Kości

Kontekst

Kości są narzędziami używanymi do generowania liczb losowych w różnych grach towarzyskich i hazardowych. Znane od starożytności, kości zostały nazwane najstarszymi instrumentami do gier. Zazwyczaj mają kształt sześcianu i są oznaczone od jednej do sześciu kropek na każdej powierzchni. Najczęstsza metoda produkcji kości obejmuje formowanie wtryskowe plastiku, a następnie malowanie.

Historia

Kości były używane do gier i celów wróżbiarskich przez tysiące lat. Dowody znalezione w egipskich grobowcach sugerują, że ta cywilizacja używała ich już 2000 lat p.n.e. Inne dane pokazują, że prymitywne cywilizacje w obu Amerykach również używały kości. Kości te składały się z kości kostek różnych zwierząt. Oznaczone na czterech powierzchniach, były prawdopodobnie używane jako magiczne urządzenia, które mogły przepowiadać przyszłość. Starożytni Grecy i Rzymianie używali kości wykonanych z kości i kości słoniowej. Kości większości z tych wczesnych kultur były wykonane w wielu kształtach i rozmiarach. Współczesne sześcienne kości do gry pochodzą z Chin i są datowane już na 600 r. p.n.e. Najprawdopodobniej zostały one wprowadzone do Europy przez Marco Polo w XIV wieku.

Kości do gry były zazwyczaj wykonywane ręcznie i produkowane na małą skalę aż do XX wieku. Wraz z pojawieniem się technologii tworzyw sztucznych, opracowano metody zastosowania ich do produkcji kości. Umożliwiło to producentom wytwarzanie masowych ilości kostek w opłacalny sposób. Przez lata przyznano wiele patentów na ulepszone metody produkcji kości do gry.

Projekt

Standardowa kość jest sześcioboczną, plastikową kostką. Każda strona jest zwykle oznaczona od jednego do sześciu punktów, lub kropek. Te kropki są rozmieszczone tak, że przeciwległe strony zawsze mają sumę siedmiu. Na przykład, strona z jedną kropką jest naprzeciwko strony z sześcioma kropkami, a strona z trzema kropkami jest naprzeciwko strony z czterema kropkami. W grze w dwie kostki, kostki są potrząsane i rzucane na powierzchnię. Rzucona suma jest wskazywana przez strony kostek, które są zwrócone do góry. Jeśli kości są dobrze wyważone i uczciwe, każda strona ma równe szanse wylądować awersem do góry. W zależności od gry, gracz albo przesunie swój element, albo zbierze pieniądze w oparciu o tę wyrzuconą kwotę. Niektóre popularne gry hazardowe, w których używa się kości, to kości do gry w kości, chuck-a-luck i poker. Gry planszowe takie jak backgammon, Monopoly i Parcheesi również używają kości.

Standardowe kości są dostępne w szerokiej gamie rozmiarów i kolorów. W grach planszowych zazwyczaj używa się pary kostek o średnicy 12 mm. Te kości są uważane za niedoskonałe, ponieważ mają zaokrąglone rogi, które zmniejszają losowość. Ponieważ kości te są często używane w grach dla dzieci, muszą być zaprojektowane tak, aby spełniały określone standardy bezpieczeństwa zabawek. Kasyna używają doskonałych kości, które mogą być wykonane ręcznie. Są one zazwyczaj większe niż kości do gier planszowych, o boku mierzącym 33 mm. Są to czerwone, półprzezroczyste kostki, które mają precyzyjne krawędzie i narożniki oraz białe kropki. Dzięki tej konstrukcji, rolki z tymi kośćmi mają największe prawdopodobieństwo bycia uczciwymi.

Specjalne kości są produkowane dla wielu różnych zastosowań. W niektórych przypadkach, miejsca na standardowej kostce są zastąpione słowami, obrazkami lub symbolami. Kości do wróżenia, które są używane do przewidywania przyszłych wydarzeń, mają różne przewidywalne wiadomości na każdej twarzy. Kości do pokera mają z każdej strony nadrukowane tarcze kart. Dla osób niewidomych dostępne są kości w alfabecie Braille’a. Niektóre gry wymagają kości, które mają inną liczbę stron i mogą zapewnić większą liczbę wyników niż standardowe kości. Takie kości polidurowe mogą mieć od 3 do 20 stron. Są one szeroko stosowane w grach fantasy role playing games.

Kluczowym elementem konstrukcyjnym przy produkcji kości jest forma. Forma jest wgłębieniem wykutym w stali, które ma kształt produktu, który tworzy. Zazwyczaj forma składa się z dwóch części, które są wymuszone razem, aby utworzyć wnękę. Kiedy tworzywo sztuczne jest wstrzykiwane do formy, przyjmuje jej kształt, gdy twardnieje. Ponieważ kostki do gry są litymi sześcianami, użycie standardowej formy nie jest praktyczne, ponieważ ich schłodzenie zajęłoby zbyt dużo czasu. Do masowej produkcji kostek używa się specjalnej formy. Forma ta składa się z oddzielnych komór, w których powstają poszczególne elementy kostki. Gdy poszczególne elementy stygną, można je zmusić do połączenia się w jednolity obiekt. Następnie forma jest otwierana i matryca jest wyrzucana. Aby ułatwić usunięcie tworzywa z formy, stosuje się specjalne środki oddzielające. Ten projekt formy oszczędza czas, ponieważ mniejsze elementy mogą stygnąć szybciej.

Materiały surowe

Liczba materiałów została przekuta w kości na przestrzeni dziejów. Obejmuje to takie rzeczy jak kości, szkło, drewno, nasiona i metale. Obecnie, najczęściej używanym materiałem bazowym do produkcji kości jest plastik. Tworzywa sztuczne to polimery o dużej masie cząsteczkowej, które są wytwarzane w wyniku różnych reakcji chemicznych. Aby tworzywo sztuczne nadawało się do produkcji kostek do gry, musi mieć dobrą udarność, być łatwo barwione i stabilne termicznie. Pożądane jest również, aby było bezbarwne, kolorowe i przezroczyste. Większość kostek do gry jest wykonywana z tworzyw termoutwardzalnych. Jednym z tworzyw, które spełnia wszystkie te wymagania jest polimetakrylan metylu (PMMA). Stosowane są również tworzywa sztuczne na bazie celulozy.

Ponieważ polimer, który stanowi większość tworzywa sztucznego jest zazwyczaj bezbarwny, dodaje się do niego barwniki, aby uczynić kostki bardziej atrakcyjnymi. Mogą to być rozpuszczalne barwniki lub rozdrobnione pigmenty. Aby uzyskać biały kolor, można zastosować materiał nieorganiczny, taki jak dwutlenek tytanu. Inne materiały nieorganiczne, takie jak tlenki żelaza, mogą być stosowane do produkcji żółtych, czerwonych, czarnych, brązowych i opalonych kostek. Można również stosować barwniki organiczne, takie jak czerwień pirazolonowa, fiolet chinakrydonowy i żółć flawantronowa.

Do tworzyw sztucznych dodaje się wiele innych wypełniaczy w celu wytworzenia trwałego, wysokiej jakości zestawu kości. Aby zwiększyć obrabialność i elastyczność polimeru, dodaje się plastyfikator. Plastyfikatory są nielotnymi rozpuszczalnikami i obejmują takie rzeczy jak oleje parafinowe lub glicerol. Aby poprawić ogólne właściwości tworzywa sztucznego, dodaje się materiały wzmacniające, takie jak włókno szklane. Podczas produkcji tworzywo sztuczne jest zazwyczaj podgrzewane. Z tego powodu należy dodać stabilizatory, aby chronić tworzywo przed rozpadem. Jako stabilizatory termiczne mogą być stosowane oleje nienasycone, takie jak olej sojowy. Inne dodawane materiały ochronne obejmują środki chroniące przed promieniowaniem ultrafioletowym (UV), takie jak benzofenony zapobiegające degradacji pod wpływem promieniowania UV oraz przeciwutleniacze, takie jak tiole alifatyczne łagodzące utlenianie środowiskowe. Wreszcie, związki są również stosowane podczas wytwarzania w celu ułatwienia przetwarzania. Obejmuje to na ogół materiały takie jak etoksylowane kwasy tłuszczowe, silikony lub stearyniany metali, które pomagają w usuwaniu tworzywa z formy.

Proces produkcyjny

Dokładny proces produkcyjny dla każdego typu matrycy zależy od użytych surowców podstawowych. Do masowej produkcji niedoskonałych standardowych kostek używany jest proces formowania wtryskowego, po którym następuje malowanie i pakowanie.

Formowanie

• 1Na początku linii produkcyjnej kostek, plastikowe granulki są przekształcane w kostki poprzez formowanie wtryskowe. Granulki to plastikowe kulki, które mają już dodane wszystkie barwniki i wypełniacze. Są one umieszczane w dużym pojemniku zwanym lejem i przepuszczane przez hydraulicznie sterowany ślimak. Podczas podróży przez ślimak, są one podgrzewane i topione. Na końcu tego ślimaka znajduje się rozpieracz, który wtryskuje roztopiony materiał do chłodnej, zamkniętej dwuczęściowej formy.
• 2 Forma składa się z kilku komór, które tworzą wiele plastikowych części. Wewnątrz formy, tworzywo sztuczne jest utrzymywane pod ciśnieniem, a następnie pozwala się mu schłodzić. Podczas chłodzenia elementy z tworzywa sztucznego twardnieją. Następnie forma jest otwierana. Po otwarciu formy, poszczególne elementy są wtłaczane razem, tworząc pojedynczy, masywny sześcian. Ponieważ forma została odpowiednio zaprojektowana, sześcian ten ma wgłębienia, które staną się kropkami na każdej stronie. Kostka jest następnie wyrzucana z formy, powlekana i przekazywana do następnej fazy produkcji za pomocą przenośnika. W międzyczasie, dwuczęściowa forma zamyka się ponownie, czyniąc ją gotową do stworzenia następnej matrycy.

Malowanie i etykietowanie

• 3 Aby zakończyć produkcję matrycy, mogą one zostać umyte i wysuszone przed nałożeniem ostatecznych dekoracji. Najpierw plamki są odpowiednio malowane. W przypadku kostek specjalistycznych, na każdej stronie mogą być nadrukowane słowa lub naniesione obrazy. Loga firmowe lub inne reklamy mogą być również stosowane. Mogą to być naklejki lub powłoki. Powłoki stosowane na tym etapie są specjalnie opracowane, aby przylegać do tworzywa sztucznego i szybko wysychać.

Pakowanie

• 4 W zależności od ostatecznego przeznaczenia kości, mogą być one pakowane zbiorczo do użytku w grach planszowych lub pakowane indywidualnie do sprzedaży konsumenckiej. W przypadku gier planszowych kości są pakowane w pudełka i wysyłane do producentów gier, tak jak każdy inny materiał składowy. W przypadku sprzedaży bezpośredniej konsumentom kości są zazwyczaj umieszczane w plastikowych opakowaniach typu blister z kartonowym podkładem. Takie opakowanie ma podwójny cel: chroni kostki podczas wysyłki i reklamuje produkt. Gotowe kości są następnie umieszczane w pudełkach i wysyłane ciężarówkami do dystrybutorów.

Kontrola jakości

Aby zapewnić, że każda wyprodukowana kostka spełnia określone standardy jakości, podejmuje się szereg środków kontroli jakości. Przed rozpoczęciem produkcji, sprawdzane są pewne fizyczne i chemiczne właściwości przychodzących surowców z tworzyw sztucznych. Obejmuje to takie rzeczy, jak określenie masy cząsteczkowej, badania składu chemicznego i wizualną kontrolę wyglądu. Można również przeprowadzić bardziej rygorystyczne testy. Na przykład, w celu określenia wytrzymałości tworzywa sztucznego, można wykonać testy naprężeniowo-odkształceniowe. Próby udarności pomagają określić ciągliwość tworzywa. Podczas produkcji, inspektorzy liniowi znajdują się w różnych punktach linii produkcyjnej. Sprawdzają oni wzrokowo elementy z tworzyw sztucznych, aby upewnić się, że mają one prawidłowy kształt, rozmiar i kolor. Sprawdzają również integralność końcowego opakowania. W przypadku wykrycia jakichkolwiek wadliwych kostek, są one usuwane z linii produkcyjnej i odkładane do ponownego przetworzenia. Komputery są również używane do kontrolowania zużycia plastiku, czasu utrzymywania formy i prędkości linii produkcyjnej.

Przyszłość

W przyszłości producenci kości będą koncentrować się na zwiększaniu sprzedaży i ulepszaniu procesu produkcji. Aby zwiększyć sprzedaż, marketerzy kości będą zaangażowani w rozwój nowych gier, które wykorzystują różne rodzaje kości. Gry te będą wymagały nowych rodzajów kości, które mogą mieć różne kształty, rozmiary i składy plastyczne. Z punktu widzenia produkcji, przyszłe ulepszenia będą koncentrować się na zwiększeniu prędkości produkcji, minimalizacji odpadów chemicznych i zmniejszeniu ogólnych kosztów.

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. i C. Carraher. Chemia polimerów. New York: Marcel Dekker, Inc, 1992.

Periodicals

Chabot, J. and R. Malloy. „A History of Thermoplastics Injection Molding. Part I: The Birth of an Industry.” Journal of Injection Molding Technology (March 1997).

Inne

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

-Perry Romanowski

.