена поверхность, тем менее краска удержится на этом месте после вытирания доски перед печатью и тем светлее будет оттиснутый тон. При помощи черной манеры можно получить чрезвычайно мягкие формы рисунка.

В некоторых случаях при изготовлении углубленной гравюры на металле, главным образом на меди, применяют способ травления. Чистую форму протравленной доски – офорт - очень часто неправильно называют гравюрой, хотя в этой технике собственно гравирования, т. е. механического удаления металла, не происходит и последнее заменено в данном случае химическим растворением его кислотой - крепкой водкой (eau forte). Гравирование штампов и сургучных печатей производится штихелями и сверлами на стальной, предварительно отпущенной болванке, которая потом закаливается. Для удобства гравирования печать или иной какой-либо предмет зажимается в специальную шарообразную железную колодку, которая, обладая большим весом (до 15 кг), позволяет легко поворачивать обрабатываемую поверхность в желаемых направлениях фиг. 5).

Шарообразная железная колодка для гравирования

Механическое гравирование. Гравировальные машины по своей конструкции разделяются на два типа: в одном - гравер непосредственно управляет движением резца, в другом - резец передвигается при помощи движения по шаблону, причем особое приспособление служит для пропорционального уменьшения формы или для изменения вертикального движения в горизонтальное. Гравировальные машины или дают совершенно законченную гравюру, готовую для печати, например, на дереве или литографском камне, или же рассчитаны на добавочное травление черты, нацарапанной алмазом на красной меди, хотя незначительная нагрузка алмазного штифта грузиком в 100 г дает уже достаточную для принятия краски глубину штриха. Простейшая гравировальная машина (фиг. 6) состоит из двух параллельных призматических направляющих А, расположенных над металлической доской или камнем; по ним ходит тележка с передвигающимся в ней держателем В, в котором зажимается штифт с алмазом на конце.

Простейшая гравировальная машина

Движениями алмаза в направлении, перпендикулярном направляющим, управляет микрометрический винт, автоматически поворачивающийся на необходимый угол при возвращении тележки назад. Такой машиной можно гравировать только параллельные линии. Более сложные операции осуществляются движением стола, на котором укрепляется гравюра под алмазом; это движение м. б. вращательным или смешанным (вращательным и прямолинейным), чем достигается гравирование окружностей, эллипсов и их пересечений.

Схема устройства вращающегося стола

Схема устройства вращающегося стола приведена на фиг. 7, дающей вид на эту деталь снизу: А - шпиндель, на котором вращается рама В с ходящим по параллелям столом С; D - касательные планки (хомут), охватывающие подвижный эксцентрик Е; винт F изменяет эксцентриситет; при концентрическом положении эксцентрика относительно оси шпинделя точки стола описывают концентрические окружности, при смещении - эллиптические кривые. Дальнейшее усложнение движения стола получается введением дополнительных передач в виде системы шестерен, создающих чрезвычайно сложные гармонические движения, вычерчивающие в результате сетки или розетки, которые печатают, например, на денежных знаках, - так называемая гильошировка, откуда эти машины и называются гильоширными (фиг. 8 и 9).

Машина гильоширная

Машина гильоширная

Гравировальная машина для дерева (торцового) имеет специальный держатель для резца: резец, квадратного или ромбического сечения, заточен, как грабштихель; перед его острием имеется вертикальный тупой штифт - ограничитель глубины, устанавливаемый на желаемую глубину штриха. При движении назад резец свободно приподнимается и лишь касается поверхности доски.

Гравировальные машины второго типа требуют, раньше всего, приготовления шаблона. Последний, в зависимости от типа машины и назначения гравюры, приготовляется вручную, или фотомеханическим путем, или гравировальной машиной. Шаблон всегда делается в большом масштабе, чем обеспечивается точность окончательной формы, в чем гл. обр. и заключается назначение такой машины. Когда шаблон готов, машина устанавливается на определенное уменьшение с помощью пантографа, являющегося главной составной частью такой машины. С одной стороны пантографа находится острие осязателя на черте шаблона, с другой - острие алмаза на загрунтованной восковым лаком медной доске. Движение осязателя повторяется в пропорционально уменьшенном виде на граверной доске. Рельефная гравировальная машина, имея в качестве шаблона барельеф, орнамент, медаль или монету, преобразует движение осязателя по рельефу, производя ряд согласных кривых на плоскости гравируемой алмазным штифтом доски; в результате получается светотеневое графическое изображение этого рельефа.

Рельефная гравировальная машина

Машина представлена на фиг. 10: столы А, с рельефным оригиналом, и В, с гравируемой доской, двигаются согласованно в разные стороны одновременно; рычаг осязателя С при движении стола А получает, благодаря рельефу, движение в вертикальной плоскости, которое и передается рычагу D с гравирующим штифтом, двигающимся уже в горизонтальной плоскости; микрометрический винт Е передвигает тележку с рычагами, устанавливая расстояния между рядами параллельных сечений поверхности рельефа, проходимых острием осязателя.

К гравировальным машинам до известной степени м. б. отнесены и машины, работающие сверлом или фрезером (фиг. 11).

К гравировальным машинам до известной степени м. б. отнесены и машины, работающие сверлом или фрезером

Простейший вид такой машины - вертикальный фрезер на двуплечем горизонтальном рычаге, которым пользуются в цинкографском производстве, чтобы высверливать белые места цинкографского клише, вместо того чтобы травить их кислотой. Этим фрезером можно пользоваться для той же цели и в ксилографии. В соединении с механическим пантографом такой фрезер может по выпуклому шаблону гравировать пунсон.

Для уменьшения рисунка в гравировальных машинах пользуются, кроме пантографа, также и принципом неравноплечего рычага

Для уменьшения рисунка в гравировальных машинах пользуются, кроме пантографа, также и принципом неравноплечего рычага (фиг. 12): рычаг, имеющий на нижнем конце осязатель, ходящий по шаблону, верхним концом передвигает стол, покоящийся на трех шариках; гравируемая доска устанавливается на столе под неподвижной иглой или фрезером. С помощью особого кронштейна, передвигаемого по кремальере винтом, можно изменять отношение плеч рычага и таким образом получать требуемый масштаб.

Ювелирное гравирование (монограммы, украшения) исполняется теми же штихелями; для гравирования на стекле применяется алмаз.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 - 1929 г.