不知道大家玩過樂高積木沒有,反正我第一次接觸樂高是在大學的機械活動課中,在此之前我對樂高只有個模糊的印象——積木玩具。但一場活動下來,樂高積木不亞於機械零件的精密性,互換性讓我這個機械控對其大為改觀。
樂高積木的零件種類很多,像齒輪、軸套、連杆、半軸等零件都可以找到,以致於你可以分分鐘根據機械原理拼出一個機械機構。
比如你只需要三根連杆,就能通過低副聯接形成一個簡單的平面連杆機構,由此還可延伸為如窗門的開啟裝置、訂書機的開蓋機構、雨傘等等物品,可玩性非常高。
而樂高能如此完美地還原場景、機械機構跟其模具的製造有著莫大關係,可以這麼說吧,模具就是樂高的靈魂。
PART1
不過一個樂高模具的製造過程是極為複雜,尤其對精度和互換性要求更是達到極致。
何謂精度和互換性?
簡單舉個例子吧,比如我要用樂高積木拼接一個汽車差速器,首先得要找到兩根輸出軸、一根輸入軸以及行星齒輪、主動齒輪、齒輪架等零件。
但如果想讓差速器能夠合理運作,則就需要這些零件的尺寸、相對位置、粗糙度等能夠達到相互裝配的要求。而這些要求就可以當作樂高積木的精度要求。
此外,如果所需的零件少了一個的話,則你可以從相同規格製造出的一批零件中,任取其中一個也可能保障裝配出合格的差速器,這種零件互換的特性就稱為互換性。
樂高積木的互換性程度之高,連30年前的樂高零件,依舊可以與現在的零件兼容,進行組合,而且互換性所帶來最大好處就是可以進行零件的批量生產,節約成本。
PART2
那為何模具製造過程會複雜?
首先聲明一點,這個過程不單單指模具的生產過程,也包括模具的設計過程,而且最為複雜的就是這個設計過程。
就拿最近熱門的1:1樂高布加迪來說,按照樂高的復刻模式,樂高設計師首先是得要對車輛進行全方位的體驗研發,記錄下每一個細節,然後再進行圖紙、模具設計,考慮如何完美地復刻。
而其中模具的設計則就關乎到能否完美還原。
比如在設計車身時,因為布加迪採用的是流線型的設計,樂高的產品原先幾乎是方塊類型。因此,為了能夠達到流行型的要求,設計師就只好重新設計一個三角結構以及蜂窩狀拼接形式,最後再搭配上柔韌材質進行連接,達到完美的流線效果。
不僅如此,設計師還設計出一種三孔結構來還原布加迪Chiron車尾的碳纖維紋理,這種對細節的把握,真的沒話說。
當然,類似的這種細節設計還有許多,比如透明的大燈零件、可升降的尾翼、經典的馬碲式前臉等,我就不一一介紹了,點讚就完事了,
最後,等到設計圖紙確定了,設計師就先會用黏土捏制、微雕成所需要的形狀,並採用3D掃描儀,掃描雕塑的尺寸數據。
接著模具設計師通過數據,開始搭建模型,構造模具。搭建完成後,機器人就會用黃銅打磨出原型模具。檢查無誤後,就會被送入廠房,等待塑膠粒注入其中,印刻樂高積木。
而且樂高這次1:1復刻的布加迪用了100萬個積木零件,由此你就可以想像這項工程是有多複雜了。
PART3
既然提到這個樂高布加迪,那再跟大家簡單說說這次樂高的兩個創新設計——載人,行駛。
為了達到載人的要求,樂高採用了一個重新設計的金屬框架,而且整輛車沒有鋼筋支撐,也沒有用任何膠水粘合劑。
而在行駛方面則是靠樂高復刻的L型馬達,整車共配有24個電機組,總共有2,304個L型馬達組成。
而且整個動力系統除了幾個定製的部件,幾乎都是使用樂高的零件。憑藉著這套動力系統,這輛重達1.5噸的布加迪Chiron能以超過20km/h的速度行駛。我估計這可能是跑得最慢的布加迪。
可能會有人想,做這個玩意有什麼意思,費時費力,而且價格又貴肯本賣不出去,不是虧死了?但是我覺得這正是因為樂高有種魄力去創新,去幹這種事,現在才能如此成功吧。