2006-10

TROCHĘ TECHNOLOGII

Zacznę od cytatu. Wmontuję w tych kilka zdań odnośniki, które pomogą nam później w analizie tekstu

"Model monety wyrzeźbiony w dużym formacie w plastelinie (1), po odlaniu w gipsie (2) i wycyzelowaniu oceniany jest wraz z innymi projektami przez sąd konkursowy. Wybrany model zatwierdza do realizacji minister finansów.

Teraz odlew gipsowy odlewa się w metalu (3), starannie cyzeluje, po czym maszyna redukcyjna z mikroskopową dokładnością zmniejsza model do wielkości pośredniej (4). Ten półfabrykat po zahartowaniu ulega w maszynie redukcyjnej ponownemu zmniejszeniu do właściwej wielkości monety. Powstaje tzw. patryca (5), z której wytłacza się kolejno matrycę I (6), matrycę II (7) i wreszcie ostatecznie stempel menniczy (8)."

Cytat pochodzi z książki Tadeusza Kałkowskiego "Tysiąc lat monety polskiej". Prześledźmy poszczególne etapy powstawania monety, pomijając fragment dotyczący konkursu i zatwierdzania wzoru monety. Nie zawsze jest konkurs, nie zawsze decyduje minister finansów.

1. Pierwszy model monety, w czym by nie był rzeźbiony - w glinie, plastelinie czy innym tworzywie, jest modelem pozytywowym. To, co na monecie ma być wypukłe, jest wypukłe i na modelu. Napisy można czytać normalnie, a nie w odbiciu lustrzanym.

2. Odlew gipsowy jest odwrotnością modelu, czyli jego negatywem. Gips po stwardnieniu można cyzelować, to znaczy poprawiać szczegóły rysunku przy pomocy specjalnych rylców i skalpeli, a także wygładzać powierzchnie, zwłaszcza te płaskie. Pan Kałkowski pisał swoja książkę w latach 60-tych XX wieku. Teraz zamiast gipsu stosuje się odlewy z żywic epoksydowych albo podobnych materiałów.

3. Następny odlew znowu jest pozytywowy. Dawniej wykonywano go w metalu, bo powinien być odporny na uszkodzenia i zniekształcenia. Takiej odporności nie ma ani plastelina, ani gips. Teraz i ten odlew wykonuje się z żywic epoksydowych. Metal, a także odlewy epoksydowe również poddaje się obróbce udoskonalającej - cyzelowaniu. Kiedy taki model jest już gotowy, w ruch idzie maszyna redukcyjna. Cóż to takiego? Urządzenie oparte na znanym od wieków przyrządzie rysunkowym zwanym pantografem. Kiedy jednym z ostrzy pantografu obrysowuje się wybrany wzór (litera, rysunek), jego drugie ostrze kreśli ten sam wzór w skali ustalonej przez stosunek odległości ostrzy od osi obrotu. Pantografem można wzór powiększać albo zmniejszać. Wszystko to odbywa się oczywiście na płaszczyźnie - w dwóch wymiarach. Maszyna redukcyjna odtwarza wzór przestrzenny, co oznacza, że "na wyjściu" pojawia się nie rysunek, a płaskorzeźba. Ważne jest, aby wiernie przenieść wszystkie istotne szczegóły projektu monety. Przy okazji gubią się szczegóły nieistotne - drobne nierówności, których nie sposób uniknąć przy ręcznej pracy nad modelem, który ma przecież 30 do 45 centymetrów średnicy. Powstający w maszynie półfabrykat jest też pozytywowym wizerunkiem monety!

4. Dlaczego proces redukcji rysunku dzieli się na dwa etapy? Dla osiągnięcia wymaganej precyzji w otrzymaniu rysunku o zaplanowanych wymiarach - to po pierwsze. Po drugie, dla wyeliminowania wspomnianych już drobnych odchyłek kształtu od ideału. Po zahartowanym modelu (4) ostrze odwzorowujące maszyny redukcyjnej może przesuwać się pod większym naciskiem, a to sprzyja wierności odwzorowania. W amerykańskiej literaturze tematu wyczytałem, że proces redukcji bywa czasem powtarzany, dla uzyskania lepszej wyrazistości szczegółów rysunku. Po tej operacji mamy pozytywowy model monety w skali 1:1 nazwany przez T. Kałkowskiego patrycą. Amerykania nazywają to narzędzie mennicze "master hub".

5. Patryca jest metalowym prętem o średnicy około 50 mm, zwężającym się z jednej strony do średnicy zaplanowanej dla monety. Patryca z rysunkiem monety zostaje utwardzona i umieszczona w prasie hydraulicznej naprzeciw podobnego metalowego (stalowego) pręta z gładką powierzchnią czołową. Pod naciskiem kilkuset ton, relief patrycy jest wtłaczany w matrycę - negatywową oczywiście. Przenoszenie wzoru monety na matrycę też odbywa się wieloetapowo. Po każdym etapie (mogą być dwa, albo więcej) matryca jest zmiękczana (odpuszczana) termicznie. Po zmiękczeniu matrycy, patryca ponownie jest w niej odciskana, co umożliwia dokładne odwzorowanie najmniejszych detali rysunku monety. Tak powstaje matryca I, czyli po amerykańsku "master die". Zazwyczaj z patrycy wykonuje się jedną albo dwie matryce I.

6. Analogiczną metodą z matrycy I otrzymuje się matrycę II - tym razem pozytywową. Tu widać pewną niekonsekwencję polskiej terminologii - to narzędzie Amerykanie nazywają "working hub". Naszym odpowiednikiem powinna być "patryca robocza".

7. Matrycą II (patrycą roboczą) produkuje się właściew narzędzie służące do bicia monet, a mianowicie stemple "working dies" negatywowe.

Z jednej partycy mamy dwie matryce I, z nich po kilka lub kilkanaście matryc II, a z nich po kilkadziesiąt lub kilkaset stempli. Jeśli stempli ma być więcej, a tak bywa przy wielomilionowych nakładach monet, to możliwe jest wprowadzenie etapów pośrednich (matryca III i IV). Teoretycznie, kiedy wszystko odbywa się idealnie i bez zakłóceń, wszystkie otrzymane stemple powinny być identyczne, ale jak powszechnie wiadomo, praktyka nie zawsze podąża drogą wytyczoną przez teorię. Kiedy tak się dzieje?

Na każdym z etapów oznaczonych (6), (7) i (8) para patryca/matryca albo matryca/stempel trafia pod prasę więcej, niż jeden raz. Wystarczy minimalne wzajemne przesunięcie albo obrót i pewne elementy rysunku ulegają zdwojeniu. Na etapach (6) i (7) kontrola jakości jest tak wnikliwa, że tego typu usterka jest eliminowana. Na etapie wykonywania stempli czasem (bardzo rzadko) stempel ze zdwojonymi fragmentami rysunku trafia do prasy i sa nim bite monety. Powstałe w ten sposób monety za oceanem nazywa się "doubled die". Klasycznym amerykańskim przykładem takiego błędu jest część jednocentówek z rocznika 1955, a wśród monet polskich niektóre złotówki z roku 1985.

Niezwykle rzadko zachodzi potrzeba powtórzenia całego procesu - od etapu (4). W roku 1917 zdarzyło się to w mennicy w Stuttgarcie, co doprowadziło do powstania wariantu dziesięciofenigówki Królestwa Polskiego nazywanej "napis blisko rantu".

Zdarza się też, że jedno z pośrednich narzędzi, np. matryca II ulega drobnemu uszkodzeniu. Drobnemu na tyle, że nie opłaca się powtarzać całej kosztownej operacji od początku, tylko dokonuje się naprawy narzędzia na przykład rzeźbiąc w nim zniszczony detal. Można to obserować na srebrnych monetach Słowacji z czasów II Wojny Światowej.

W przypadku monet obiegowych, z kolejnymi latami emisji zmieniają się tylko jedna, dwie lub trzy cyfry daty. Wydawało by się, że nic prostszego, jak przygotować matrycę I z pustymi miejscami na cyfry daty właśnie i odpowiednie modyfikacje wprowadzać na dalszych etapach. Niestety, a może na szczęście, trwałość narzędzi menniczych (patryc, matryc, stempli) jest ograniczona i patryc trzeba wykonywać więcej, czasem nawet co roku. Dzięki temu tak łatwo demaskuje się fałszerstwa pięciogroszówki z 1934 r. Innym efektem są zmiany w projekcie, czasem nawet daleko idące. Wystarczy porównać piątki w roczniku obiegowych dwuzłotówek:

Na modelu monety, a co za tym idzie i na patrycy, bardzo często nie umieszcza się znaku mennicy. Znak pojawia się dopiero na matrycy II i z reguły jest na nich nabijany ręcznie. Dlatego nie zawsze udaje się umieścić go w tym samym miejscu i z taką sama siłą, co powoduje, że niektóre monety z tego samego rocznika różnią się położeniem znaku mennicy - np. dwudziestogroszówka z roku 2004.

O tym jak odróżnić zdwojony stempel (doubled die) od podwójnego bicia, napiszę w następnym odcinku.

Tekst został napisany 27 czerwca 2002 i jest nadal dostępny na e-numizmatyka.pl

https://e-numizmatyka.pl/portal/strona-glowna/monety/lista-artykulow/Troche-technologii.html