Tärningar

Bakgrund

Tärningar är verktyg som används för att generera slumpmässiga tal i en mängd sociala spel och spel. Tärningar har varit kända sedan antiken och har kallats de äldsta spelinstrumenten. De är vanligtvis kubformade och markerade med en till sex prickar på varje sida. Den vanligaste metoden för tillverkning av tärningar innebär formsprutning av plast följt av målning.

Historia

Tärningar har använts för spel och spådomssyften i tusentals år. Bevis som hittats i egyptiska gravar har visat att denna civilisation använde dem så tidigt som 2000 f.Kr. Andra uppgifter visar att primitiva civilisationer i hela Amerika också använde tärningar. Dessa tärningar bestod av ankelben från olika djur. De var markerade på fyra sidor och användes sannolikt som magiska redskap som kunde förutsäga framtiden. De gamla grekerna och romarna använde tärningar gjorda av ben och elfenben. Tärningarna från de flesta av dessa tidiga kulturer tillverkades i många olika former och storlekar. Dagens kubiska tärningar har sitt ursprung i Kina och har daterats så tidigt som 600 f.Kr. De introducerades troligen till Europa av Marco Polo under 1300-talet.

Tärningar var vanligtvis handgjorda och tillverkades i liten skala fram till 1900-talet. I takt med att plasttekniken växte fram utvecklades metoder för att tillämpa den vid tärningstillverkning. Detta gjorde det möjligt för tillverkare att tillverka stora mängder tärningar på ett kostnadseffektivt sätt. Under årens lopp har en mängd patent för förbättrade metoder för tärningstillverkning beviljats.

Design

Standardtärningen är en sexsidig kub i plast. Varje sida är vanligtvis märkt med en till sex punkter, eller prickar. Dessa prickar är anordnade så att motsatta sidor alltid uppgår till totalt sju. Till exempel är sidan med en prick motsatt sidan med sex prickar och sidan med tre prickar motsatt sidan med fyra prickar. I ett spel med två tärningar skakas tärningarna och kastas på en yta. Det kastade beloppet anges av de sidor på tärningarna som ligger uppåt. Om tärningarna är välbalanserade och rättvisa har varje sida lika stor chans att hamna uppåt. Beroende på spelet flyttar spelaren antingen sin pjäs eller samlar in pengar baserat på detta kastade belopp. Några populära spel som använder tärningar är craps, chuck-a-luck och pokertärningar. Brädspel som backgammon, Monopoly och Parcheesi använder också tärningar.

Standardtärningar finns i många olika storlekar och färger. För brädspel används vanligtvis ett par 12 mm stora tärningar. Dessa tärningar anses vara ofullkomliga eftersom de har rundade hörn, vilket minskar slumpmässigheten. Eftersom dessa tärningar ofta används i barnspel måste de utformas så att de uppfyller vissa säkerhetsnormer för leksaker. Kasinon använder perfekta tärningar som kan vara handgjorda. De är i allmänhet större än brädspelstärningar med en sida som mäter 33 mm. Det är röda, genomskinliga tärningar som har precisionskanter och -hörn samt vita prickar. Med denna konstruktion har kast med dessa tärningar den största sannolikheten att bli rättvisa.

Specialtärningar tillverkas för många olika användningsområden. I vissa fall ersätts prickarna på en standardtärning med ord, bilder eller symboler. Divining tärningar, som används för att förutsäga framtida händelser, har olika budskap på varje sida. Pokertärningar har kortytor tryckta på varje sida. För blinda personer finns det tärningar i punktskrift. Vissa spel kräver tärningar som har ett annat antal sidor och som kan ge ett större antal resultat än vanliga tärningar. Dessa polydice-tärningar kan ha allt från tre till 20 sidor. De används flitigt i fantasyrollspel.

Den viktigaste konstruktionsfaktorn vid tillverkning av tärningar är formen. En gjutform är ett hålrum som är utskuret i stål och som har formen av den produkt som den formar. Typiskt sett består en gjutform av två delar som pressas ihop för att bilda hålrummet. När en plast sprutas in i denna form tar den formen när den hårdnar. Eftersom tärningar är solida kuber är det inte praktiskt att använda en vanlig form eftersom de skulle ta för lång tid att svalna. För massproduktion av tärningar används en speciell formkonstruktion. Denna form består av separata kamrar som skapar enskilda delar av tärningen. När de enskilda delarna svalnar kan de tvingas samman för att skapa ett enhetligt objekt. Formen öppnas sedan och tärningen skjuts ut. Särskilda släppmedel används för att göra det lättare att ta bort plasten från formen. Denna formkonstruktion sparar tid eftersom de mindre bitarna kan svalna snabbare.

Råmaterial

Antaliga material har smittats till tärningar genom historien. Detta inkluderar sådant som ben, glas, trä, frön och metaller. I dag är det mest använda basmaterialet för tärningstillverkning plast. Plast är polymerer med hög molekylvikt som framställs genom en rad olika kemiska reaktioner. För att en plast ska vara lämplig för tärningstillverkning måste den ha god slaghållfasthet, vara lätt att färga och vara värmestabil. Det är också önskvärt att den är klar, färglös och genomskinlig. De flesta tärningar tillverkas av en härdplast. En plast som uppfyller alla dessa krav är polymetylmetakrylat (PMMA). Cellulosabaserade plaster används också.

Då polymeren, som utgör huvuddelen av plasten, vanligtvis är färglös, tillsätts färgämnen för att göra tärningarna mer tilltalande. Dessa kan vara lösliga färgämnen eller finfördelade pigment. För att åstadkomma en vit färg kan ett oorganiskt material som t.ex. titandioxid användas. Andra oorganiska material, t.ex. järnoxider, kan användas för att framställa gula, röda, svarta, bruna och bruna tärningar. Organiska färgämnen som pyrazolonrött, kinacridonviolett och flavanthrongult kan också användas.

En mängd andra fyllnadsmaterial tillsätts till plasterna för att producera en hållbar tärningssats av hög kvalitet. För att öka polymerens bearbetbarhet och flexibilitet ingår en mjukgörare. Plasticizers är icke-flyktiga lösningsmedel och inkluderar saker som paraffinoljor eller glycerol. För att förbättra plastens allmänna egenskaper tillsätts förstärkningsmaterial som glasfiber. Under tillverkningen värms plasten vanligtvis upp. Därför måste stabilisatorer tillsättas för att skydda plasten från att brytas ner. Omättade oljor, t.ex. sojaolja, kan användas som värmestabilisatorer. Andra skyddsmaterial som tillsätts är ultraviolett (UV)-skyddsmedel som bensofenoner för att förhindra UV-nedbrytning och antioxidanter som alifatiska tioler för att lindra miljöoxidation. Slutligen används även föreningar under tillverkningen för att underlätta bearbetningen. Detta inkluderar i allmänhet material som etoxilerade fettsyror, silikoner eller metallstearater, som hjälper till att avlägsna plasten från formen.

Herställningsprocessen

Den exakta tillverkningsprocessen för alla typer av matriser beror på de basråvaror som används. För massproduktion av ofullkomliga standardtärningar används en formsprutningsprocess som följs av målning och förpackning.

Formning

1 I början av en tillverkningslinje för tärningar omvandlas plastpellets till tärningar genom formsprutning. Pellets är plastkulor som redan har alla färgämnen och fyllmedel tillsatta. De placeras i en stor behållare, en så kallad tratt, och passerar genom en hydrauliskt styrd skruv. När de passerar genom skruven värms de upp och smälts. I slutet av denna skruv finns en spridare som sprutar in det smälta materialet i en kall, sluten tvådelad form.
2 Formen består av flera kammare som skapar flera plastdelar. Inne i formen hålls plasten under tryck och får sedan svalna. När den svalnar hårdnar plastbitarna. Formen öppnas sedan. När formen öppnas tvingas de enskilda delarna samman för att bilda en enda fast kub. Eftersom formen var lämpligt utformad har denna kub intryckningar som kommer att bli prickarna på varje sida. Kuben kastas sedan ut ur formen, beläggs och förs vidare till nästa produktionsfas via transportband. Under tiden stängs den tvådelade formen igen vilket gör den redo att skapa nästa matris.

Målning och märkning

3 För att slutföra produktionen av matriserna kan de tvättas och torkas innan de slutliga dekorationerna appliceras. Först målas fläckarna på lämpligt sätt. För specialtärningar kan ord tryckas eller bilder appliceras på varje sida. Företagslogotyper eller annan reklam kan också appliceras. Dessa kan vara klistermärken eller beläggningar. De beläggningar som används under detta steg är speciellt framtagna för att fästa på plasten och torka snabbt.

Förpackning

4 Beroende på tärningarnas slutliga användning kan de vara bulkförpackade för användning i brädspel eller individuellt förpackade för försäljning till konsumenter. För brädspel förpackas tärningarna i lådor och skickas till speltillverkare precis som alla andra komponentmaterial. När tärningarna säljs direkt till konsumenterna förpackas de vanligen i blisterförpackningar av plast med en baksida av kartong. Denna förpackning har det dubbla syftet att skydda tärningarna under transporten och att göra reklam för produkten. De färdiga tärningarna placeras sedan i lådor och skickas med lastbil till distributörer.

Kvalitetskontroll

För att säkerställa att varje tillverkad tärning uppfyller angivna kvalitetsstandarder vidtas ett antal kvalitetskontrollåtgärder. Före tillverkningen kontrolleras vissa fysiska och kemiska egenskaper hos de inkommande plastråvarorna. Detta innefattar sådant som bestämning av molekylvikten, studier av den kemiska sammansättningen och visuell kontroll av utseendet. Mer rigorösa tester kan också göras. Exempelvis kan spännings- och töjningstestning utföras för att bestämma plastens hållfasthet. Slagprovningar hjälper till att bestämma plastens seghet. Under tillverkningen är linjeinspektörer stationerade på olika ställen i produktionslinjen. Här gör de en visuell kontroll av plastdelarna för att se till att de har rätt form, storlek och färg. De kontrollerar också den slutliga förpackningens integritet. Om några defekta tärningar upptäcks tas de bort från produktionslinjen och läggs åt sidan för omformning. Datorer används också för att styra plastanvändning, formens uppehållstid och linjens hastighet.

Framtiden

I framtiden kommer tärningstillverkarna att koncentrera sig på att öka försäljningen och förbättra produktionsprocessen. För att öka försäljningen kommer tärningsmarknadsförare att delta i utvecklingen av nya spel som använder olika typer av tärningar. Dessa spel kommer att kräva nya typer av tärningar som kan ha olika former, storlekar och plastsammansättningar. Ur produktionssynpunkt kommer framtida förbättringar att fokusera på att öka tillverkningshastigheten, minimera kemikaliespill och minska de totala kostnaderna.

Här kan du läsa mer

Böcker

Beasley, John. Matematik för 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. och C. Carraher. Polymer Chemistry. New York: Marcel Dekker, Inc., 1992.

Periodika

Chabot, J. och R. Malloy. ”A History of Thermoplastics Injection Molding”. Del I: En industris födelse”. Journal of Injection Molding Technology (mars 1997).

Andra

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

-Perry Romanowski