Lápiz

Antecedentes

Uno de los utensilios de escritura más antiguos y más utilizados, el lápiz se originó en tiempos prehistóricos cuando se usaban rocas calcáreas y palos carbonizados para dibujar en superficies tan variadas como pieles de animales y paredes de cuevas. Los griegos y los romanos usaban piezas planas de plomo para dibujar líneas tenues en el papiro, pero no fue hasta finales del siglo XV cuando se desarrolló el antepasado directo más antiguo del lápiz actual. Aproximadamente cien años después, se descubrió cerca de Borrowdale, en el noroeste de Inglaterra, grafito, un mineral común que se presenta como vetas suaves y brillantes en las rocas. La mina de Borrowdale suministró grafito a Europa durante varios cientos de años; sin embargo, debido a que la gente no podía diferenciar entre grafito y plomo, se referían al primero como "plomo negro". Cortado en varillas o tiras, el grafito estaba fuertemente envuelto en cordeles para proporcionar resistencia y un mango cómodo. El producto terminado, llamado lápiz de mina, fue bastante popular. A fines del siglo XVI, se descubrió en Alemania un método para pegar tiras de madera alrededor del grafito, y el lápiz moderno comenzó a tomar forma. En 1779, los científicos determinaron que el material que antes pensaban que era plomo era en realidad una forma de carbono microcristalino al que llamaron grafito (del griego "graphein" que significa "escribir"). El grafito es una de las tres formas naturales de carbono puro; las otras son el carbón y el diamante.

A fines del siglo XVIII, la mina de Borrowdale se agotó y, como el grafito ahora era menos abundante, se tuvieron que mezclar otros materiales para crear lápices. Un químico francés, Nicolas Jacques Conte, descubrió que cuando se mezclaban, moldeaban y horneaban grafito en polvo, arcilla en polvo y agua, el producto final se escribía tan suavemente como el grafito puro. Conte también descubrió que se podía producir un núcleo de escritura más duro o más blando variando la proporción de arcilla y grafito:cuanto más grafito, más negro y más blando es el lápiz. En 1839, Lothar von Faber de Alemania desarrolló un método para hacer pasta de grafito en varillas del mismo grosor. Más tarde inventó una máquina para cortar y ranurar la madera del lápiz. Tras el agotamiento de la fuente de grafito que alguna vez fue abundante en Borrowdale, se establecieron gradualmente otras minas de grafito en todo el mundo.

Varias de estas minas se establecieron en los Estados Unidos y los primeros lápices estadounidenses se fabricaron en 1812, después de que la Guerra de 1812 puso fin a las importaciones inglesas. William Monroe, un ebanista de Concord, Massachusetts, inventó una máquina que cortaba y ranuraba listones de madera con la suficiente precisión para hacer lápices. Alrededor de ese tiempo, el inventor estadounidense Joseph Dixon desarrolló un método para cortar cilindros de cedro individuales por la mitad, colocando el núcleo de grafito en una de las mitades y luego pegando las dos mitades nuevamente. En 1861, Eberhard Faber construyó la primera fábrica de lápices de Estados Unidos en la ciudad de Nueva York.

Hoy en día, la dureza de un lápiz se designa con números o letras. La mayoría de los fabricantes utilizan los números del 1 al 4, siendo el 1 el más suave y la marca más oscura. Los lápices del número 2 (medio blando) se utilizan para la escritura normal. Los lápices a veces también se clasifican con letras, desde 6B, la más suave, hasta 9H, la más dura. La idea de colocar una goma de borrar en un lápiz se remonta a Hyman W. Lipman, un estadounidense cuya patente estadounidense de 1858 fue comprada por Joseph Rechendorfer en 1872 por unos 100.000 dólares.

El primer paso en la fabricación del lápiz consiste en hacer el núcleo de grafito. Un método para hacer esto es la extrusión, en la que la mezcla de grafito se fuerza a través de una abertura de matriz del tamaño adecuado.

Además del lápiz de madera convencional, se utilizan ampliamente otros lápices. A principios de la década de 1880, la búsqueda de un lápiz que no requiriera afilado condujo a la invención de lo que se ha denominado de forma diversa lápiz automático, propulsor o repetidor. Estos instrumentos tienen una caja de metal o plástico y utilizan minas similares a las que se encuentran en los lápices con caja de madera. El cable, alojado en una espiral de metal dentro de la caja, se mantiene en su lugar mediante una varilla con un perno de metal sujeto. Cuando se gira la tapa, la varilla y el perno se mueven hacia abajo en espiral, forzando el cable hacia la punta. A principios del siglo XX se produjo el desarrollo de lápices de colores en los que el núcleo de grafito fue reemplazado por una combinación de pigmentos o tintes y un aglutinante. Hoy en día, los lápices de colores están disponibles en más de 70 colores, con 7 amarillos diferentes y 12 azules diferentes. Sin embargo, el lápiz de mina con carcasa de cedro, fabricado a un ritmo de 6 mil millones por año en 40 países diferentes, sigue vendiendo más que todos sus competidores, incluido el bolígrafo.

Materias primas

El ingrediente más importante de un lápiz es el grafito, al que la mayoría de la gente sigue llamando plomo. El método de Conté de combinar grafito con arcilla todavía se usa, y algunas veces también se agrega cera u otros químicos. Prácticamente todo el grafito que se utiliza en la actualidad es una mezcla fabricada de grafito natural y productos químicos.

La madera utilizada para fabricar los lápices debe poder resistir el afilado repetido y cortarse fácilmente sin astillarse. La mayoría de los lápices están hechos de cedro (específicamente, cedro de California), la madera elegida durante muchos años. El cedro tiene un olor agradable, no se deforma ni pierde su forma y está fácilmente disponible. Algunos lápices tienen borradores, que se sujetan con una férula, una caja de metal que se pega o se sujeta con puntas de metal. Los propios borradores consisten en piedra pómez y caucho.

El
proceso de fabricación

Ahora que la mayor parte del grafito utilizado comercialmente se fabrica en fábricas en lugar de extraerse, los fabricantes pueden controlar fácilmente su densidad. El grafito se mezcla con arcilla de acuerdo con el tipo de lápiz que se está fabricando:cuanto más grafito se usa, más suave es el lápiz y más oscura es su línea. Para los lápices de colores, se agregan pigmentos a la arcilla y prácticamente no se usa grafito.

Procesando el grafito

• 1 Se utilizan dos métodos para darle al grafito su estado final. El primero es un método de extrusión en el que la mezcla de grafito y cera se fuerza a través de un molde para crear una cuerda similar a un espagueti, que luego se corta con medidas precisas y se seca en hornos. En el segundo método, la mezcla de grafito y arcilla se vierte en una máquina llamada prensa de palanquilla . Se coloca un tapón sobre la parte superior de la prensa y un ariete de metal asciende desde la parte inferior para aplastar la mezcla en un cilindro duro y sólido llamado "tocho". Luego, el tocho se retira de la parte superior de la máquina y se coloca en una prensa de extrusión que lo fuerza a través de un molde, cortando las tiras Para hacer las carcasas de madera para los lápices, se forman listones cuadrados y luego se cortan ranuras en los listones. A continuación, se insertan varillas de grafito en las ranuras de una lama y luego se pega una segunda lama con ranuras vacías en la parte superior de la ranura llena de grafito. Se cortan lápices del tamaño correcto del sándwich y se colocan el borrador y la férula de metal. tamaño del núcleo del lápiz. Después de cortarse a medida, los núcleos pasan a lo largo de una cinta transportadora y se recogen en un canal para esperar su inserción en la madera del lápiz.

Fabricación de tripas de madera

• 2 El cedro suele llegar a la fábrica ya seco, teñido y encerado, para evitar deformaciones. Luego, los troncos se cortan en tiras estrechas llamadas "listones"; Estos miden aproximadamente 7,25 pulgadas (18,4 centímetros) de largo, 0,25 pulgadas (0,635 centímetros) de grosor y 2,75 pulgadas (6,98 centímetros) de ancho. Los listones se colocan en un alimentador y se dejan caer, uno por uno, sobre una cinta transportadora que los mueve a un ritmo constante.
• 3 A continuación, se cepillan las lamas para darles una superficie plana. A continuación, pasan por debajo de un cabezal de corte que hace surcos semicirculares paralelos (la mitad de la profundidad del grosor del grafito) a lo largo de un lado de cada listón. Continuando a lo largo de la cinta transportadora, la mitad de las lamas se recubren con una capa de pegamento y el grafito cortado se coloca en las ranuras de estas lamas.
• 4 Las lamas sin cola —y sin grafito en las ranuras— se colocan en otra banda que las lleva a una máquina que las recoge y las voltea, de manera que quedan apoyadas sobre la banda con las ranuras hacia abajo. Luego, las dos cintas transportadoras se encuentran y cada listón sin pegar se coloca sobre un listón con pegamento y grafito, formando un sándwich. Una vez que los sándwiches se han retirado de la cinta transportadora, se colocan en una abrazadera de metal y se aprietan con una prensa hidráulica y se dejan unidos con abrazaderas hasta que se seque el pegamento. Cuando los lápices se secan, se recortan los extremos para eliminar el exceso de pegamento.

Dar forma a los lápices

• 5 El siguiente paso es dar forma, cuando los sándwiches se convierten en lápices. Los sándwiches se colocan en una cinta transportadora y se mueven a través de dos juegos de cortadores, uno arriba y otro debajo de la cinta. Los cortadores sobre los sándwiches cortan alrededor de la mitad superior, mientras que el conjunto inferior corta alrededor de la mitad inferior y separa los lápices terminados. La mayoría de los lápices son hexagonales, por lo que están diseñados para evitar que los lápices se caigan de las superficies; un solo sándwich rinde de seis a nueve lápices hexagonales.

Pasos finales

• 6 Después de cortar los lápices, sus superficies se alisan con lijadoras y se aplica barniz y se seca. Esto se hace con máquinas barnizadoras, en las que los lápices se sumergen en una tina de barniz y luego se pasan por un disco de fieltro, que elimina el exceso de barniz. Después del secado, los lápices se someten al proceso una y otra vez hasta lograr el color deseado. Finalmente, los lápices reciben una capa de acabado.
• 7 Los lápices se vuelven a enviar sobre una cinta transportadora a través de máquinas perfiladoras, que eliminan el exceso de barniz que se haya acumulado en los extremos de los lápices. Este paso también asegura que todos los lápices tengan la misma longitud.
• Luego se colocan 8 borradores, que se sujetan al lápiz con una caja redonda de metal llamada "férula". La férula primero se adhiere al lápiz con pegamento o con pequeñas puntas de metal, y luego se inserta la goma de borrar y la férula se sujeta a su alrededor. En el paso final, un troquel de acero calentado presiona el logotipo de la empresa en cada lápiz.

Lápices de colores

Los lápices de colores se producen de la misma manera que los lápices de escritura negra, excepto que sus núcleos contienen materiales colorantes como tintes y pigmentos en lugar de grafito. Primero, se agregan arcilla y goma al pigmento como agentes adhesivos, y luego la mezcla se empapa en cera para dar suavidad a los lápices. Una vez formados los lápices, se pintan los exteriores según el color de la mezcla del centro.

Control de calidad

Debido a que viajan a lo largo de una cinta transportadora durante el proceso de fabricación, los lápices se examinan minuciosamente antes de distribuirse al público. Los trabajadores están capacitados para desechar lápices que parecen disfuncionales, y un número selecto se afila y se prueba cuando se completa el proceso. Un problema común es que el pegamento de los sándwiches a veces no se adhiere, pero esta molestia suele detectarse cuando se cortan los sándwiches.