Tausta
Nopat ovat välineitä, joita käytetään satunnaislukujen tuottamiseen erilaisissa sosiaalisissa ja uhkapeleissä. Noppia on tunnettu jo antiikista lähtien, ja niitä on kutsuttu vanhimmiksi pelivälineiksi. Ne ovat tyypillisesti kuution muotoisia, ja ne on merkitty yhdestä kuuteen pisteeseen kummallakin sivulla. Yleisin noppien valmistusmenetelmä on muovin ruiskuvalaminen ja sen jälkeen maalaaminen.
Historia
Noppia on käytetty pelaamiseen ja ennustamiseen tuhansia vuosia. Egyptiläisistä haudoista löydetyt todisteet ovat viitanneet siihen, että tämä sivilisaatio käytti niitä jo vuonna 2000 eaa. Muut tiedot osoittavat, että myös alkukantaiset sivilisaatiot eri puolilla Amerikkaa käyttivät noppia. Nämä nopat koostuivat eri eläinten nilkan luista. Niihin oli merkitty neljä puolta, ja niitä käytettiin todennäköisesti maagisina välineinä, joilla voitiin ennustaa tulevaisuutta. Muinaiset kreikkalaiset ja roomalaiset käyttivät luusta ja norsunluusta valmistettuja noppia. Useimpien näiden varhaisten kulttuurien nopat olivat muodoltaan ja kooltaan moninaisia. Nykyaikaiset kuutiomaiset nopat ovat peräisin Kiinasta, ja ne on ajoitettu jo vuoteen 600 eaa. Todennäköisesti Marco Polo toi ne Eurooppaan 1300-luvulla.
Nopat olivat tyypillisesti käsityönä tehtyjä ja niitä valmistettiin pienessä mittakaavassa aina 1900-luvulle asti. Muoviteknologian kehittyessä kehitettiin menetelmiä sen soveltamiseksi noppien valmistukseen. Tämä mahdollisti sen, että valmistajat pystyivät tuottamaan noppien massamääriä kustannustehokkaasti. Vuosien varrella on myönnetty useita patentteja noppien valmistusmenetelmien parantamiseksi.
Muotoilu
Vakiokuutio on kuusisivuinen muovikuutio. Kukin sivu on tyypillisesti merkitty yhdestä kuuteen pisteellä tai pisteellä. Nämä pisteet on sijoitettu siten, että vastakkaisten sivujen yhteissumma on aina seitsemän. Esimerkiksi yhden pisteen puoli on vastapäätä kuuden pisteen puolta ja kolmen pisteen puoli on vastapäätä neljän pisteen puolta. Kahden nopan pelissä nopat ravistetaan ja heitetään pinnalle. Heitettyjen noppien kuvapuoli ylöspäin olevat sivut ilmaisevat heittomäärän. Jos nopat ovat tasapainossa ja reiluja, kummallakin puolella on yhtä suuri mahdollisuus laskeutua kuvapuoli ylöspäin. Pelistä riippuen pelaaja joko siirtää nappulaansa tai kerää rahaa heittomäärän perusteella. Joitakin suosittuja uhkapelejä, joissa käytetään noppaa, ovat craps, chuck-a-luck ja pokerinoppa. Myös lautapeleissä, kuten backgammonissa, Monopolissa ja Parcheesissa, käytetään noppia.
Standardinoppia on saatavana monen kokoisina ja värisinä. Lautapeleissä käytetään yleensä paria 12 mm:n noppaa. Näitä noppia pidetään epätäydellisinä, koska niissä on pyöristetyt kulmat, jotka vähentävät satunnaisuutta. Koska näitä noppia käytetään usein lasten peleissä, ne on suunniteltava siten, että ne täyttävät tietyt lelujen turvallisuusstandardit. Kasinoissa käytetään täydellisiä noppia, jotka saattavat olla käsintehtyjä. Ne ovat yleensä suurempia kuin lautapelien nopat, ja niiden sivun pituus on 33 mm. Ne ovat punaisia, läpikuultavia noppia, joissa on tarkat reunat ja kulmat sekä valkoiset pisteet. Tämän rakenteen ansiosta näiden noppien heitot ovat suurimmalla todennäköisyydellä oikeudenmukaisia.
Erikoisnoppia valmistetaan moniin eri käyttötarkoituksiin. Joissakin tapauksissa tavallisen kuutiokuution nopan pisteet korvataan sanoilla, kuvilla tai symboleilla. Ennustusnopissa, joita käytetään tulevien tapahtumien ennustamiseen, on kullakin sivulla erilainen ennustusviesti. Pokerinoppien kummallekin puolelle on painettu korttipuoli. Sokeille on saatavilla pistekirjoituksella kirjoitettuja noppia. Joissakin peleissä tarvitaan noppia, joissa on eri määrä sivuja ja jotka voivat antaa suuremman määrän tuloksia kuin tavalliset nopat. Näissä polydice-nopissa voi olla kolmesta 20 sivuun. Niitä käytetään paljon fantasiaroolipeleissä.
Noppien valmistuksen keskeinen suunnitteluelementti on muotti. Muotti on teräkseen kaiverrettu ontelo, jolla on sen tuotteen muoto, jonka se muodostaa. Tyypillisesti muotti koostuu kahdesta kappaleesta, jotka pakotetaan yhteen ontelon muodostamiseksi. Kun muovi ruiskutetaan muottiin, se ottaa muotin muodon kovettuessaan. Koska nopat ovat kiinteitä kuutioita, tavanomaisen muotin käyttö ei ole käytännöllistä, koska niiden jäähtyminen kestäisi liian kauan. Noppien massatuotantoa varten käytetään erityistä muotinrakennetta. Tämä muotti koostuu erillisistä kammioista, jotka muodostavat nopan yksittäiset osat. Kun yksittäiset kappaleet jäähtyvät, ne voidaan pakottaa yhteen ja luoda yhtenäinen kappale. Tämän jälkeen muotti avataan ja noppa heitetään ulos. Erityisiä irrotusaineita käytetään, jotta muovi olisi helpompi irrottaa muotista. Tämä muottirakenne säästää aikaa, koska pienemmät kappaleet voivat jäähtyä nopeammin.
Raaka-aineet
Lukuisia materiaaleja on historian saatossa taottu nopiksi. Näitä ovat esimerkiksi luut, lasi, puu, siemenet ja metallit. Nykyään noppien valmistuksessa käytetyin perusmateriaali on muovi. Muovit ovat korkean molekyylipainon polymeerejä, joita valmistetaan erilaisten kemiallisten reaktioiden avulla. Jotta muovi soveltuisi noppien valmistukseen, sillä on oltava hyvä iskunkestävyys, sen on oltava helposti värjäytyvä ja lämmönkestävä. On myös toivottavaa, että se on kirkas, väritön ja läpinäkyvä. Useimmat nopat valmistetaan lämpökovettuneesta muovista. Yksi kaikki nämä vaatimukset täyttävä muovi on polymetyylimetakrylaatti (PMMA). Myös selluloosapohjaisia muoveja käytetään.
Koska polymeeri, joka muodostaa suurimman osan muovista, on tyypillisesti väritöntä, siihen lisätään väriaineita, jotta nopat olisivat houkuttelevampia. Nämä voivat olla liukoisia väriaineita tai hienonnettuja pigmenttejä. Valkoisen värin aikaansaamiseksi voidaan käyttää epäorgaanista ainetta, kuten titaanidioksidia. Muita epäorgaanisia aineita, kuten rautaoksideja, voidaan käyttää keltaisen, punaisen, mustan, ruskean ja ruskehtavan väristen noppien tuottamiseen. Orgaanisia väriaineita, kuten pyratsolonin punaista, kinakridonin violettia ja flavantronin keltaista, voidaan myös käyttää.
Muoveihin lisätään monia muita täyteaineita kestävien ja korkealaatuisten noppasarjojen tuottamiseksi. Polymeerin työstettävyyden ja joustavuuden lisäämiseksi siihen lisätään pehmitin. Pehmittimet ovat haihtumattomia liuottimia, ja niitä ovat esimerkiksi parafiiniöljyt tai glyseroli. Muovin kokonaisominaisuuksien parantamiseksi siihen lisätään lujitemateriaaleja, kuten lasikuitua. Valmistuksen aikana muovi tyypillisesti kuumennetaan. Tästä syystä on lisättävä stabilisaattoreita, jotka suojaavat muovia hajoamiselta. Lämpöstabilisaattoreina voidaan käyttää tyydyttymättömiä öljyjä, kuten soijaöljyä. Muita lisättäviä suojamateriaaleja ovat ultraviolettisuojat, kuten bentsofenonit, jotka estävät UV-säteilyn aiheuttaman hajoamisen, ja antioksidantit, kuten alifaattiset tiolit, jotka lieventävät ympäristön aiheuttamaa hapettumista. Yhdisteitä käytetään myös valmistuksen aikana käsittelyn helpottamiseksi. Näihin kuuluvat yleensä materiaalit, kuten etoksyloidut rasvahapot, silikonit tai metallistearaatit, jotka auttavat muovin irrottamisessa muotista.
Tuotantoprosessi
Minkä tahansa muotin tarkka valmistusprosessi riippuu käytetyistä perusraaka-aineista. Epätäydellisten vakionoppien massatuotannossa käytetään ruiskuvaluprosessia, jota seuraa maalaus ja pakkaus.
Muotoilu
- 1 Noppien valmistuslinjan alussa muovipelletit muutetaan nopiksi ruiskuvalun avulla. Pelletit ovat muovihelmiä, joihin on jo lisätty kaikki väri- ja täyteaineet. Ne sijoitetaan suureen säiliöön, jota kutsutaan suppiloksi, ja ohjataan hydraulisesti ohjatun ruuvin läpi. Kun ne kulkevat ruuvin läpi, ne kuumennetaan ja sulatetaan. Ruuvin päässä on levitin, joka ruiskuttaa sulan materiaalin viileään, suljettuun kaksiosaiseen muottiin.
- 2 Muotti koostuu useista kammioista, joista syntyy useita muoviosia. Muotin sisällä muovi pidetään paineen alaisena ja sen jälkeen sen annetaan jäähtyä. Jäähtyessään muovikappaleet kovettuvat. Sen jälkeen muotti avataan. Kun muotti avataan, yksittäiset kappaleet pakotetaan yhteen yhdeksi kiinteäksi kuutioksi. Koska muotti on suunniteltu asianmukaisesti, tässä kuutiossa on syvennyksiä, joista tulee pisteitä kummallekin puolelle. Tämän jälkeen kuutio poistetaan muotista, pinnoitetaan ja siirretään kuljettimella seuraavaan tuotantovaiheeseen. Samaan aikaan kaksiosainen muotti sulkeutuu jälleen, jolloin se on valmis seuraavan muotin valmistamiseen.
Värjäys ja merkitseminen
- 3 Jotta muotin valmistus saataisiin päätökseen, se voidaan pestä ja kuivata ennen lopullisten koristeiden kiinnittämistä. Ensin paikat maalataan asianmukaisesti. Erikoisnoppia varten kummallekin puolelle voidaan painaa sanoja tai kiinnittää kuvia. Myös yrityksen logoja tai muuta mainontaa voidaan käyttää. Nämä voivat olla tarroja tai pinnoitteita. Tässä vaiheessa käytettävät pinnoitteet on erityisesti suunniteltu tarttumaan muoviin ja kuivumaan nopeasti.
Pakkaaminen
- 4 Noppien lopullisesta käyttötarkoituksesta riippuen ne voidaan pakata irtotavarana lautapeleissä käytettäviksi tai yksittäispakattuina kuluttajamyyntiä varten. Lautapelejä varten nopat pakataan laatikoihin ja lähetetään pelivalmistajille kuten mikä tahansa muu komponenttimateriaali. Kun nopat myydään suoraan kuluttajille, ne pakataan yleensä muovisiin läpipainopakkauksiin, joissa on pahvinen tausta. Tällä pakkauksella on kaksi tarkoitusta: suojata noppia kuljetuksen aikana ja mainostaa tuotetta. Valmiit nopat laitetaan sitten laatikoihin ja lähetetään kuorma-autolla jakelijoille.
Laadunvalvonta
Varmistaakseen, että jokainen tuotettu noppa täyttää määrätyt laatustandardit, toteutetaan useita laadunvalvontatoimenpiteitä. Ennen valmistusta tarkastetaan saapuvien muoviraaka-aineiden tietyt fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Tähän kuuluvat esimerkiksi molekyylipainomääritykset, kemiallisen koostumuksen tutkimukset ja ulkonäön silmämääräinen tarkastus. Myös tiukempia testejä voidaan tehdä. Esimerkiksi muovin lujuuden määrittämiseksi voidaan tehdä jännitys-venymätestaus. Iskutestien avulla voidaan määrittää muovin sitkeys. Valmistuksen aikana linjatarkastajia on sijoitettu tuotantolinjan eri kohtiin. Täällä he tarkastavat muoviosat silmämääräisesti varmistaakseen, että ne on muotoiltu, mitoitettu ja värjätty oikein. He tarkastavat myös lopullisen pakkauksen eheyden. Jos virheellisiä noppia havaitaan, ne poistetaan tuotantolinjalta ja asetetaan sivuun uudistamista varten. Tietokoneita käytetään myös valvomaan muovin käyttöä, muotin viipymisaikaa ja linjan nopeutta.
Tulevaisuus
Tulevaisuudessa noppien valmistajat keskittyvät myynnin lisäämiseen ja tuotantoprosessin parantamiseen. Myynnin lisäämiseksi noppien markkinoijat osallistuvat uusien, erilaisia noppatyyppejä hyödyntävien pelien kehittämiseen. Nämä pelit edellyttävät uudentyyppisiä noppia, jotka voivat olla muodoltaan, kooltaan ja muovikoostumukseltaan erilaisia. Tuotannon näkökulmasta tulevaisuuden parannukset keskittyvät valmistusnopeuden kasvattamiseen, kemikaalijätteen minimoimiseen ja kokonaiskustannusten alentamiseen.
Where to Learn More
Books
Beasley, John. The Mathematics of Games. Oxford: Oxford University Press, 1990.
Chabot, J. The Development of Plastics Processing Machinery and Methods. Brookfield, IL: Society of Plastics Engineers, 1992.
Scarne, John. Scarne on Dice. Wilshire Book Co., 1992.
Seymour, R. ja C. Carraher. Polymeerien kemia. New York: Marcel Dekker, Inc., 1992.
Periodicals
Chabot, J. ja R. Malloy. ”A History of Thermoplastics Injection Molding. Osa I: Teollisuuden synty”. Journal of Injection Molding Technology (maaliskuu 1997).
Muut
U.S. Patent #4,012,827, 1977.
-Perry Romanowski
.