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从小用到大的铅笔,没想到做起来这么复杂

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小时候刚学写字时用的是带橡皮擦的六边形铅笔,便宜好握,便于修正。铅笔是由铅笔芯和外面的木头组成的,但要把铅笔芯塞进去可没想象中的简单。

铅笔虽然叫铅笔,但笔芯是不含铅的,主要是石墨,一种碳单质,因为颜色和铅差不多就被误传叫开来了...

造铅笔芯

铅笔的原料主要是黑色的石墨粉和白色的黏土粉。标识的 HB,1B,2B...随着 B 前面的数字变大,就表示生产时加的黏土越少,铅笔芯越软,颜色越浓粗,一般小学生用的是 HB,需要填答题卡用的是 2B。

出石墨浆

为了彻底混合均匀,转动钢桶长达 24 小时,同时还要加水让混合更加充分,最后出来的就是均匀顺滑的石墨浆。

压滤变干

将石墨浆倒进压滤机中的一排排网格膜,压滤机就像超大老虎钳一样把水压出去,湿软的石墨浆就变成了干粉。

压出汁水的过程…

风干变硬

滤上五个小时,一块块硬质的石墨粘土混合物就可以从模具中取出了。还没完!还得再风干两天时间,这样的石墨块才算足够坚硬。

研磨成粉

之后把石墨块放进挤压机磨碎成粉末,再给混合粉末加水,让它变成硬面团状。

强力敲打

再以超暴力的电动锤把铅笔芯粉末敲进一个圆筒模具里,这样强力的敲打可以有效消除粉末里的空气,防止笔芯在制作的过程中产生缝隙。

压成笔芯

从模具里取出的粉末团终于要压成铅笔芯了。首先把装满混合粉末的圆筒模具放入挤压机,机器会把混合粉末推进更小的模具里,就像压面条一样,铅笔芯就被挤出来了...

这个时候的铅笔芯还很脆弱,一遇到挤压就容易断,要变硬就得送进窑子里烧~超高温能让混在铅笔芯里的黏土发生作用,从而让铅笔芯变硬,这也是前面要一直蹂躏使黏土和石墨合而为一的原因。

铅笔木身

把板状的香柏木送进开槽机里,香柏木的纹理笔直又强韧,选择这样的木质才适合做铅笔。

木板开槽

这里的开槽,就是在一块木板上刻出 8 个沟槽来,等下用来放 8 根铅笔芯。

下图是拿来刮出沟槽的刀片静态图。开好沟槽后要送去补铅机处理啦~

注入胶水

先把胶水注入到木板的 8 个沟槽中。

放入笔芯

笔芯按照 8 根一组在旋转的滚轮传输带上被准确的装入沟槽里,像是齿轮的啮合一样精确。先前注入的胶水这时候能固定住笔芯。

铅笔三明治

翻转机再把另一块开了沟槽的板子盖上去,就做成了一个铅笔三明治。这就是笔芯放进铅笔的方法,完全不是我们脑补的:在木头上打洞再塞笔芯。

切割成型

合到一起的木板要被送去成型机做切割,一次性切出来的就是 8 根六角形的铅笔了,六角铅笔之所以有六个平坦的面,就是为了防止铅笔随意滚动。

刚切好出机器的一排铅笔,这种成型切割的方法和《牙签是怎么一根根削出来的?》相差无几。

铅笔染色

竖直方向上根根排列好的铅笔,最底部的一根总是会被推送到染料机里。

从染料机里出来的黄色铅笔。资料记载 1890 年代的美国铅笔制造从业者就开始使用黄色颜料了,因为当时黄色的颜料便宜...路径依赖之下,黄色就逐渐成了优质铅笔的代表色。

等颜料干燥之后,还要印上 logo 和其他生产信息。

笔头橡皮

每根铅笔头上先戴上一个叫「套圈」的金属扣件。

接着机械臂按住笔身,小撞锤把橡皮头按压到套圈里。

要给套圈紧箍了,每根铅笔的左右两边各有两根金属撞针,用力一戳就把笔身、套圈、橡皮头固定到一起了。

制作完后的带橡皮头的铅笔。

套上盒子的包装过程。

一支铅笔是可以写出 56 公里那么长的,是不是很震惊?要看测试书写长度的方法戳《圆珠笔的出厂测试,我能看一个晚上》。

等等!Cast 还有话说

电影《三傻大闹宝莱坞》有个情节,说宇航局要花数百万美元制造可以在太空中使用的笔,主角说为啥不用铅笔?院长吃瘪...后来说实际是在零重力的环境下,石墨粉和橡皮屑这类漂浮物会对宇航员和精密仪器造成困扰。

这是真的,现在改进后的太空笔价格已经降到我们穷鬼也买得起了…太空笔是那种充氮气的密封笔芯,就靠气压推动油墨进行书写。

我是 Cast,学机械设计的

好奇各种东西都咋做的?我来带你看个究竟!

校对:江小丧、王叉叉

文中 Gif 截取自:Discovery《Factory Made》S02E06

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发表评论 13

评论 (5) 只看楼主

热门评论

  • 2017-10-24 12:14 吾饿不坐 只看Ta
    铅笔虽然叫铅笔,但笔芯是不含铅的,主要是石墨,一种碳单质,因为颜色和铅差不多就被误传叫开来了...

    还真不是这个原因

    最早时期在古希腊、古罗马时代的时候,铅笔还真的是一根铅棒来的

    后来才用石墨代替了

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全部评论

  • 1楼
    2017-10-24 12:14 吾饿不坐 只看Ta
    铅笔虽然叫铅笔,但笔芯是不含铅的,主要是石墨,一种碳单质,因为颜色和铅差不多就被误传叫开来了...

    还真不是这个原因

    最早时期在古希腊、古罗马时代的时候,铅笔还真的是一根铅棒来的

    后来才用石墨代替了

    [6] |
  • 2楼
    2017-10-24 12:35 馒头老妖 有机化学博士,法学学士 只看Ta

    记得《三傻大闹宝莱坞》里,好像后来有次下大雨,院长告诉主角了这个原因的,当时不戳破,是为了保护他的积极性。

    [1] |
  • 3楼
    2017-10-25 08:39 fu-80 DIYER,摄影师,电容技术顾问 只看Ta

    想起了小时候被长城铅笔支配的恐惧······2333

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  • 4楼
    2017-10-25 13:54 Big.D 果壳实验室主任 只看Ta

    什么叫 送进窑子里烧……

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  • 5楼
    2017-10-26 16:16 Cast 机械专业,DIY爱好者 只看Ta
    引用@Big.D 的话:什么叫 送进窑子里烧……

    哈哈哈哈

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