Würfel
Hintergrund
Würfel sind Werkzeuge, die zum Erzeugen von Zufallszahlen in einer Vielzahl von Gesellschafts- und Glücksspielen verwendet werden. Seit der Antike bekannt, werden Würfel als die ältesten Spielinstrumente bezeichnet. Sie sind typischerweise würfelförmig und mit einem bis sechs Punkten auf jeder Seite gekennzeichnet. Das gebräuchlichste Verfahren zur Herstellung von Würfeln ist das Spritzgießen von Kunststoff mit anschließendem Lackieren.
Verlauf
Würfel werden seit Tausenden von Jahren zu Spiel- und Wahrsagezwecken verwendet. In ägyptischen Gräbern gefundene Beweise deuten darauf hin, dass diese Zivilisation sie bereits im Jahr 2000
Bis zum 20. Jahrhundert wurden Würfel in der Regel in Handarbeit und in kleinem Maßstab hergestellt. Als die Kunststofftechnologie aufkam, wurden Methoden zu ihrer Anwendung bei der Herstellung von Würfeln entwickelt. Dies ermöglichte es den Herstellern, Massenmengen von Würfeln auf kostengünstige Weise herzustellen. Im Laufe der Jahre wurden eine Vielzahl von Patenten für verbesserte Verfahren zur Herstellung von Würfeln erteilt.
Design
Die Standardmatrize ist ein sechsseitiger Kunststoffwürfel. Jede Seite ist normalerweise mit einem bis sechs Punkten oder Punkten markiert. Diese Punkte sind so angeordnet, dass gegenüberliegende Seiten immer sieben sind. Beispielsweise liegt die Einpunktseite der Sechspunktseite gegenüber und die Dreipunktseite liegt der Vierpunktseite gegenüber. Bei einem Zwei-Würfel-Spiel werden die Würfel geschüttelt und auf eine Oberfläche geworfen. Der gewürfelte Betrag wird durch die aufgedeckten Seiten der Würfel angezeigt. Wenn die Würfel ausgewogen und fair sind, hat jede Seite die gleiche Chance, offen zu landen. Je nach Spiel bewegt der Spieler entweder seinen Stein oder sammelt Geld basierend auf diesem gewürfelten Betrag. Einige beliebte Glücksspiele, die Würfel verwenden, sind Craps, Chuck-a-Luck und Pokerwürfel. Brettspiele wie Backgammon, Monopoly und Parcheesi verwenden ebenfalls Würfel.
Standardwürfel sind in einer Vielzahl von Größen und Farben erhältlich. Für Brettspiele werden typischerweise ein Paar 12-mm-Würfel verwendet. Diese Würfel gelten als unvollkommen, da sie abgerundete Ecken haben, die den Zufall reduzieren. Da diese Würfel häufig in Kinderspielen verwendet werden, müssen sie bestimmte Sicherheitsstandards für Spielzeug erfüllen. Casinos verwenden perfekte Würfel, die von Hand hergestellt werden können. Sie sind im Allgemeinen größer als Brettspielwürfel mit einer Seitenlänge von 33 mm. Dies sind rote, durchscheinende Würfel mit Präzisionskanten und -ecken und weißen Punkten. Bei dieser Konstruktion haben Würfe mit diesen Würfeln die größte Wahrscheinlichkeit, fair zu sein.
Spezialwürfel werden für viele verschiedene Anwendungen hergestellt. In einigen Fällen werden die Flecken auf einem Standardwürfel durch Wörter, Bilder oder Symbole ersetzt. Wahrsagenwürfel, die verwendet werden, um zukünftige Ereignisse vorherzusagen, haben unterschiedliche Vorhersagebotschaften auf jedem Gesicht. Pokerwürfel haben auf jeder Seite bedruckte Kartenseiten. Für Blinde stehen Blindenschriftwürfel zur Verfügung. Einige Spiele erfordern Würfel mit einer anderen Anzahl von Seiten und können eine größere Anzahl von Ergebnissen liefern als Standardwürfel. Diese Polydices können zwischen drei und 20 Seiten haben. Sie werden häufig in Fantasy-Rollenspielen verwendet.
Das Schlüsselelement der Würfelherstellung ist die Form. Eine Form ist ein in Stahl gehauener Hohlraum, der die Form des Produkts hat, das er bildet. Typischerweise besteht eine Form aus zwei Teilen, die zusammengedrückt werden, um den Hohlraum zu bilden. Wenn ein Kunststoff in diese Form eingespritzt wird, nimmt er beim Aushärten die Form der Form an. Da Würfel feste Würfel sind, ist die Verwendung einer Standardform nicht praktikabel, da sie zu lange zum Abkühlen benötigen würden. Für die Massenproduktion von Würfeln wird ein spezielles Formdesign verwendet. Diese Form besteht aus separaten Kammern, die einzelne Elemente der Matrize bilden. Wenn die einzelnen Teile abkühlen, können sie zusammengepresst werden, um ein einheitliches einzelnes Objekt zu schaffen. Anschließend wird die Form geöffnet und die Matrize ausgeworfen. Um die Entformung des Kunststoffs zu erleichtern, kommen spezielle Trennmittel zum Einsatz. Diese Formgestaltung spart Zeit, da die kleineren Teile schneller abkühlen können.
Rohstoffe
Im Laufe der Geschichte wurden zahlreiche Materialien zu Würfeln geschmiedet. Dazu gehören Dinge wie Knochen, Glas, Holz, Samen und Metalle. Das heute am häufigsten verwendete Grundmaterial für die Würfelherstellung ist Kunststoff. Kunststoffe sind hochmolekulare Polymere, die durch eine Vielzahl chemischer Reaktionen hergestellt werden. Damit ein Kunststoff für die Herstellung von Würfeln geeignet ist, muss er eine gute Schlagzähigkeit aufweisen, leicht einfärbbar und hitzebeständig sein. Es ist auch wünschenswert, dass es klar, farblos und transparent ist. Die meisten Würfel bestehen aus einem duroplastischen Kunststoff. Ein Kunststoff, der all diese Anforderungen erfüllt, ist Polymethylmethacrylat (PMMA). Auch Kunststoffe auf Cellulosebasis werden verwendet.
Da das Polymer, das den Großteil des Kunststoffs ausmacht, typischerweise farblos ist, werden Farbstoffe hinzugefügt, um die Würfel ansprechender zu machen. Dies können lösliche Farbstoffe oder zerkleinerte Pigmente sein. Um eine weiße Farbe zu erzeugen, kann ein anorganisches Material wie Titandioxid verwendet werden. Andere anorganische Materialien wie Eisenoxide können verwendet werden, um gelbe, rote, schwarze, braune und hellbraune Würfel herzustellen. Organische Farbstoffe wie Pyrazolonrot, Chinacridonviolett und Flavanthrongelb können ebenfalls verwendet werden.
Eine Vielzahl anderer Füllstoffe wird den Kunststoffen zugesetzt, um einen langlebigen, hochwertigen Würfelsatz herzustellen. Um die Verarbeitbarkeit und Flexibilität des Polymers zu erhöhen, ist ein Weichmacher enthalten. Weichmacher sind nichtflüchtige Lösungsmittel und umfassen Dinge wie Paraffinöle oder Glycerin. Um die Gesamteigenschaften des Kunststoffs zu verbessern, werden Verstärkungsmaterialien wie Glasfaser hinzugefügt. Während der Herstellung wird der Kunststoff typischerweise erhitzt. Aus diesem Grund müssen Stabilisatoren hinzugefügt werden, um den Kunststoff vor dem Zerfall zu schützen. Als Hitzestabilisatoren können ungesättigte Öle wie Sojabohnenöl verwendet werden. Andere Schutzmaterialien, die hinzugefügt werden, umfassen Ultraviolett-(UV)-Schutzmittel wie Benzophenone, um UV-Zersetzung zu verhindern, und Antioxidantien wie aliphatische Thiole, um die Umweltoxidation zu mildern. Schließlich werden auch Verbindungen während der Herstellung verwendet, um die Verarbeitung zu unterstützen. Dazu gehören im Allgemeinen Materialien wie ethoxylierte Fettsäuren, Silikone oder Metallstearate, die beim Entformen des Kunststoffs helfen.
Der Herstellungsprozess
Prozess
Der genaue Herstellungsprozess für jede Art von Matrize hängt von den verwendeten Grundrohstoffen ab. Für die Massenproduktion von unvollkommenen Standardwürfeln wird ein Spritzgussverfahren gefolgt von Lackierung und Verpackung verwendet.
Formen
- 1 Am Anfang einer Würfelfertigungslinie werden Kunststoffpellets durch Spritzgießen zu Würfeln verarbeitet. Die Pellets sind Kunststoffkügelchen, denen alle Farbstoffe und Füllstoffe bereits hinzugefügt wurden. Sie werden in einen großen Behälter, den sogenannten Trichter, gegeben und durch eine hydraulisch gesteuerte Schnecke geleitet. Beim Durchlaufen der Schnecke werden sie erhitzt und geschmolzen. Am Ende dieser Schnecke befindet sich ein Streuer, der die Schmelze in eine kühle, geschlossene zweiteilige Form spritzt.
Kunststoffpellets werden in einen großen Behälter, den sogenannten Trichter, gegeben und durch eine hydraulisch gesteuerte Schnecke geleitet. Beim Durchlaufen der Schnecke werden sie erhitzt und geschmolzen. Am Ende dieser Schnecke befindet sich ein Streuer, der das geschmolzene Material in ein kühles, geschlossenes Zweiteiler spritzt. Der Würfel ist bemalt und verpackt. - 2 Die Form besteht aus mehreren Kammern, aus denen mehrere Kunststoffteile entstehen. In der Form wird der Kunststoff unter Druck gehalten und anschließend abkühlen gelassen. Beim Abkühlen härten die Kunststoffteile aus. Anschließend wird die Form geöffnet. Beim Öffnen der Form werden die einzelnen Teile zu einem einzigen massiven Würfel zusammengepresst. Da die Form entsprechend gestaltet wurde, hat dieser Würfel Vertiefungen, die zu den Punkten auf jeder Seite werden. Anschließend wird der Würfel aus der Form ausgeworfen, beschichtet und über ein Förderband der nächsten Produktionsphase zugeführt. Währenddessen schließt sich die zweiteilige Form wieder und ist bereit für die nächste Matrize.
Malen und Beschriften
- 3 Um die Herstellung der Matrize abzuschließen, können diese gewaschen und getrocknet werden, bevor die endgültigen Dekorationen aufgebracht werden. Zuerst werden die Spots entsprechend bemalt. Bei Spezialwürfeln können auf jeder Seite Wörter gedruckt oder Bilder angebracht werden. Auch Firmenlogos oder sonstige Werbung können angebracht werden. Dies können Aufkleber oder Beschichtungen sein. Die in diesem Schritt verwendeten Beschichtungen sind speziell formuliert, um auf dem Kunststoff zu haften und schnell zu trocknen.
Verpackung
- 4 Abhängig von der endgültigen Verwendung der Würfel können sie für die Verwendung in Brettspielen lose verpackt oder für den Verbraucherverkauf einzeln verpackt sein. Bei Brettspielen werden die Würfel wie jedes andere Komponentenmaterial in Kartons verpackt und an Spielehersteller versandt. Wenn sie direkt an Verbraucher verkauft werden, werden die Würfel in der Regel in Plastikblisterverpackungen mit Kartonrückseite verpackt. Diese Verpackung hat den doppelten Zweck, die Würfel während des Versands zu schützen und das Produkt zu bewerben. Die fertigen Würfel werden dann in Kisten gelegt und per LKW an die Händler versandt.
Qualitätskontrolle
Um sicherzustellen, dass jedes produzierte Werkzeug den festgelegten Qualitätsstandards entspricht, werden eine Reihe von Qualitätskontrollen durchgeführt. Vor der Herstellung werden bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften der eingehenden Kunststoffrohstoffe überprüft. Dazu gehören Dinge wie Molekulargewichtsbestimmungen, Studien der chemischen Zusammensetzung und visuelle Inspektion des Aussehens. Es können auch strengere Tests durchgeführt werden. Zum Beispiel können Spannungs-Dehnungs-Tests durchgeführt werden, um die Festigkeit des Kunststoffs zu bestimmen. Schlagversuche helfen, die Zähigkeit des Kunststoffs zu bestimmen. Während der Fertigung sind an verschiedenen Stellen der Fertigungsstraße Linienprüfer stationiert. Hier überprüfen sie die Kunststoffteile visuell auf Form, Größe und Farbe. Sie überprüfen auch die Unversehrtheit der Endverpackung. Wenn defekte Würfel gefunden werden, werden sie aus der Produktionslinie entfernt und zum Umformen beiseite gelegt. Computer werden auch verwendet, um den Kunststoffverbrauch, die Formverweilzeit und die Liniengeschwindigkeit zu kontrollieren.
Die Zukunft
Künftig werden sich die Würfelhersteller darauf konzentrieren, den Absatz zu steigern und den Produktionsprozess zu verbessern. Um den Umsatz zu steigern, werden Würfelvermarkter an der Entwicklung neuer Spiele beteiligt, die verschiedene Arten von Würfeln verwenden. Diese Spiele erfordern neue Arten von Würfeln, die unterschiedliche Formen, Größen und Kunststoffzusammensetzungen haben können. Aus Produktionssicht werden sich zukünftige Verbesserungen auf die Erhöhung der Herstellungsgeschwindigkeit, die Minimierung des chemischen Abfalls und die Reduzierung der Gesamtkosten konzentrieren.
Herstellungsprozess