第283章 鏡片製造工藝
第283章 鏡片製造工藝
打磨鏡片的工具和加工鏡片的匠人，趙炎用的都是現成的。
中國自石器時代以來，就有專門加工無機非金屬材料的工匠。
這群人被叫作玉器匠人。
到北宋時候，中國的玉器加工已經形成了一條成熟的產業鏈。
他們使用的機器是一種叫作「砣機」的腳蹬式旋轉工具機。
趙炎第一次見到這機器的時候，心裡著實驚訝了一番。
砣機的工作原理很簡單，用一條繩子纏繞工作軸。
兩個繩頭一左一右連在踏板上。
使用的時候，左右腳配合踩踏。
通過繩子的摩擦力，帶動工作軸來迴轉動，切割、打磨玉石。
匠人們使用的磨料叫作「解玉砂」。
解玉砂的成份很雜。
趙炎看過之後，只能基本判斷解玉砂內應該包含石英砂、剛玉砂和石榴石砂。
玉器匠人們用這套組合加工玻璃的時候，還算順利。
但是加工水晶就遇到了大麻煩。
之前他們打磨的普通鈣鈉玻璃，莫氏硬度一般在5到6之間。
解玉砂的成份中，剛玉的莫氏硬度可以達到9，僅次於金剛石。
石榴石砂的硬度在7.5到8之間。
就算最軟的石英砂，也就是二氧化矽，莫氏硬度也有7。
莫氏硬度從6到7，表現出的硬度並不是差了百分之十幾，也不是差了一倍那麼簡單。
而是往往要差幾倍，甚至是一個數量級。
「砣機」和「解玉砂」的組合，可以輕鬆打磨玻璃。
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但是換成水晶，就是另外一種情況了。
水晶和石英砂的成份都是二氧化矽，莫氏硬度都是7。
這樣一來解玉砂的主要成份，石英砂就沒什麼作用了。
按說剛玉的莫氏硬度可以達到9。
石榴石砂的硬度在7.5到8之間。
剛玉砂和石榴石砂配合，完全可以切割、打磨水晶。
可是實際效果卻非常差。
原因很簡單，他們用的剛玉砂和石榴石砂純度不夠。
高純度的剛玉，也就是氧化鋁應該呈白色。
高純的石榴石砂應該是櫻桃紅色。
可是他們使用的剛玉砂、石榴石砂，都呈偏黑色。
根據趙炎的經驗，自然界的原料一旦發黑，除了含有灰塵。
大概率就是含有氧化鐵、四氧化三鐵等鐵質雜質。
趙炎要是能重新穿回去。
從他們廠子備料車間，隨便找兩片切割鋼材報廢的金剛石鋸片。
或者是在機加工車間，找個碳化鎢、碳化鈦的刀具，來切割水晶都是手拿把掐。
可是現在沒這條件。
趙炎只能在目前的基礎上改進了。
首先，就是要改進那個「砣機」。
趙炎親自上手試了試，這東西用起來實在是太費勁了。
兩隻腳必須互相配合，一個上，一個下，才能讓「砣機」的軸轉動起來。
一起往下踩的話，只能自己跟自己較勁。
這一來，砣機的工作軸轉動，就是一左一右來迴轉了。
來迴轉的軸，會反覆經歷加速、減速、倒轉，再加速、減速、倒轉這個過程。
浪費大量的能量不說，關鍵是轉速上不去。
轉速上不去，切割和打磨效率也就上不去。
2020年代，一台普通中檔工具機的效率，可以比八九十年同樣功能的世界頂級工具機，高出好幾倍。
秘訣就在主軸轉速上。
八九十年代的工具機，普遍採用機械傳動，每分鐘轉速只能達到幾千轉。
而2020年，一半以上的中檔工具機都採用了電主軸。
電主軸每分鐘轉速可以輕鬆達到幾萬轉，甚至十幾萬轉。
轉速提高之後，加工精度也能大幅提高，廢品率大幅下降。
想提高砣機工作軸的轉速，必須把來迴轉動，改為一個方向轉動。
改進的方法很簡單，就是借鑑後世家用縫紉機的辦法。
將原本繩子纏繞在工作軸上，直接帶動工作軸來迴轉動的傳動方式，改為曲柄連杆，加皮帶傳動。
把兩個踏板，改成一個。
踏板通過曲柄連杆，帶動大輪轉動。
接著再由皮革製作的皮帶，把大輪的轉動，傳導到工作軸的小輪上，實現加速效果。
另外，「砣機」工作軸上還應該加上飛輪。
用於儲能，穩定轉速。
加上軸承，用於減少摩擦。
趙炎感覺這個「砣機」造熟之後，他們將來可以在這個基礎上造縫紉機了。
曲柄連杆傳動技術，也可以作為將來蒸汽機的儲備技術其次，就是解玉砂的問題。
之前，解玉砂的成份太複雜了。
他們要去除解玉砂中，較軟的石英砂和石榴石砂，全部採用硬度更高的剛玉砂。
對於剛玉砂中的雜質，採用分選提純。
醋會腐蝕剛玉砂表面，破壞其晶體結構，導致硬度下降，這時候不能用！
另外，趙炎還準備燒制一些剛玉薄片。
破碎之後，做成剛玉砂，試試效果。
趙炎剛剛看過水晶打磨，趙則平和王掌柜就聽說他回來了，趕了過來。
兩人上下打量了一番趙炎，確定趙炎渾身上下沒少零件，沒受傷這才鬆了口氣。
離開徐州前，趙炎可是放話出來，要從王大用手裡解救周到。
趙則平和王掌柜這段時間，一直懸著心。
兩人匯報了最近的工作。
這段時間，鐵匠鋪、木器行、車馬行的工作，還算順利。
關鍵是要過年了，要給工人們發各種加俸，還要發福利。
趙炎手下現在已經有三四千人給他打工，這是一項大工程。
趙則平和王掌柜跟去年一樣，準備了麵粉、大米、屠蘇酒、麥芽糖、門神桃符————
根據掌鉗師傅、幫工、學徒過去一年的表現，劃分了不同等級。
「去年這麼發還行，今年不夠！」趙炎搖了搖頭道。
「那再加點啥？」王掌柜問道。
趙炎想了想道，「每人再加一匹絹！」
過年要做新衣服，絹也是必需品。
「每人一匹絹，這是不是有點多了？」王掌柜連忙道。
就算最便宜的絹，一匹也在一貫以上。
給三四千人每人發一批絹，那可就是好幾千貫！
「不算多，這段時間他們立了大功！」趙炎道。
工匠們雖然沒去日本，但是日本那邊的成功有他們一份功勞。
王掌柜去拿名單，按照各人表現，發放不同等級的絹。
趙炎給趙則平布置了新任務。
接下來他們要製造拉力更大的鋼臂弩，甚至是床子弩，需要製造更強大的弓臂。
還要改造砣機，製造曲柄連杆、皮帶。
第二天一早，趙炎又去了木器作坊，看了新吊車的製造。
往返海州和日本的船隻裝卸工作量越來越大，也需要吊車了。
正看著，一輛馬車在木器作坊門口停下，陳鳳從車上跳了下來。
一見面，陳鳳就抱著趙炎哭了起來，「老四，你可算回來了！」
打磨鏡片的工具和加工鏡片的匠人，趙炎用的都是現成的。
中國自石器時代以來，就有專門加工無機非金屬材料的工匠。
這群人被叫作玉器匠人。
到北宋時候，中國的玉器加工已經形成了一條成熟的產業鏈。
他們使用的機器是一種叫作「砣機」的腳蹬式旋轉工具機。
趙炎第一次見到這機器的時候，心裡著實驚訝了一番。
砣機的工作原理很簡單，用一條繩子纏繞工作軸。
兩個繩頭一左一右連在踏板上。
使用的時候，左右腳配合踩踏。
通過繩子的摩擦力，帶動工作軸來迴轉動，切割、打磨玉石。
匠人們使用的磨料叫作「解玉砂」。
解玉砂的成份很雜。
趙炎看過之後，只能基本判斷解玉砂內應該包含石英砂、剛玉砂和石榴石砂。
玉器匠人們用這套組合加工玻璃的時候，還算順利。
但是加工水晶就遇到了大麻煩。
之前他們打磨的普通鈣鈉玻璃，莫氏硬度一般在5到6之間。
解玉砂的成份中，剛玉的莫氏硬度可以達到9，僅次於金剛石。
石榴石砂的硬度在7.5到8之間。
就算最軟的石英砂，也就是二氧化矽，莫氏硬度也有7。
莫氏硬度從6到7，表現出的硬度並不是差了百分之十幾，也不是差了一倍那麼簡單。
而是往往要差幾倍，甚至是一個數量級。
「砣機」和「解玉砂」的組合，可以輕鬆打磨玻璃。
TW 看書網體驗佳，𝘴𝘩𝘶.𝘵𝘸輕鬆讀
但是換成水晶，就是另外一種情況了。
水晶和石英砂的成份都是二氧化矽，莫氏硬度都是7。
這樣一來解玉砂的主要成份，石英砂就沒什麼作用了。
按說剛玉的莫氏硬度可以達到9。
石榴石砂的硬度在7.5到8之間。
剛玉砂和石榴石砂配合，完全可以切割、打磨水晶。
可是實際效果卻非常差。
原因很簡單，他們用的剛玉砂和石榴石砂純度不夠。
高純度的剛玉，也就是氧化鋁應該呈白色。
高純的石榴石砂應該是櫻桃紅色。
可是他們使用的剛玉砂、石榴石砂，都呈偏黑色。
根據趙炎的經驗，自然界的原料一旦發黑，除了含有灰塵。
大概率就是含有氧化鐵、四氧化三鐵等鐵質雜質。
趙炎要是能重新穿回去。
從他們廠子備料車間，隨便找兩片切割鋼材報廢的金剛石鋸片。
或者是在機加工車間，找個碳化鎢、碳化鈦的刀具，來切割水晶都是手拿把掐。
可是現在沒這條件。
趙炎只能在目前的基礎上改進了。
首先，就是要改進那個「砣機」。
趙炎親自上手試了試，這東西用起來實在是太費勁了。
兩隻腳必須互相配合，一個上，一個下，才能讓「砣機」的軸轉動起來。
一起往下踩的話，只能自己跟自己較勁。
這一來，砣機的工作軸轉動，就是一左一右來迴轉了。
來迴轉的軸，會反覆經歷加速、減速、倒轉，再加速、減速、倒轉這個過程。
浪費大量的能量不說，關鍵是轉速上不去。
轉速上不去，切割和打磨效率也就上不去。
2020年代，一台普通中檔工具機的效率，可以比八九十年同樣功能的世界頂級工具機，高出好幾倍。
秘訣就在主軸轉速上。
八九十年代的工具機，普遍採用機械傳動，每分鐘轉速只能達到幾千轉。
而2020年，一半以上的中檔工具機都採用了電主軸。
電主軸每分鐘轉速可以輕鬆達到幾萬轉，甚至十幾萬轉。
轉速提高之後，加工精度也能大幅提高，廢品率大幅下降。
想提高砣機工作軸的轉速，必須把來迴轉動，改為一個方向轉動。
改進的方法很簡單，就是借鑑後世家用縫紉機的辦法。
將原本繩子纏繞在工作軸上，直接帶動工作軸來迴轉動的傳動方式，改為曲柄連杆，加皮帶傳動。
把兩個踏板，改成一個。
踏板通過曲柄連杆，帶動大輪轉動。
接著再由皮革製作的皮帶，把大輪的轉動，傳導到工作軸的小輪上，實現加速效果。
另外，「砣機」工作軸上還應該加上飛輪。
用於儲能，穩定轉速。
加上軸承，用於減少摩擦。
趙炎感覺這個「砣機」造熟之後，他們將來可以在這個基礎上造縫紉機了。
曲柄連杆傳動技術，也可以作為將來蒸汽機的儲備技術其次，就是解玉砂的問題。
之前，解玉砂的成份太複雜了。
他們要去除解玉砂中，較軟的石英砂和石榴石砂，全部採用硬度更高的剛玉砂。
對於剛玉砂中的雜質，採用分選提純。
醋會腐蝕剛玉砂表面，破壞其晶體結構，導致硬度下降，這時候不能用！
另外，趙炎還準備燒制一些剛玉薄片。
破碎之後，做成剛玉砂，試試效果。
趙炎剛剛看過水晶打磨，趙則平和王掌柜就聽說他回來了，趕了過來。
兩人上下打量了一番趙炎，確定趙炎渾身上下沒少零件，沒受傷這才鬆了口氣。
離開徐州前，趙炎可是放話出來，要從王大用手裡解救周到。
趙則平和王掌柜這段時間，一直懸著心。
兩人匯報了最近的工作。
這段時間，鐵匠鋪、木器行、車馬行的工作，還算順利。
關鍵是要過年了，要給工人們發各種加俸，還要發福利。
趙炎手下現在已經有三四千人給他打工，這是一項大工程。
趙則平和王掌柜跟去年一樣，準備了麵粉、大米、屠蘇酒、麥芽糖、門神桃符————
根據掌鉗師傅、幫工、學徒過去一年的表現，劃分了不同等級。
「去年這麼發還行，今年不夠！」趙炎搖了搖頭道。
「那再加點啥？」王掌柜問道。
趙炎想了想道，「每人再加一匹絹！」
過年要做新衣服，絹也是必需品。
「每人一匹絹，這是不是有點多了？」王掌柜連忙道。
就算最便宜的絹，一匹也在一貫以上。
給三四千人每人發一批絹，那可就是好幾千貫！
「不算多，這段時間他們立了大功！」趙炎道。
工匠們雖然沒去日本，但是日本那邊的成功有他們一份功勞。
王掌柜去拿名單，按照各人表現，發放不同等級的絹。
趙炎給趙則平布置了新任務。
接下來他們要製造拉力更大的鋼臂弩，甚至是床子弩，需要製造更強大的弓臂。
還要改造砣機，製造曲柄連杆、皮帶。
第二天一早，趙炎又去了木器作坊，看了新吊車的製造。
往返海州和日本的船隻裝卸工作量越來越大，也需要吊車了。
正看著，一輛馬車在木器作坊門口停下，陳鳳從車上跳了下來。
一見面，陳鳳就抱著趙炎哭了起來，「老四，你可算回來了！」