Metalstøbning i sen bronzealder

Under udgravning på lokaliteten Galgedil ved Otterup på Nordfyn blev der fundet en grube, sandsynligvis oprindeligt gravet for at nå det fine glimmer/kvartssand, der i dag kun ligger ca. 40 cm under overfladen. Sandet er velegnet til det inderste lag i bronzealderstøbeforme, hvis magring netop udgøres af samme type sand. Gruben var senere blevet fyldt op med affald, fortrinsvis fra støbeprocessen: aske, brugte og ituslåede støbeforme, digelfragmenter, ildskørnede granitsten, flint, knogler og itubrudt keramik, samt et fåtal blåmuslingeskaller. Mellem affaldet var der også enkelte redskaber i form af en benpren og en hjortetakøkse samt en råstøbt genstand i kobberlegering.

Ufærdig holstensk "Dreipass" støbt på Galgedilpladsen.

Fundene fra gruben er et entydigt udtryk for støbevirksomhed på stedet. Ud fra fundmaterialet må støbningen have foregået i bronzealderens slutning, nærmere bestemt periode VI, tiden mellem 700 – 500 f. Kr (Jensen 1995).

For at kunne fremstille en støbeform i lermateriale er en model nødvendig. For at danne formens støbehulhed skal modellen kunne fjernes igen.

Dette er muligt efter to hovedprincipper: Enten ved hjælp af en fast model, der presses ind i det bløde og fugtige formmateriale, for efter passende tørring at fjernes igen, eller ved hjælp af et materiale, der efter indpakning i og tørring af formmaterialet kan smeltes ud.

Faste modeller fra bronzealderen kendes ikke, hvorfor man må overveje et modelmateriale, der kan smeltes ud af støbeformen.

Her er det nærliggende at vælge bivoks, der er et materiale, der til alle tider og steder (også i dag) har været anvendt som modelmateriale i forbindelse med fremstilling af forme i lermateriale. En anden mulighed er harpiks. Specielt voksmodeller kan fremstilles som unika ved formning, men denne fremstillingsprocedure lader i bronzealderen til at have været sjældent anvendt, dog mere almindeligt i bronzealderens senere del. En mere udbredt fremstilling lader til at have foregået ved støbning.

Oplægning af formrester til en "brillehalsring". Formen er brændt, men støbningen er mislykket. Formen viser, at ringen først blev vredet efter støbningen, både midterdel og afslutninger.

Bronzealderens støbeforme til metalstøbning blev fremstillet af to typer formler; inderst mod modellen et kun få mm tykt lag magret med fint kvartssand, yderst flere og tykkere lag magret med grus, begge typer uden iblanding af organisk materiale. Hvilken type ler, der har været anvendt til formene fra Galgedil, og hvorfra det stammer, vides ikke, heller ikke hvorfra gruset stammer. En stor del af fundet udgøres af ubestemmelige formfragmenter af begge typer.

Digelfragmenterne stammer alle fra bronzealderens flade, åbne digel, men fra forskellige digler af forskellige størrelser De viser forglasninger på den konkave inderside, sommetider i flere lag (flere smeltninger), kobberlegeringen[1] har været smeltet med lufttilførsel ovenfra ved hjælp af et vinkelbøjet "avlrør" (Thrane 1993). På sådanne avlrør kan der ikke iagttages smeltet overflade, hvilket fortæller at de ikke har været anbragt tæt på den høje temperatur; hvorfor en beskyttelse af bælgen (en avlsten), der var anbragt længere væk end det vinkelbøjede avlrør ikke har været nødvendig. Diglerne måtte nødvendigvis fremstilles af lokale, ikke ildfaste lerarter, som ydermere kun blev opvarmet fra den ene side. De har derfor kun kunnet holde til et fåtal af opvarmninger og nedkølinger, hvilket sandsynligvis er årsag til, at brugte og hele digler sjældent forekommer. En digel blev sandsynligvis anvendt til den brød sammen.

Såfremt der blæses for kraftigt, afkøles metallet af den tilførte luft. Hvis der blæses for svagt, kan den nødvendige temperatur ikke opnås. I begge tilfælde smelter kobberlegeringen ikke.

Bronzealderstøberens håndtering af den flade digel med smeltet metal har længe været et åbent spørgsmål, da metallet i støbeøjeblikket skal have en temperatur på mellem 1060 og 1140°C (afhængig af legeringens sammensætning)[2].

Metaltænger fra bronzealderen kendes ikke, heller ingen tangmærker på diglerne. "Tænger” i vanddrukket træ har været foreslået, men ved støbning af større genstande (f. eks. økser med en vægt på op mod 7 kilo) er denne fremgangsmåde næppe sandsynlig.

Tværsnit af den ene halvdel af en brugt støbeform fra Galgedil, hvor formens forskellige lag kan iagttages.

Opmærksomheden må henledes på Haag-fundet (Neergaard 1908), et bronzealder-støbefund, hvor der blev fundet lerklining, dog med grenaftryk af mindre diameter end sædvanligt fra husbyggeri (Neergaard 1908:318f) og uden spor af huse. Fra 1600-tallets Italien (Biringuccio 1540:288f) kendes en beskrivelse af, hvorledes man kan smelte en kobberlegering i en flettet kurv foret med ler under lufttilførsel ovenfra. Med baggrund i Haag-fundets lerklining og Biringuccios beskrivelse foreslås en variant af denne fremgangsmåde anvendt i bronzealderen. I en flettet kurv, opbygget omkring de to tynde ender i en tveje (en Y-formet gren), blev den flade digel anbragt. Kurven blev forinden foret med magret ler, der under anvendelsen blev mere eller mindre brændt, på foringens yderside ofte slet ikke (ler er en meget dårlig varmeleder). Metallet blev smeltet i diglen ved hjælp af træ eller trækul under tilførsel af luft ovenfra. Ved hjælp af tvejens tredje frie ende kunne diglen med det smeltede metal håndteres uden problemer; kun begrænset af, hvor meget støberen kunne løfte. Bronzealderens støbeforme var fremstillet som en variant af todelte forme, hvor kun formens allerinderste lag var todelt, mens de øvrige lag var lukkede. En form til en "brillehalsring" i Galgedilmaterialet er opbygget uden denne todeling af det inderste lag, måske er det årsag til, at støbningen i denne form er mislykket. Samme form viser iøvrigt, at omfattende efterbearbejdning, i form af smedning og vridning, har været nødvendig for at færdiggøre halsringen. Formmaterialet bestod af ler, sand og grus uden spor af iblanding af organisk materiale, og det var så stærkt magret, at leret kun lige akkurat kunne holde magringsmaterialet sammen.

Indersiden af den ene halvdel af en brugt støbeform fra Galgedil med plan skilleflade.

En almindelig bronzealderform er opbygget omkring en voks- eller harpiksmodel med indløbsmodel i samme materiale. Formens inderste lag, bestående af ler magret med fint kvartssand, kan være dannet af en plade form-ler (magret med grus), hvorpå der blev anbragt en tyndere plade (magret med fint kvartssand). I den herved fremkomne dobbelte plade blev modellen presset ind, hvorefter en tilsvarende plade blev lagt ovenpå den første og presset ned, så der fremkom en "sandwich" omkring modellen (mundtligt Detlef Jansen). For at få formen til at kunne modstå trykket fra det smeltede metal og hindre det flydende metal i at blive drænet væk fra formhulheden, var det nødvendigt med yderligere lukkede indpakninger; hver især bestående af én sammenhængende plade form-ler (magret med grus), der blev svøbt omkring "sandwichen", hvis kanter blev samlet ved at trykke dem sammen med fingrene. Fingermærkerne er i dag ganske tydelige. Det er almindeligt, at bronzealderforme har to til tre sådanne lag udenom den inderste "sandwich".

De fleste af støbeformene fra Galgedil viser helt plane skilleflader mellem de to form-halvdele. Det må skyldes, at bronzealderens stenforme har været anvendt til støbning af modeller og til fremstilling af støbeforme i lermateriale. Efter støbning af en vokseller harpiksmodel har stenformens ene halvdel (med isiddende model) fungeret som "modhold" under opbygningen af lerstøbeformens ene inderste halvdel. Efter delvis tørring af formmaterialet kunne den herved fremstillede formhalvdel løsnes (med isiddende model) fra stenformen, og støbeformens anden indre halvdel opbygges. Herefter blev formens ydre lag opbygget. Når genstanden skulle være hul, var en kerne i form-ler nødvendig. En kerne, der skulle indstøbes i modellen. Rester af adskillige kerner foreligger i Galgedilfundet, flere med styretappe.

En ældre bronzealder sten form i klæbersten fra Hestholm, Gamtoftesogn Baag Herred, Odense Amt.

Det er muligt at støbe kobberlegeringer direkte i stenforme, men på grund af det store arbejde med at fremstille en stenform og den store risiko for at formen brød itu under opvarmning, støbning og afkøling, er denne mulighed mindre sandsynlig.[3] For at kunne støbe smeltet voks eller harpiks i en stenform er det nødvendigt at gennemvæde formen for at undgå, at voksen eller harpiksen under størkning sætter sig uhjælpeligt fast i stenen. En del stenarter er ikke massive og kan optage vand. I dag anvendes metoden ved støbning af voksmodeller i gipsforme. Efter tørring af formen skulle så meget som muligt af voksen eller harpiksen smeltes ud og opsamles, da begge materialer formodentlig var kostbare i bronzealderen. Herefter skulle formen brændes i bål; dels for at kunne modstå temperaturen fra det smeltede metal, dels for at kunne holde til trykket fra det under støbningen. Under brænding af formen blev den resterende voks eller harpiks bortbrændt, hvilket, sammen med det glødende bål, frembragte reducerende atmosfære i formen. Den reducerede atmosfære bevirkede, at leret i formmaterialet blev sort. Formen skulle i støbeøjeblikket have en temperatur på ca. 750°C, for at hindre metallet i at størkne ved berøring med den ellers kolde formvæg. Samtidig med brænding af formen skulle metallet smeltes og opnå en temperatur på mellem 1060 og 1140°C. Form og metal skulle hver især opnå deres optimale temperaturer samtidigt.

Efter støbning af metallet fik formen lov til at køle af i luft, et forhold der kan iagttages på brugte formdele fra bronzealderen. Luftafkøling resulterer i rød- eller gulbrændte formdele, evt. med reducerende brændt indre, afhængig af formens tykkelse. Dette kunne betyde, at metaloverfladen blev iltet. Iltningen af metallet var imidlertid uden betydning, da størstedelen af bronzealderens metalgenstande fik overfladen efterbearbejdet ved slibning (mundtligt Henrik Thrane). Efter afkøling blev formen brudt eller savet af med et stykke flint (mundtligt Detlef Jansen) og genstanden kunne endelig færdiggøres ved slibning og eventuel smedning.

Materialers krympning under tørring og størkning (modelmateriale, form-ler og kobberlegering) bevirker at enhver støbt metalgenstand, fremstillet efter ovennævnte metode, bliver ca. 6 % mindre end den anvendte form. På grund af efterbearbejdningen ved slibning vil færdige metalgenstande være endnu mindre end modellen. Dette betyder, at forme og færdige genstande ikke kan sammenlignes mht. størrelse.

Noter

  1. ^ Man kan næppe ændre udtrykket eller begrebet bronzealder selvom man ikke kan tale om bronze, da forskellige kobberlegeringer blev anvendt – både tinbronzer og messinger (en legering af kobber og zink). Da disse legeringer i korroderet tilstand ikke kan skelnes fra hinanden, bør man rettelig tale om kobberlegeringer (medmindre analyser foreligger).
  2. ^ Kobberlegeringernes smeltetemperaturer (800-850°C) er ikke sammenfaldende med deres støbetemperaturer (1060-1140°C). Ved metalstøbning kræves et varmeoverskud, da metallet ellers størkner før formhulheden er fyldt ud.
  3. ^ Klæbersten (der er det mest almindelige materiale til bronzealderens stenforme) er ildfast, men skandinavisk klæbersten indeholder ofte urenheder i form af magnetjernsten og er desuden ofte lagdelt, hvorfor risikoen for sprængning af stenen under opvarmning og afkøling er meget stor

Litteratur

  • Biringuccio.V. 1540: Pirotechnia. Venedig. The Pirotechnia ofVannoccio Biringuccio.
  • Translated from the Italian with an introduction and notes by Cyril Stanley Smith & Martha Teach Gnudi, 1943. The M.I.T. Press. Massachusetts Institute of Technology. Cambridge, Massachusetts, USA and London, England. 1966.
  • Jensen, N.M. 1995: Galgedil ved Otterup. Om udgravningen af en affaldsgrube af rester af støbeforme og smeltedigler fra yngre bronzealders periode VI (700-500 før Kr fødsel). Dette bind.
  • Neergaard, C. 1908: Haag-fundet. En affaldsdynge fra en Metalstøbers Hytte fra den yngre Bronzealder. Aarbøger for nordisk Oldkyndighed og Historie 1908.
  • Thrane, H. 1993: 8 fynske bronzealderlurer og nogle lerstumper. Fynske Minder 1993.

©