Rekonstruktion bronzezeitlicher Gießereitechniken mittels numerischer Simulation, gießtechnologischer Experimente und werkstofftechnischer Untersuchungen an Nachguss und Original

Wirth, Monika; Sahm, Peter R.

doi:716

Rekonstruktion bronzezeitlicher Gießereitechniken mittels numerischer Simulation, gießtechnologischer Experimente und werkstofftechnischer Untersuchungen an Nachguss und Original

Wirth, Monika (Author)

2003

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Monika Wirth

ImpressumAachen : Shaker 2003

UmfangGetr. Zählung

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2002

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Sahm, Peter R. (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2002-07-17

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-7166
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/59228/files/Wirth_Monika.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik (500000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Bronzezeit (Genormte SW) ; Bronzebeil (Genormte SW) ; Gießen <Urformen> (Genormte SW) ; Rekonstruktion (Genormte SW) ; Technische Chemie (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 660

Kurzfassung
Archäologische Funde interessieren uns nicht nur als Ausstellungsobjekte. Erkenntnisse über ihre technischen Eigenschaften und den Herstellungsprozeß gewähren uns vor allem Einblicke in die Handwerkskunst, das Leben und den Entwicklungsstand unserer prähistorischen Vorfahren. Fundsituation, Erhaltungszustand und konservatorische Restriktionen ermöglichen jedoch oft nur selektierte Untersuchungen und archäologische Experimente, sodass systematische und technisch fundierte Arbeiten bisher selten blieben. Hier bietet die Bronzezeit, aus der im Gegensatz zu anderen Zeitperioden zahlreiche, meist gegossene, Metallgegenstände überliefert sind, eine sowohl in archäologischer als auch in technischer Hinsicht außergewöhnlich gute Forschungssituation. Vor allem die einheimischen Bronzeobjekte zeugen von einem weit entwickelten Metallhandwerk. Die Untersuchungen dieser Arbeit richten sich insbesondere auf die Gießerei- und Schmiedetechnik der in der Bronzezeit gebräuchlichen Randleisten- und Lappenbeile sowie den Einsatz und die Herstellung ihrer Gußformen aus Lehm, Stein und Bronze. Ein abschließendes Kapitel behandelt die Herstellung bronzezeitlicher Schwertgriffe, mit denen ein Objekt berücksichtigt wurde, dem neben der praktischen auch eine repräsentative Aufgabe zukam. Äußere Merkmale wie Bearbeitungsspuren oder Gußfehler geben meist erste wichtige Hinweise auf die Herstellungsweise der Originale. Weitere Details verraten Untersuchungen der inneren Strukturen wie Porositätsausbildungen oder Kornverteilungen. Hierbei werden zum Erhalt des Kulturgutes möglichst zerstörungsfreie Methoden, z. B. die Röntgenographie, eingesetzt. Simulationen des Formfüll- und Erstarrungsvorgangs ermöglichen auf unkomplizierte Weise, gießtechnisch relevante Parameter wie Gießzeit, Anschnittsystem, Formmaterial oder Gieß- und Formtemperatur im für die Bronzezeit wahrscheinlichen Rahmen so lange zu variieren, bis das Erscheinungsbild des Originals optimal angenähert ist. Ergänzende Gießversuche verifizieren die aus den Objektuntersuchungen und der Simulation erhaltenen Erkenntnisse und erschließen die über die Simulation nicht zugänglichen Bereiche wie Formaufbau, Schmelztechnik und Nachbearbeitung. Über die systematische Hinterfragung der Entstehung einzelner Objekte konnten mit Hilfe moderner Methoden der Gießereiforschung weitreichende Erkenntnisse zu den bronzezeitlichen Herstellungsprozessen gewonnen werden. In Verbindung mit den Ergebnissen aus den archäologischen Recherchen eröffnen sich darüber hinaus auch Einblicke in die zeitlichen und räumlichen Entwicklungen, sowohl des bronzezeitlichen Metallhandwerks als auch der bronzezeitlichen Gesellschaft. Letzterer können wir neben einem bereits großen technischen Wissen und der Beherrschung komplizierter Fertigungsverfahren ein Streben nach effizienten Lösungen bescheinigen.

Archaeological findings normally arouse our interest in well arranged exhibitions. But thorough knowledge about their technical properties and their production process can reveal hidden secrets about the handcraft, the living and the social evolution of our prehistoric ancestors. Unfortunately the finding situation as well as the state of conservation and restrictions due to aspects of preservation often only allow very strictly selected investigations and archaeological experiments. Thus, until now there are only few systematic and technically reliable studies within this field. At this point, in contrast to other prehistoric periods, our knowledge about the Bronze Age takes advantage of a big amount of preserved, mainly casted metal artefacts. This circumstance provides an unusually good bases for archaeological and technological research. Especially the local bronze objects testify a well developed metal handcraft. This thesis basically investigates the casting and forging technology of flanged and winged axes. Both were common in the Bronze Age. Further researches are treating the use and production of the casting molds, made from clay, stone and bronze. A final chapter covers the production of Bronze Aged sword handles, objects that in addition to their practical use were also worn for representative reasons. Surface characteristics like working traces or casting defects often give first useful hints about the production process of an original artefact. Further details are revealed by investigations on inner structures like the development of porosity and grain distribution. Here, with respect to the preservation of the cultural treasure, mostly non-destructive research methods are applied, for example the X-ray photography. Virtual casting or, strictly speaking, the computer aided calculation of the mold filling and the subsequent solidification process offers an uncomplicated tool to alter most technologically relevant casting parameters until the expected results are approximating the original's appearance. These parameters can be the casting time, the gating system, the mold material or the casting and mold temperature. Complementary casting experiments verify the results gained from the investigations on the objects and the simulations. Further more they give assessment to the fields that cannot be covered by simulations, such as molding and melting techniques and surface finishing. Using up to date scientific investigation methods of casting technology, these systematic investigations of the production of single artefacts could reveal hidden secrets and new aspects of Bronze Aged metal handcraft. Furthermore, in correlation with the results obtained by archaeological researches this knowledge also gives insight in the chronological and local developments of both, technology and society of the Bronze Age. Obviously our prehistoric ancestors already had good technological knowledge and readiness in sophisticated production processes, always aiming towards efficient solutions.

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