ONTWERP TOT STEMPEL

 

Van ontwerp tot stempel.

Dit verhaal is een uittreksel uit het artikel 'van ontwerp tot stempel' door Margo Bos van 's Rijks Munt.

 

Munten, penningen, medailles - iedereen weet hoe ze er uitzien. Maar hoe worden ze gemaakt? en wat is er voor nodig?

Er is heel wat werk aan de winkel voordat munten of penningen kunnen worden geslagen. Om te beginnen moeten er stempels komen. Een (munt)stempel is een stalen gereedschap met een afbeelding die in een metalen plaatje wordt overgebracht door een (munt)pers. De kwaliteit van dit gereedschap is heel bepalend voor de kwaliteit van het eindprodukt. Bij 's Rijks Munt wordt hieraan erg zwaar getild. De vervaardiging van stempelgereedschap en stempels vindt dan ook in beginsel volledig binnen eigen bedrijf plaats.

De werkzaamheden in het wordingsproces van ontwerp tot stempel, zijn gewoonlijk aan ieders blikveld onttrokken. In dit verhaal zetten we die veelomvattende eerste stap op het pad naar een nieuw produkt eens in de schijnwerpers. Het is een proces met twee gezichten: er komen moderne technieken en machines aan te pas, maar er is ook een aanzienlijk stuk werk dat nog is omgeven met een oud-ambachtelijk aureool.

Eerste fase: het ontwerp.


Waar begint het mee? Een idee ... een schets ... een ontwerp ...
Een prachtig en perfect ontwerp op papier is op zichzelf geen garantie voor een mooie munt of penning. Een afbeelding ziet er in glimmend metaal heel anders uit dan op wit papier. Een ontwerp moet echter ook voldoen aan een aantal eisen die te maken hebben met de productie procedure. Bij de graveurs wordt dan ook eerst kritisch gekeken naar de technische uitvoerbaarheid. Verschillende factoren spelen daarbij een rol:
Om technische redenen kan het derhalve gebeuren dat een ontwerp door de graveurs in overleg wordt aangepast of gewijzigd.
Daarnaast houden de graveurs zich ook bezig met het uitwerken van een idee of schets tot een gereed ontwerp.
Uiteindelijk moet er een werktekening op tafel komen. Het formaat van die werktekening is in de regel vier keer de afmeting van het eindproduct (verhouding 4:1). Vervolgens worden de verschillende elementen van het ontwerp afzonderlijk overgetekend op transparant papier.
Het papier werk is dan gedaan.

De werktekening.

 

Tweede fase: de modellen.


Nu volgt een tijdrovend en uiterst precies karwei. De afbeelding wordt van het transparante papier in spiegelbeeld overgetekend op een vlak stuk gips. Vervolgens wordt er een dimensie toegevoegd aan het ontwerp: de graveurmodelleur werkt het ontwerp in reliëf uit in het gips (inwaarts). Hij doet dat handmatig met behulp van gipsijzertjes. De diepte van de gravure moet nauwlettend in het oog worden gehouden: de maximum reliëfhoogte op de munt of penning mag een tiende millimeter zijn ten opzichte van het fond (bij relatief zacht materiaal - zoals zilver - is de marge iets ruimer). Werkend in de verhouding 4:1 moet de graveur dus het hele reliëf van de gravure in het gips verwerken in 0,4 mm.

Het gipsontwerp.

Zo worden alle onderdelen van het ontwerp met reliëfhoogteverschillen uiterst secuur met de hand in het gips uitgewerkt. De elementen met een vaste reliëfhoogte (letters, parelrand) worden met sjablonen via een pantograaf (een graveermachine) in spiegelbeeld in het gipsmodel overgebracht.

Als het gipsmodel compleet is en tot in de kleinste details is afgewerkt, wordt een afgietsel  in flexibel rubber gemaakt (opwaarts). Dit model wordt in een enigszins holle schaal gelegd; daarvan wordt vervolgens een bol gipsmodel gegoten (inwaarts). De uiteindelijke productiestempels moeten een weinig bol zijn omdat het aanpersen van het metaal tijdens de muntslag dan vloeiender verloopt. Met andere woorden: het metaal vloeit dan gemakkelijker in de gravure. De mate van bolling is afhankelijk van het ontwerp en het te gebruiken muntmetaal.

Afgietsel in rubber.


Van dit gipsmodel wordt weer een afgietsel gemaakt (opwaarts), dit keer in kunststof met een harde, slijtvaste oppervlaktelaag. Dat is nodig omdat dit model wordt gebruikt in de volgende fases bij het verkleinen.
Tenslotte worden met de hand de laatste details in dit model bijgewerkt.

 

Derde fase: het poinçoen.


In dit stadium maken we de stap van modelformaat naar productafmeting; er moet dus verkleind worden. Het verkleinen vindt direct in staal plaats en levert het moederstempel op, in de vaktaal 'poinçoen' genoemd. Een poinçoen is een stempel van gehard staal met  een opwaarts reliëf, dat dient om productiestempels te persen.

De reductiemachine.



Hoe gaat dit verkleinen in zijn werk? Dat gebeurt op een reduceerbank of reductiemachine. Die machine heeft een vaste arm; aan het ene uiteinde bevindt zich een zogenaamde 'taster' die het model aftast, aan het andere uiteinde zit een freesje, dat in staal snijdt. De taster wordt precies op het middelpunt van het model geplaatst, het freesje op het middelpunt van het bovenvlak van een cilindervormig stuk 'zacht' staal.
De reduceerbank wordt ingesteld op de gewenste verhouding. Bij een verhouding van 4:1 betekent dit, dat de gravure vier keer verkleind moet worden aangebracht in het staal. Als de machine draait, werkt de taster in buitenwaartse richting het langzaam draaiende model af; aan de andere kant van de arm neemt het freesje de bewegingen verkleind over en 'kopieert' zo elk detail in het staal. Dit proces wordt twee keer uitgevoerd:

De gravure is nu duidelijk overgebracht op het staal en wordt zorgvuldig onder de stereoloupe gecontroleerd. Waar nodig wordt dit poinçoen in spe door de graveur met de hand bijgewerkt met behulp van graveerstekers, beitels slijpsteentjes en ponzen. Zijn taak is dan grotendeels volbracht.

Het stempel gaat vervolgens naar een speciale ruimte, de hardkamer. Daar krijgt het staal een behandeling om de nodige hardheid te bewerkstelligen. Dat gebeurt door verhitting tot 800 a 900 graden Celcius, gevolgd door snelle afkoeling. Die 'schrik'reactie resulteert in de harding. Tenslotte moet het stempel nog worden 'ontlaten', dat wil zeggen spanningsvrij worden gemaakt, anders is de kans groot dat het gaat scheuren.
Na deze bewerking is het poinçoen gereed.

Vierde fase: de productiestempels.


In de Stempelmakerij worden de productiestempels ten behoeve van de muntslag vervaardigd. De standtijd van stempels - dat is het aantal munten of penningen dat met 1 stel stempels kan worden geslagen - varieert, al naar gelang de gravure, het gebruikte metaal, de gewenste oppervlaktekwaliteit (circulatie, fdc, proof), etc. Kortom: tijdens de muntslag treedt slijtage op, zodat gewoonlijk meerdere stempels nodig zijn.

De productiestempels worden uit het poinçoen 'getrokken', zoals men dat bij 's Rijks Munt noemt. Het komt er op neer dat de gravure van het poinçoen met een hydraulische pers inwaarts in een cilindervormig stuk 'zacht' metaal wordt geperst. De officiële benaming van deze bewerking is 'hobben'. Het staal (stempelprop geheten) is voorbewerkt in een flauwe  punt aan een der uiteinden.

De productiestempels worden vervolgens gedraaid in de vorm die nodig is om ze in de muntpers te kunnen bevestigen. Om de vereiste hardheid te verkrijgen worden de stempels daarna in de hardkamer behandeld op dezelfde wijze als het poinçoen.

De volgende stap moet weer handmatig worden uitgevoerd; de stempels worden afgewerkt in de gewenste kwaliteit van het eindproduct. Stempels voor circulatiekwaliteit worden opgeslepen, stempels voor fdc-produkten worden eerst gepolijst en daarna zacht gematteerd en stempels voor proof-produkten worden hoogglans gepolijst en gematteerd.

Tenslotte worden de stempels ter verhoging van de duurzaamheid hardverchroomd: langs elektro- chemische weg wordt een dunne, doch zeer harde en sterke chroomlaag op het staal aangebracht. De laatste afwerking wordt met de hand uitgevoerd. Na deze bewerking kunnen de productiestempels naar de muntfabriek.

(  bron http://www.numismania.cyberforce.nl/ )