众所周知,慧鱼创意组合模型fischertechnik是由慧鱼公司的创始人Arthur Fischer博士发明的。起初只是送客户孩子的礼品。但这种有趣的拼装模型,迅速凭借其独特的设计和随心所欲的扩展组合走红。具体的介绍请上网查询,我这里不再科普了。
我一直对它的经典设计:“构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接”很好奇,想知道它里面的结构到底是怎么样的?所以今天我们就来一个打破沙锅问到底,我们来解剖一个慧鱼的小砖块来一探究竟。
构成小砖块的塑料硬度很大,一般性的小刀很难把它切开。我使用了刀背很厚的锉刀和榔头才打开砖块。与其说是切开,不如说是使用锤子以后,材料的自行裂开。制作小砖块的材料如此坚硬,大大出乎我的意料,也引起了我更大的好奇。我找到了一份早期慧鱼(70年代)的宣传资料,在这份资料中,可以看到,制造慧鱼的材料有:nylon、hostaform和terluran。
先说nylon塑料,也叫聚酰胺,简称PA。我网上查了一下:PA具有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一定的阻燃性,易于加工,适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性,提高性能和扩大应用范围。我不是材料学家,对这些高分子材料完全不懂,但是根据这个描述,我猜想:慧鱼的许多零件:例如三角梁,支撑杆等硬度较低,比较柔软的零件,应该是由尼龙塑料构成的。注意,这个仅仅是我的猜想,欢迎各位大神留言指导。
再说hostaform,又叫聚甲醛,简称POM被誉为“超钢”或者“赛钢”。它是具有高的力学性能,如强度、模量、耐磨性、韧性、耐疲劳性和抗蠕变性。 所以它适合于作齿轮、链条、驱动轴、轴承、阀杆螺母、叶轮、滚轮、凸轮以及各种机械结构件、电动工具外壳手柄、开关等。根据这个描述,我猜想:慧鱼的齿轮,滑轮,链条零件是由POM制作而成的。注意,同样是猜想,欢迎大家指正。
最后说terluran,就是德国巴斯夫的ABS工程塑料,又叫苯乙烯系塑胶,简称ABS。网上描述ABS的物理特性相当优异,具耐热、耐冲击、耐腐蚀、高光泽度、易著色、硬度高、成型容易且二次加工性佳等优点 ,故已被广泛使用于资讯业、家电用品、事务机器及汽车零件(如仪表板)。所以我认为:构成小砖块的主要材料是terluran,就是ABS工程塑料。
在网上搜索的时候,我发现:
hostaform是由德国化学家,1953年诺贝尔化学奖获得者赫尔曼·施陶丁格(德语:Hermann Staudinger)发现的POM。
1962年,塞拉尼斯有了自己的共聚甲醛——Celcon,并在美国实现了商业化生产。
1963年,塞拉尼斯与Hoechst在德国合资成立了泰科纳,生产 Hostaform共聚甲醛。
而慧鱼组合玩具推出的时间是1964年,说明当时的慧鱼公司大胆使用新材料来提高产品的质量。同时hostaform和terluran都是德国公司的产品,而慧鱼的另外两大主打产品,慧鱼锚栓和慧鱼汽车零件,都使用了许多新材料。可见慧鱼对于工程塑料的选择和使用,是非常具有专业性的。
好了,到这里我发现我严重偏题了,好吧,那就把材料问题讨论到底吧。这里先买个关子,我们将在最后讨论慧鱼小砖块的结构问题。
我们再说说乐高lego零件的材料,据说,所有乐高积木均采用高标准特定的ABS塑胶为主要原材料加工,这些原材料不仅符合玩具级的安全标准,甚至符合食品包装级的标准;为此,公司还在丹麦本部设立了一个塑胶材料研发实验室以及一个测试实验室,以保证所挑选的原材料性能符合一系列更苛刻的要求和标准。全球销售的乐高积木玩具均采用统一的塑料原料供应商。
可见,ABS塑料是乐高零件的主要材料,但是我觉的,对于不同的零件,乐高的ABS配方会有所不同,比如齿轮等零件,应该加入一些特殊的材料来增加零件的耐磨性等。
根据我使用乐高和慧鱼模型的体验来说,慧鱼的材料更加坚固,更加耐磨。但我不是说乐高的零件质量不如慧鱼,是两个玩具的拼装体系不同,所以它们使用的材料也会不一样。试想:如果乐高使用慧鱼的材料,那很有可能影响两个积木之间的拼装体验:材料太坚固,拼装所需要的力量就越大,拆起来也是如此;材料太软,可能造成拼装的牢固度不够。所以使用什么材料,和拼装的体系,方式息息相关。我们有理由相信,使用在慧鱼零件上的材料,是最适合慧鱼拼装体系的。同样使用在乐高零件上的材料,也是最适合乐高的。
最后我们来看零件切开后的图片,从图片中我们不难看出,慧鱼小砖块的拼接接口,底部是一个钢制的榫头。仔细观察这个钢制榫头,我们发现,这个钢制榫头表面是经过特殊处理的,处理后的榫头可以牢牢地固定在塑料的零件中,这个处理的表面,实际起到了一个倒钩的效果。联想到慧鱼公司是以做锚栓起家的,所以这样的设计就一点都不奇怪了,完全是发扬公司在锚栓技术方面的优势。而钢制榫头上的十字零件,也是起到了一个二次加固的作用,使拼装接口可以从容地从四个方向插入拼装槽。
我们从慧鱼的宣传材料中可以看到,这个燕尾槽的接口,可以承受10kg的重量而不松开,这也反应了德国人的严谨作风。慧鱼的这个燕尾槽设计,相比乐高,在拼装的坚固度上是非常值得称道的。相信每个乐高迷都有乐高零件松掉(特别是多次拼装后)的痛苦经历。这个问题在慧鱼拼装体系上就很少发生。但是慧鱼的拼装,有的时候需要用比较大的力量才能实现,这个是相比乐高的一个缺点。好了,今天我们关于慧鱼零件的使用材料和结构问题上就先讨论到这里。
以上的一些观点只是我的一家之言,我也不是材料方面的专家,只是喜欢拼装模型,所以提出自己的一些猜想和看法,难免有错误和不当之处,希望大家留言讨论和指正,谢谢!