Dobbelstenen

Achtergrond

Dobbelstenen zijn instrumenten die worden gebruikt voor het genereren van willekeurige getallen in een verscheidenheid van sociale en gokspellen. Dobbelstenen zijn al sinds de oudheid bekend en worden wel de oudste spelinstrumenten genoemd. Zij zijn meestal kubusvormig en gemarkeerd met één tot zes stippen op elk vlak. De meest gebruikelijke methode om dobbelstenen te vervaardigen bestaat uit het spuitgieten van plastic, gevolgd door verven.

Geschiedenis

Dobbelen wordt al duizenden jaren gebruikt voor spel- en waarzeggerij. Bewijsmateriaal gevonden in Egyptische graven heeft gesuggereerd dat deze beschaving ze al in 2000 v. Chr. gebruikte. Andere gegevens tonen aan dat primitieve beschavingen in het hele Amerikaanse continent ook dobbelstenen gebruikten. Deze dobbelstenen waren samengesteld uit enkelbotten van verschillende dieren. Ze waren op vier vlakken gemerkt en werden waarschijnlijk gebruikt als magische apparaten die de toekomst konden voorspellen. De oude Grieken en Romeinen gebruikten dobbelstenen gemaakt van beenderen en ivoor. De dobbelstenen van de meeste van deze vroege culturen werden in verschillende vormen en maten gemaakt. De moderne kubusvormige dobbelstenen stammen uit China en zijn reeds gedateerd in 600 v. Chr. Ze zijn waarschijnlijk in Europa geïntroduceerd door Marco Polo in de veertiende eeuw.

Dobbelen werd meestal met de hand gedaan en op kleine schaal geproduceerd tot in de twintigste eeuw. Toen de plastic technologie opkwam, werden methoden ontwikkeld om deze toe te passen op de vervaardiging van dobbelstenen. Hierdoor konden fabrikanten op een kosteneffectieve manier massaal dobbelstenen produceren. In de loop der jaren zijn diverse octrooien verleend voor verbeterde methoden om dobbelstenen te vervaardigen.

Ontwerp

De standaard dobbelsteen is een zeskantige, plastic kubus. Elke zijde is typisch gemarkeerd met één tot zes stippen, of punten. Deze stippen zijn zo gerangschikt dat het totaal van de tegenoverliggende zijden altijd zeven is. Bijvoorbeeld, de zijde met één punt is tegenover de zijde met zes punten en de zijde met drie punten is tegenover de zijde met vier punten. Bij een spel met twee dobbelstenen worden de dobbelstenen geschud en op een oppervlak gegooid. Het gegooide bedrag wordt aangegeven door de kanten van de dobbelstenen die naar boven liggen. Als de dobbelstenen goed uitgebalanceerd en eerlijk zijn, heeft elke zijde een gelijke kans om op de dobbelstenen terecht te komen. Afhankelijk van het spel, zal de speler ofwel haar stuk verplaatsen of geld innen gebaseerd op het gegooide bedrag. Enkele populaire gokspelen die dobbelstenen gebruiken zijn craps, chuck-a-luck, en pokerdobbelstenen. Bordspellen zoals backgammon, Monopoly, en Parcheesi gebruiken ook dobbelstenen.

Standaard dobbelstenen zijn verkrijgbaar in een grote verscheidenheid van maten en kleuren. Voor bordspellen worden meestal dobbelstenen van 12 mm gebruikt. Deze dobbelstenen worden als onvolmaakt beschouwd omdat zij afgeronde hoeken hebben, die de willekeurigheid verminderen. Aangezien deze dobbelstenen vaak in kinderspelletjes worden gebruikt, moeten zij aan bepaalde veiligheidsnormen voor speelgoed voldoen. Casino’s gebruiken perfecte dobbelstenen die met de hand gemaakt kunnen zijn. Zij zijn over het algemeen groter dan bordspeldobbelstenen met een zijde van 33 mm. Het zijn rode, doorschijnende dobbelstenen met precisieranden en -hoeken en witte stippen. Door deze constructie hebben worpen met deze dobbelstenen de grootste kans om eerlijk te zijn.

Speciale dobbelstenen worden voor veel verschillende toepassingen gemaakt. In sommige gevallen worden de stippen op een standaard dobbelsteen vervangen door woorden, afbeeldingen, of symbolen. Wichel dobbelstenen, die worden gebruikt om toekomstige gebeurtenissen te voorspellen, hebben verschillende voorspellende boodschappen op elk vlak. Poker dobbelstenen hebben kaartvlakken die op elke zijde zijn gedrukt. Voor blinden zijn er dobbelstenen in braille. Sommige spelen vereisen dobbelstenen met een verschillend aantal zijden en kunnen een groter aantal uitkomsten bieden dan standaard dobbelstenen. Deze polydice dobbelstenen kunnen drie tot 20 zijden hebben. Zij worden veel gebruikt bij fantasie rollenspellen.

Het belangrijkste ontwerp-element bij de vervaardiging van dobbelstenen is de mal. Een mal is een in staal uitgehouwen holte die de vorm heeft van het product dat hij vormt. Gewoonlijk bestaat een mal uit twee stukken die in elkaar worden gedrukt om de holte te vormen. Wanneer een kunststof in deze vorm wordt geïnjecteerd, neemt deze de vorm van de vorm aan naarmate hij uithardt. Aangezien dobbelstenen massieve kubussen zijn, is het gebruik van een standaardvorm niet praktisch, omdat het dan te lang duurt voordat zij afkoelen. Voor de massaproductie van dobbelstenen wordt een speciale matrijs gebruikt. Deze mal bestaat uit afzonderlijke kamers, die de afzonderlijke elementen van de dobbelsteen vormen. Wanneer de afzonderlijke stukken afkoelen, kunnen zij worden samengedrukt om één enkel voorwerp te vormen. De vorm wordt dan geopend en de matrijs wordt uitgeworpen. De speciale versieagenten worden gebruikt helpen om het plastiek gemakkelijker te maken om uit de vorm te verwijderen. Dit ontwerp bespaart tijd, omdat de kleinere stukken sneller kunnen afkoelen.

Ruw materiaal

Er zijn in de loop der geschiedenis talrijke materialen tot dobbelstenen gesmeed. Dit omvat zaken als beenderen, glas, hout, zaden, en metalen. Tegenwoordig is plastic het meest gebruikte basismateriaal voor de vervaardiging van dobbelstenen. Kunststoffen zijn polymeren met een hoog molecuulgewicht, die door middel van een aantal chemische reacties worden vervaardigd. Wil een kunststof geschikt zijn voor de vervaardiging van dobbelstenen, dan moet het een goede slagvastheid hebben, gemakkelijk te kleuren zijn, en hittestabiel zijn. Het is ook wenselijk dat het helder, kleurloos en transparant is. De meeste dobbelstenen worden gemaakt van een thermohardende kunststof. Een kunststof die aan al deze eisen voldoet is polymethylmethacrylaat (PMMA). Kunststoffen op basis van cellulose worden ook wel gebruikt.

Omdat het polymeer, dat het grootste deel van het plastic uitmaakt, gewoonlijk kleurloos is, worden kleurstoffen toegevoegd om de dobbelstenen aantrekkelijker te maken. Dit kunnen oplosbare kleurstoffen of fijngemalen pigmenten zijn. Om een witte kleur te verkrijgen kan een anorganisch materiaal zoals titaandioxide worden gebruikt. Andere anorganische materialen, zoals ijzeroxiden, kunnen worden gebruikt om gele, rode, zwarte, bruine en bruine dobbelstenen te maken. Organische kleurstoffen zoals pyrazolone rood, quinacridone violet, en flavanthrone geel kunnen ook worden gebruikt.

Een groot aantal andere vulstoffen worden toegevoegd aan de kunststoffen om een duurzame, hoge kwaliteit dobbelstenen te produceren. Om de verwerkbaarheid en de flexibiliteit van het polymeer te vergroten, wordt een weekmaker toegevoegd. Weekmakers zijn niet-vluchtige oplosmiddelen, zoals paraffine-oliën of glycerol. Om de algemene eigenschappen van de kunststof te verbeteren, worden versterkende materialen zoals glasvezel toegevoegd. Tijdens de productie wordt de kunststof meestal verhit. Daarom moeten stabilisatoren worden toegevoegd om te voorkomen dat de kunststof afbreekt. Onverzadigde oliën zoals sojaolie kunnen als hittestabilisatoren worden gebruikt. Andere beschermende materialen die worden toegevoegd zijn ultraviolet (UV) beschermers zoals benzofenonen om UV-degradatie te voorkomen en antioxidanten zoals alifatische thiolen om oxidatie door de omgeving tegen te gaan. Tenslotte worden tijdens de fabricage ook verbindingen gebruikt om de verwerking te vergemakkelijken. Dit omvat over het algemeen materialen zoals geëthoxyleerde vetzuren, siliconen, of metaalstearaten, die helpen bij het verwijderen van de kunststof uit de mal.

Het fabricageproces

Het exacte fabricageproces voor elk type dobbelsteen is afhankelijk van de gebruikte basisgrondstoffen. Voor de massaproduktie van onvolmaakte standaard dobbelstenen wordt een spuitgietproces gebruikt, gevolgd door verven en verpakken.

Vormen

• 1 Aan het begin van een dobbelsteen produktielijn worden plastic korrels via spuitgieten tot dobbelstenen omgevormd. De korrels zijn plastic bolletjes waaraan alle kleurstoffen en vulstoffen al zijn toegevoegd. Zij worden in een grote bak, een zogenaamde hopper, geplaatst en door een hydraulisch gestuurde schroef gevoerd. Terwijl ze door de schroef gaan, worden ze verhit en gesmolten. Aan het eind van deze schroef bevindt zich een spreider die het gesmolten materiaal in een koele, gesloten tweedelige matrijs injecteert.
• 2 De matrijs bestaat uit verschillende kamers, die meerdere kunststofonderdelen creëren. In de matrijs wordt de kunststof onder druk gehouden en vervolgens afgekoeld. Tijdens het afkoelen worden de kunststofdelen hard. De vorm wordt dan geopend. Wanneer de vorm wordt geopend, worden de afzonderlijke stukken samengedrukt tot één massieve kubus. Omdat de mal op de juiste wijze was ontworpen, heeft deze kubus inkepingen die de stippen aan elke kant zullen worden. De kubus wordt vervolgens uit de matrijs geworpen, gecoat en via een transportband naar de volgende productiefase getransporteerd. Ondertussen sluit de tweedelige matrijs zich weer, waardoor deze klaar is om de volgende matrijs te maken.

Verven en etiketteren

• 3 Om de productie van de matrijzen te voltooien, kunnen ze worden gewassen en gedroogd voordat de laatste versieringen worden aangebracht. Eerst worden de stippen op de juiste wijze geverfd. Voor specialtydice, kunnen de woorden worden gedrukt of de beelden kunnen op elke kant worden toegepast. Bedrijfslogo’s of andere reclame kunnen ook worden aangebracht. Dit kunnen stickers of coatings zijn. De coatings die tijdens deze stap worden gebruikt, zijn speciaal ontwikkeld om zich aan het plastic te hechten en snel te drogen.

Verpakking

• 4 Afhankelijk van het uiteindelijke gebruik van de dobbelstenen, kunnen ze in bulk worden verpakt voor gebruik in bordspellen, of individueel worden verpakt voor de verkoop aan consumenten. Voor bordspellen worden de dobbelstenen in dozen verpakt en net als alle andere onderdelen naar de spelproducenten verzonden. Wanneer zij rechtstreeks aan de consument worden verkocht, worden de dobbelstenen meestal in plastic blisterverpakkingen gedaan, met een kartonnen achterkant. Deze verpakking heeft een tweeledig doel: bescherming van de dobbelstenen tijdens het vervoer en reclame voor het produkt. De afgewerkte dobbelstenen worden vervolgens in dozen gedaan en per vrachtwagen naar de distributeurs verzonden.

Kwaliteitscontrole

Om er zeker van te zijn dat elke geproduceerde dobbelsteen aan de gespecificeerde kwaliteitsnormen voldoet, worden een aantal kwaliteitscontrolemaatregelen genomen. Voorafgaand aan de productie worden bepaalde fysische en chemische eigenschappen van de binnenkomende kunststof grondstoffen gecontroleerd. Dit omvat dingen zoals moleculaire gewichtsbepalingen, chemische samenstellingsonderzoeken, en visuele inspectie van het uiterlijk. Er kunnen ook meer rigoureuze tests worden uitgevoerd. Zo kunnen bijvoorbeeld spanning-rekproeven worden uitgevoerd om de sterkte van de kunststof te bepalen. Slagproeven helpen de taaiheid van de kunststof te bepalen. Tijdens de fabricage zijn lijninspecteurs op verschillende punten van de productielijn gestationeerd. Hier controleren zij visueel of de kunststofonderdelen de juiste vorm, afmetingen en kleur hebben. Zij controleren ook de integriteit van de uiteindelijke verpakking. Als er defecte dobbelstenen worden gevonden, worden ze van de productielijn gehaald en apart gelegd om opnieuw te worden gemaakt. Computers worden ook gebruikt om het gebruik van plastic, de verblijftijd van de mal en de snelheid van de lijn te controleren.

De toekomst

In de toekomst zullen dobbelsteenfabrikanten zich concentreren op het verhogen van de verkoop en het verbeteren van het produktieproces. Om de verkoop te verhogen, zullen dobbelsteenmarketeers betrokken zijn bij de ontwikkeling van nieuwe spellen die gebruik maken van verschillende soorten dobbelstenen. Deze spelen zullen nieuwe soorten dobbelstenen vereisen die verschillende vormen, afmetingen en plastic samenstellingen kunnen hebben. Vanuit een productiestandpunt zullen toekomstige verbeteringen zich richten op het verhogen van productiesnelheden, het minimaliseren van chemisch afval, en het verlagen van de totale kosten.

Waar vindt u meer informatie

Boeken

Beasley, John. De wiskunde van het spel. 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. and C. Carraher. Polymer Chemistry. New York: Marcel Dekker, Inc., 1992.

Periodieken

Chabot, J. and R. Malloy. “Een geschiedenis van thermoplastisch spuitgieten. Deel I: De geboorte van een industrie.” Journal of Injection Molding Technology (maart 1997).

Other

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

-Perry Romanowski