積木鼻祖—樂高總是給了我們無限可能。不僅是孩子,大人們也經常沉浸在樂高中無法自拔,畢竟,它真的無所不能。
如果你正好喜歡樂高,那下面這個由 Bill Hammack 帶來的樂高背后的故事,一定會合你的胃口。
在塑料問世前,臺球可是一項奢侈的運動。
起初,臺球是由象牙制成的。據統計,18世紀的英國每年僅僅因為制作臺球就需要獵殺上萬頭大象;而當19世紀這項運動在美國風靡之后,臺球制造商們的原料越來越難獲得了。于是一位老板振臂高呼:“誰能發明一種可以代替象牙的制作臺球的材料,就將得到1萬美金的獎賞!”
1869年,被后人尊稱為“美國塑料工業之父”的約翰.海阿特發現,加入樟腦后的硝化纖維,在熱壓下能變成各種形狀,可以用來制作臺球,同時把這種材料命名為“賽璐璐”。從此,比象牙廉價的賽璐璐讓臺球成為了一項平民化的游戲。
在傳統的塑料產品生產流程中,產品設計師要首先將設計方案交給模具設計師,后者設計相應的模具;模具實物制作完成后,工程師以注塑的方式進行試驗,這被稱為試模,然后才能把模具投入到塑料產品的生產過程中。試模過程中一旦發生問題,不僅需要重新設置工藝參數,如熔體溫度、注入壓力、冷卻液溫度等,甚至還需要修改模具和產品的設計方案。這種依靠試驗、修改、再試驗的反復“試錯”過程必定增加前期的研發成本,延長產品投入市場的周期。
樂高的精細而又大規模的生產注定了這種傳統方法是不可取的。因此制造者巧妙修改了注塑機的工作進程,運用到下述注塑成型技術。
注塑成型(Injection Molding ):是指有一定形狀的模型,通過壓力將融溶狀態的膠體注入模腔而成型。工藝原理是:將固態的塑膠按照一定的熔點融化,通過注射機器的壓力,用一定的速度注入模具內,模具通過水道冷卻將塑膠固化而得到與設計模腔一樣的產品。主要用于熱塑性塑料的成型,也可用于熱固性塑料的成型。
注射過程一般包括:加料——塑化——注射——冷卻——脫模。
樂高使用的原料是ABS顆粒,它們首先被真空干燥處理。生產過程中,這些顆粒經過管道進入注射成型機,機器使用的模具精度非常高,誤差僅為0.002mm。
機器在溫度232攝氏度時將顆粒熔解,然后將熔解的ABS注射到模具中并施加25至150噸的壓力。大約7秒鐘后,嶄新的樂高積木冷卻并落到輸送帶上。它們到達輸送帶的盡頭后,將落入一個箱子中。
箱子裝滿后,成型機向機器人發出信號,機器人就會搬起箱子并把它送到裝配車間。在裝配車間里,機器要將圖案壓印到積木上,裝配需要多塊樂高組件,如迷你人型,機器通過對特定的組件精確地施加壓力進行裝配。
樂高積木是一個典型的注塑成型技術應用的例子,你可以在樂高積木的表面上看到注塑成型的痕跡。
再看樂高積木的背面,圖中紅色的所標出的就是脫模頂銷痕
從外面看,樂高積木表面呈90°
當你把單個的樂高積木剖開來,你會發現其內部中間的兩根卻有1.5°的傾斜,正是這種設計使得樂高積木能夠從模具中取出
Parting lines(分型線)是在模具的底部
不僅僅是樂高,快速在你的桌面上搜尋一下,是否會找到一些采用注塑成型工藝制作而成的小玩意呢?甚至計算機的某些部件也采用了這樣的工藝。事實上,制造業幾乎完全依賴
于這項技術,尤其是涉及到需要依靠嚴格精密的設計才能存活的玩具。
完整視頻在這里,你可要耐心看下去,對注塑成型技術講的很透徹,全是干貨。
圖片| gizmodo