Kockák

Háttér

A kockák olyan eszközök, amelyeket véletlen számok generálására használnak számos társadalmi és szerencsejátékban. Az ókor óta ismert, a kockákat a legrégebbi játékeszközöknek nevezik. Jellemzően kocka alakúak, és minden oldalukon egy-hat ponttal vannak jelölve. A kockák leggyakoribb gyártási módszere a műanyag fröccsöntés, majd festés.

Történet

A kockákat évezredek óta használják játékra és jóslásra. Az egyiptomi sírokban talált bizonyítékok arra utalnak, hogy ez a civilizáció már i. e. 2000-ben használta őket. Más adatok azt mutatják, hogy a primitív civilizációk szerte Amerikában is használtak kockákat. Ezek a kockák különböző állatok bokacsontjaiból álltak össze. Négy oldalon jelölve, valószínűleg mágikus eszközként használták őket, amelyekkel megjósolhatták a jövőt. Az ókori görögök és rómaiak csontból és elefántcsontból készült kockákat használtak. E korai kultúrák többségének kockái számos formában és méretben készültek. A mai kocka alakú kockák Kínából származnak, és már i. e. 600-ra datálják őket. Valószínűleg Marco Polo hozta be Európába a tizennegyedik században.

A kockákat a huszadik századig jellemzően kézzel készítették és kis mennyiségben gyártották. Ahogy megjelent a műanyag technológia, úgy alakultak ki módszerek annak alkalmazására a kockagyártásban. Ez lehetővé tette a gyártók számára, hogy tömegesen és költséghatékonyan állítsanak elő kockákat. Az évek során számos szabadalmat adtak ki a kockagyártás továbbfejlesztett módszereire.

Kialakítás

A szabványos kocka egy hatoldalú, műanyag kocka. Minden oldala jellemzően egytől hatig terjedő ponttal, vagy ponttal van jelölve. Ezek a pontok úgy vannak elrendezve, hogy az egymással szemben lévő oldalak száma mindig hét legyen. Például az egypontos oldal a hatpontos oldallal szemben van, a hárompontos oldal pedig a négypontos oldallal szemben. A kétkockás játékban a kockákat megrázzák és egy felületre dobják. A dobott összeget a kockák felfelé néző oldalai jelzik. Ha a kockák jól kiegyensúlyozottak és igazságosak, mindkét oldalnak egyenlő esélye van arra, hogy képpel felfelé landoljon. A játéktól függően a játékos vagy mozgatja a bábuját, vagy pénzt gyűjt a dobott összeg alapján. Néhány népszerű, kockát használó szerencsejáték a craps, a chuck-a-luck és a pókerkocka. Az olyan társasjátékok, mint a backgammon, a Monopoly és a Parcheesi szintén használnak kockákat.

A szabványos kockák sokféle méretben és színben kaphatók. A társasjátékokhoz általában egy pár 12 mm-es kockát használnak. Ezek a kockák azért számítanak tökéletlennek, mert lekerekített sarkuk van, ami csökkenti a véletlenszerűséget. Mivel ezeket a kockákat gyakran használják gyermekjátékokban, úgy kell kialakítani őket, hogy megfeleljenek bizonyos játékbiztonsági előírásoknak. A kaszinók tökéletes kockákat használnak, amelyek kézzel készülhetnek. Ezek általában nagyobbak, mint a társasjáték-kockák, oldaluk 33 mm-es. Ezek piros, áttetsző kockák, amelyeknek precíziós élük és sarkaik vannak, és fehér pontokkal rendelkeznek. Ezzel a konstrukcióval az ezekkel a kockákkal végzett dobások a legnagyobb valószínűséggel igazságosak.

Speciális kockákat gyártanak sokféle felhasználásra. Egyes esetekben a szabványos kockakocka pontjait szavakkal, képekkel vagy szimbólumokkal helyettesítik. A jövendölő kockák, amelyeket jövőbeli események megjóslására használnak, minden oldalukon más-más jövendölő üzenetet tartalmaznak. A pókerkockák mindkét oldalára kártyalapok vannak nyomtatva. A vakok számára Braille-írásos kockák állnak rendelkezésre. Egyes játékokhoz olyan kockákra van szükség, amelyeknek más számú oldala van, és a hagyományos kockáknál nagyobb számú eredményt adhatnak. Ezeknek a polikockáknak háromtól 20 oldalig terjedő oldala lehet. Ezeket széles körben használják a fantasy szerepjátékokban.

A kockagyártás legfontosabb tervezési eleme az öntőforma. Az öntőforma egy acélba vájt üreg, amely az általa formázott termék alakját veszi fel. Jellemzően egy öntőforma két darabból áll, amelyeket egymáshoz nyomnak, hogy kialakítsák az üreget. Amikor egy műanyagot fecskendeznek ebbe a formába, az megszilárdulva felveszi a forma alakját. Mivel a kockák tömör kockák, a hagyományos öntőforma használata nem praktikus, mert túl sokáig tartana kihűlni. A kockák tömeggyártásához speciális formakialakítást használnak. Ez a forma különálló kamrákból áll, amelyek a kocka egyes elemeit alkotják. Ahogy az egyes darabok lehűlnek, össze lehet őket kényszeríteni, hogy egységes, egyetlen tárgyat hozzanak létre. Az öntőformát ezután kinyitják, és a kockát kilökik. Speciális oldószereket használnak, hogy a műanyagot könnyebb legyen kivenni a formából. Ez a formakialakítás időt takarít meg, mert a kisebb darabok gyorsabban tudnak lehűlni.

A nyersanyagok

A történelem során számtalan anyagból kovácsoltak kockákat. Ide tartoznak például csontok, üveg, fa, magvak és fémek. Napjainkban a kockagyártás legszélesebb körben használt alapanyaga a műanyag. A műanyagok nagy molekulatömegű polimerek, amelyeket különféle kémiai reakciók révén állítanak elő. Ahhoz, hogy egy műanyag alkalmas legyen a kockagyártásra, jó ütésállósággal kell rendelkeznie, könnyen színezhetőnek és hőstabilnak kell lennie. Az is kívánatos, hogy tiszta, színtelen és átlátszó legyen. A legtöbb kocka hőre keményedő műanyagból készül. Az egyik műanyag, amely megfelel mindezen követelményeknek, a polimetil-metakrilát (PMMA). Használnak cellulóz alapú műanyagokat is.

Mivel a műanyag nagy részét alkotó polimer általában színtelen, a kockák tetszetősebbé tétele érdekében színezőanyagokat adnak hozzá. Ezek lehetnek oldható színezékek vagy aprított pigmentek. A fehér szín előállításához szervetlen anyagot, például titán-dioxidot lehet használni. Más szervetlen anyagok, például vasoxidok felhasználhatók sárga, vörös, fekete, barna és barna színű kockák előállításához. Szerves színezékek, például pirazolon vörös, kinakridon lila és flavantron sárga is felhasználhatók.

A tartós, jó minőségű kockakészlet előállítása érdekében számos egyéb töltőanyagot adnak a műanyaghoz. A polimer megmunkálhatóságának és rugalmasságának növelése érdekében lágyítószert tartalmaznak. A lágyítók nem illékony oldószerek, és olyan dolgokat tartalmaznak, mint a paraffinolajok vagy a glicerin. A műanyag általános tulajdonságainak javítása érdekében erősítőanyagokat, például üvegszálat adnak hozzá. A gyártás során a műanyagot általában felmelegítik. Emiatt stabilizátorokat kell hozzáadni, hogy megvédjék a műanyagot a lebomlástól. Hőstabilizátorként telítetlen olajokat, például szójaolajat lehet használni. Egyéb hozzáadott védőanyagok közé tartoznak az ultraibolya (UV) védők, mint például a benzofenonok az UV-bomlás megakadályozására és az antioxidánsok, mint például az alifás tiolok a környezeti oxidáció enyhítésére. Végül a gyártás során vegyületeket is használnak a feldolgozás elősegítésére. Ez általában olyan anyagokat foglal magában, mint az etoxilált zsírsavak, szilikonok vagy fémsztearátok, amelyek segítik a műanyag eltávolítását a formából.

A gyártási folyamat

A pontos gyártási folyamat bármely típusú szerszám esetében a felhasznált alapanyagtól függ. A tökéletlen szabványos kockák tömeggyártásához fröccsöntési eljárást alkalmaznak, amelyet festés és csomagolás követ.

Formázás

• 1 A kockagyártó sor elején a műanyag granulátumot fröccsöntéssel kockává alakítják. A pelletek olyan műanyag gyöngyök, amelyekhez már minden színezéket és töltőanyagot hozzáadtak. Ezeket egy nagy tartályba, az úgynevezett tölcsérbe helyezik, és egy hidraulikusan vezérelt csigán vezetik át. Ahogy áthaladnak a csigán, felmelegednek és megolvadnak. A csiga végén egy szórófej található, amely az olvadt anyagot egy hűtött, zárt, kétrészes formába fecskendezi.
• 2 A forma több kamrából áll, amelyek több műanyag alkatrészt hoznak létre. A szerszám belsejében a műanyagot nyomás alatt tartják, majd hagyják kihűlni. Ahogy hűl, a műanyagdarabok megkeményednek. A formát ezután kinyitják. Amikor az öntőformát kinyitják, az egyes darabok egyetlen tömör kockává állnak össze. Mivel a formát megfelelően tervezték, ez a kocka olyan bemélyedésekkel rendelkezik, amelyek mindkét oldalán pontok lesznek. A kockát ezután kilökik a formából, bevonják, és szállítószalagon továbbítják a gyártás következő fázisába. Eközben a két darabból álló szerszám ismét bezáródik, így készen áll a következő kocka elkészítésére.

Festés és címkézés

• 3 A kockák gyártásának befejezése érdekében a végső díszítések felvitele előtt megmoshatók és megszáríthatók. Először a foltokat megfelelően festik. A speciális kockák esetében szavakat nyomtathatnak vagy képeket alkalmazhatnak mindkét oldalra. Vállalati logók vagy egyéb reklámok is alkalmazhatók. Ezek lehetnek matricák vagy bevonatok. Az ebben a lépésben használt bevonatok speciálisan úgy vannak kialakítva, hogy megtapadjanak a műanyagon és gyorsan száradjanak.

csomagolás

• 4 A kockák végső felhasználásától függően a kockákat társasjátékokban való felhasználásra ömlesztve csomagolják, vagy a fogyasztói értékesítésre egyenként csomagolják. A társasjátékok esetében a kockákat dobozokba csomagolják és a játékgyártóknak szállítják, mint bármely más alkatrészanyagot. Ha közvetlenül a fogyasztóknak értékesítik őket, a kockákat általában kartonpapír hátlappal ellátott műanyag buborékcsomagolásba teszik. Ennek a csomagolásnak kettős célja van: egyrészt védi a kockákat a szállítás során, másrészt reklámozza a terméket. A kész kockákat ezután ládákba helyezik, és teherautóval szállítják a forgalmazóknak.

Minőségellenőrzés

Azért, hogy minden egyes gyártott kocka megfeleljen a meghatározott minőségi előírásoknak, számos minőségellenőrzési intézkedést tesznek. A gyártás előtt ellenőrzik a beérkező műanyag alapanyagok bizonyos fizikai és kémiai tulajdonságait. Ez olyan dolgokat foglal magában, mint a molekulatömeg-meghatározás, a kémiai összetétel-vizsgálatok és a megjelenés vizuális ellenőrzése. Szigorúbb vizsgálatokra is sor kerülhet. Például feszültség-nyúlás vizsgálatot lehet végezni a műanyag szilárdságának meghatározására. Az ütésvizsgálatok segítenek meghatározni a műanyag szívósságát. A gyártás során a gyártósori ellenőrök a gyártósor különböző pontjain helyezkednek el. Itt vizuálisan ellenőrzik a műanyag alkatrészeket, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy azok helyesen vannak-e formázva, méretezve és színezve. A végső csomagolás sértetlenségét is ellenőrzik. Ha hibás kockákat találnak, azokat eltávolítják a gyártósorról, és félreteszik újraformázásra. Számítógépeket használnak a műanyagfelhasználás, a szerszámtartási idő és a gyártósor sebességének ellenőrzésére is.

A jövő

A jövőben a kockagyártók az értékesítés növelésére és a gyártási folyamat javítására fognak koncentrálni. Az eladások növelése érdekében a kockaforgalmazók részt vesznek majd a különböző típusú kockákat használó új játékok kifejlesztésében. Ezek a játékok új típusú kockákat igényelnek majd, amelyek különböző formájúak, méretűek és műanyag összetételűek lehetnek. A gyártás szempontjából a jövőbeni fejlesztések a gyártási sebesség növelésére, a vegyi hulladék minimalizálására és az összköltségek csökkentésére fognak összpontosítani.

Hol lehet többet megtudni

Könyvek

Beasley, John. A játékok matematikája. 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. és C. Carraher. Polimer kémia. New York: Marcel Dekker, Inc., 1992.

Folyóiratok

Chabot, J. és R. Malloy. “A termoplasztikus fröccsöntés története. I. rész: Egy iparág születése”. Journal of Injection Molding Technology (1997. március).

Más

U.S. Patent #4,012,827, 1977.

-Perry Romanowski

.