أحد أقدم أدوات الكتابة وأكثرها استخدامًا ، نشأ قلم الرصاص في عصور ما قبل التاريخ عندما تم استخدام الصخور الطباشير والعصي المتفحمة للرسم على أسطح متنوعة مثل جلود الحيوانات وجدران الكهوف. استخدم الإغريق والرومان قطعًا مسطحة من الرصاص لرسم خطوط باهتة على ورق البردي ، ولكن لم يتم تطوير أقدم سلف مباشر لقلم الرصاص اليوم حتى أواخر القرن الرابع عشر. بعد حوالي مائة عام تم اكتشاف الجرافيت ، وهو معدن شائع يحدث كأوردة ناعمة ولامعة في الصخور ، بالقرب من Borrowdale في شمال غرب إنجلترا. زود منجم بوروديل أوروبا بالجرافيت لعدة مئات من السنين. ومع ذلك ، لأن الناس لم يتمكنوا بعد ذلك من التمييز بين الجرافيت والرصاص ، فقد أشاروا إلى الأول باسم "الرصاص الأسود". مقطعة إلى قضبان أو شرائط ، كان الجرافيت ملفوفًا بشكل كبير في البرمة لتوفير القوة ومقبض مريح. كان المنتج النهائي ، الذي يسمى قلم الرصاص ، شائعًا جدًا. في أواخر القرن السادس عشر ، تم اكتشاف طريقة لصق شرائح من الخشب حول الجرافيت في ألمانيا ، وبدأ قلم الرصاص الحديث في التبلور. في عام 1779 ، قرر العلماء أن المادة التي اعتقدوا سابقًا أنها الرصاص هي في الواقع شكل من أشكال الكربون الجريزوفولفين الذي أسموه الجرافيت (من "graphein" اليونانية التي تعني "الكتابة"). الجرافيت هو أحد الأشكال الطبيعية الثلاثة للكربون النقي - الآخر هو الفحم والماس. في أواخر القرن السادس عشر ، تم اكتشاف طريقة لصق شرائح من الخشب حول الجرافيت في ألمانيا ، وبدأ قلم الرصاص الحديث في التبلور. في عام 1779 ، قرر العلماء أن المادة التي اعتقدوا سابقًا أنها الرصاص هي في الواقع شكل من أشكال الكربون الجريزوفولفين الذي أسموه الجرافيت (من "graphein" اليونانية التي تعني "الكتابة"). الجرافيت هو أحد الأشكال الطبيعية الثلاثة للكربون النقي - الآخر هو الفحم والماس. في أواخر القرن السادس عشر ، تم اكتشاف طريقة لصق شرائح من الخشب حول الجرافيت في ألمانيا ، وبدأ قلم الرصاص الحديث في التبلور. في عام 1779 ، قرر العلماء أن المادة التي اعتقدوا سابقًا أنها الرصاص هي في الواقع شكل من أشكال الكربون الجريزوفولفين الذي أسموه الجرافيت (من "graphein" اليونانية التي تعني "الكتابة"). الجرافيت هو أحد الأشكال الطبيعية الثلاثة للكربون النقي - الآخر هو الفحم والماس. قرر العلماء أن المادة التي اعتقدوا سابقًا أنها الرصاص هي في الواقع شكل من أشكال الكربون الجريزوفولفين الذي سموه الجرافيت (من "graphein" اليوناني الذي يعني "الكتابة"). الجرافيت هو أحد الأشكال الطبيعية الثلاثة للكربون النقي - الآخر هو الفحم والماس. قرر العلماء أن المادة التي اعتقدوا سابقًا أنها الرصاص هي في الواقع شكل من أشكال الكربون الجريزوفولفين الذي سموه الجرافيت (من "graphein" اليوناني الذي يعني "الكتابة"). الجرافيت هو أحد الأشكال الطبيعية الثلاثة للكربون النقي - الآخر هو الفحم والماس.
في أواخر القرن الثامن عشر تم استنفاد منجم Borrowdale ، وبما أن الجرافيت أصبح الآن أقل وفرة ، يجب خلط المواد الأخرى معه لإنشاء أقلام الرصاص. اكتشف الكيميائي الفرنسي نيكولاس جاك كونتي أنه عندما تم خلط مسحوق الجرافيت والطين المسحوق والماء وتشكيله وخبزه ، كتب المنتج النهائي بسلاسة مثل الجرافيت النقي. اكتشف Conte أيضًا أنه يمكن إنتاج نواة كتابة أكثر صلابة أو نعومة عن طريق تغيير نسبة الطين والجرافيت - كلما زاد الجرافيت ، كان القلم الأسود أكثر ليونة ونعومة. في عام 1839 ، طور لوثار فون فابر من ألمانيا طريقة لصنع معجون الجرافيت في قضبان بنفس السماكة. وفي وقت لاحق اخترع آلة لقص وتقطيع خشب القلم الرصاص.
تم إنشاء عدد من هذه المناجم في الولايات المتحدة ، وتم تصنيع أول أقلام رصاص أمريكية في عام 1812 ، بعد انتهاء حرب 1812 الواردات الإنجليزية. اخترع ويليام مونرو ، صانع خزانة في كونكورد ، ماساتشوستس ، آلة تقطع شرائح الخشب المحززة بدقة كافية لصنع أقلام الرصاص. في ذلك الوقت تقريبًا ، طور المخترع الأمريكي جوزيف ديكسون طريقة لقطع أسطوانات الأرز المفردة إلى نصفين ، ووضع قلب الجرافيت في أحد النصفين ، ثم لصق النصفين معًا. في عام 1861 ، بنى إبرهارد فابر أول مصنع لصنع قلم رصاص للولايات المتحدة في مدينة نيويورك.
اليوم ، يتم تحديد صلابة قلم رصاص بالأرقام أو الحروف. تستخدم معظم الشركات المصنعة الأرقام من 1 إلى 4 ، حيث يكون 1 هو الأكثر نعومة ويجعل العلامة الأكثر قتامة. أقلام الرصاص رقم 2 (متوسطة النعومة) تستخدم للكتابة العادية. يتم أيضًا تصنيف أقلام الرصاص في بعض الأحيان بالحروف ، من 6B ، الأقل نعومة ، إلى 9H ، الأصعب. ترجع فكرة إرفاق ممحاة إلى قلم رصاص إلى Hyman W. Lipman ، الأمريكي الذي اشترى جوزيف ريشيندورفر براءة اختراعه الأمريكية لعام 1858 في عام 1872 مقابل 100000 دولار أمريكي.

تتضمن الخطوة الأولى في تصنيع قلم الرصاص صنع الجرافيت الأساسية. إحدى الطرق للقيام بذلك هي البثق ، حيث يتم دفع خليط الجرافيت من خلال فتحة القالب بالحجم المناسب.بالإضافة إلى قلم الرصاص الخشبي التقليدي ، يتم استخدام عدد من أقلام الرصاص الأخرى على نطاق واسع. في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر ، أدى البحث عن قلم رصاص لا يتطلب شحذًا إلى اختراع ما تم تسميته على نحو مختلف بالقلم الأوتوماتيكي أو الدافع أو المتكرر. تحتوي هذه الأدوات على علبة معدنية أو بلاستيكية وتستخدم خيوطًا مماثلة لتلك الموجودة في أقلام خشبية مغلفة. يتم تثبيت الرصاص في دوامة معدنية داخل العلبة ، ويتم تثبيته في مكانه بواسطة قضيب مع مسمار معدني مثبت عليه. عندما يتم لف الغطاء ، يتحرك القضيب والدعامة لأسفل في اللولب ، مما يدفع الرصاص نحو النقطة. شهد أوائل القرن العشرين تطور أقلام ملونة حيث تم استبدال قلب الجرافيت بمزيج من الأصباغ أو الأصباغ والموثق. اليوم، تتوفر أقلام الرصاص الملونة بأكثر من 70 لونًا ، مع 7 أصفر مختلف و 12 أزرق مختلف. ومع ذلك ، لا يزال قلم الرصاص الذي يغطي غلاف الأرز - الذي يتم تصنيعه بوتيرة 6 مليارات سنويًا في 40 دولة مختلفة - يتفوق على جميع منافسيه ، بما في ذلك قلم الحبر الجاف.
مواد أولية
أهم عنصر في قلم الرصاص هو الجرافيت ، والذي يستمر معظم الناس في تسميته بالرصاص. لا تزال طريقة Conté للجمع بين الجرافيت والصلصال مستخدمة ، ويضاف أيضًا الشمع أو المواد الكيميائية الأخرى في بعض الأحيان. تقريبا كل الجرافيت المستخدم اليوم هو خليط مصنوع من الجرافيت الطبيعي والمواد الكيميائية.
يجب أن يكون الخشب المستخدم في صناعة أقلام الرصاص قادرًا على تحمل الشحذ المتكرر والقطع بسهولة دون تشظي. معظم أقلام الرصاص مصنوعة من خشب الأرز (على وجه التحديد ، خشب كاليفورنيا) ، الخشب المفضل لسنوات عديدة. إن الأرز به رائحة طيبة ، ولا يشوه أو يفقد شكله ، وهو متاح بسهولة. تحتوي بعض أقلام الرصاص على ممحاة ، يتم تثبيتها بالطويق ، وهي علبة معدنية يتم لصقها أو تثبيتها بأطراف معدنية. المحايات نفسها تتكون من الخفاف والمطاط.
عملية التصنيع
الآن بعد أن تم تصنيع معظم الجرافيت المستخدم تجاريًا في المصانع بدلاً من التعدين ، أصبح بإمكان الشركات المصنعة التحكم في كثافتها بسهولة. يتم خلط الجرافيت بالطين وفقًا لنوع قلم الرصاص الذي يتم صنعه - كلما زاد استخدام الجرافيت ، كان القلم أقل ليونة وخطه أغمق. بالنسبة للأقلام الملونة ، تتم إضافة الصبغات إلى الطين ، ولا يتم استخدام الجرافيت تقريبًا.
معالجة الجرافيت
  • 1 يتم استخدام طريقتين لتشكيل الجرافيت في حالته النهائية. الطريقة الأولى هي طريقة بثق حيث يُضطر خليط الجرافيت والشمع من خلال قالب لإنشاء سلسلة تشبه السباغيتي ، ثم يتم قطعها إلى قياسات دقيقة وتجفيفها في الأفران. في الطريقة الثانية ، يسكب خليط الجرافيت والطين في آلة تسمى مكبس البليت. يتم وضع قابس على الجزء العلوي من المكبس ، ويصعد الكبش المعدني من الأسفل لسحق الخليط في أسطوانة صلبة صلبة تسمى "البليت". ثم يتم إزالة البليت من أعلى الماكينة ووضعها في مكبس البثق الذي يدفعها عبر قالب ، ويقطع شرائح

    لصنع أغلفة الخشب لأقلام الرصاص ، يتم تشكيل الشرائح المربعة ، ثم يتم قطع الأخاديد في الشرائح. بعد ذلك ، يتم إدخال أعواد الجرافيت في الأخاديد على شريحة واحدة ، ثم يتم لصق شريحة ثانية بأخاديد فارغة فوق الفتحة المملوءة بالجرافيت. يتم قطع أقلام الرصاص ذات الحجم الصحيح من الشطيرة ، ويتم إرفاق الممحاة والحبيبة المعدنية.
    حجم قلب قلم الرصاص. بعد قطعها بالحجم ، تمر النوى على طول حزام ناقل ويتم تجميعها في حوض انتظارًا لإدخالها في خشب القلم الرصاص.

صنع أغلفة الخشب
  • 2 عادة ما يصل الأرز إلى المصنع وقد تم تجفيفه بالفعل وبقعه وشمعه لمنع الالتواء. ثم يتم نشر السجلات في شرائط ضيقة تسمى "الشرائح" ؛ يبلغ طولها حوالي 7.25 بوصة (18.4 سم) وسمك .25 بوصة (.635 سم) وعرضها 2.75 بوصة (6.98 سم). يتم وضع الشرائح في وحدة تغذية ويتم إسقاطها واحدة تلو الأخرى على حزام ناقل يعمل على تحريكها بمعدل ثابت.
  • 3 يتم بعد ذلك تخطيط الشرائح لإعطائها سطحًا مستويًا. بعد ذلك ، تمر تحت رأس القاطع الذي يصنع أخاديد نصف دائرية متوازية - نصف عمق الجرافيت سميك - على طول جانب واحد من كل شريحة. استمرارًا على طول الحزام الناقل ، يتم طلاء نصف الشرائح بطبقة من الغراء ، ويتم وضع الجرافيت المقطوع في أخاديد هذه الشرائح.
  • 4 يتم وضع الشرائح الخالية من الغراء - وبدون الجرافيت في الأخاديد - على حزام آخر يحملها إلى آلة تلتقطها وتقلبها ، بحيث يتم وضعها على الحزام مع توجيه الأخاديد لأسفل. بعد ذلك يلتقي سيور النقل ، ويتم وضع كل شريحة غير لاصقة فوق شريحة مع الغراء والجرافيت ، لتشكيل شطيرة. بعد إزالة السندويشات من الحزام الناقل ، يتم وضعها في مشبك معدني ويتم عصرها بواسطة مكبس هيدروليكي وتركها مثبتة معًا حتى يجف الغراء. عندما تجف أقلام الرصاص ، يتم تقليم الأطراف لإزالة الغراء الزائد.

تشكيل أقلام الرصاص
  • 5 الخطوة التالية هي التشكيل ، عندما تصبح السندويشات بالفعل أقلام رصاص. يتم وضع السندويشات على حزام ناقل ويتم تحريكها من خلال مجموعتين من القواطع ، واحدة فوق الأخرى وأخرى أسفل الحزام. تقطع القواطع فوق السندويشات حول النصف العلوي ، بينما تقطع المجموعة السفلية حول النصف السفلي وتفصل أقلام الرصاص النهائية. غالبية أقلام الرصاص سداسية ، لذلك تم تصميمها للحفاظ على أقلام الرصاص من الأسطح ؛ شطيرة واحدة تنتج ستة إلى تسعة أقلام سداسية.

الخطوات النهائية
  • 6 بعد قطع أقلام الرصاص ، يتم تنعيم أسطحها بواسطة الصنفرة ، ويتم تطبيق الورنيش وتجفيفه. يتم ذلك باستخدام آلات الطلاء ، حيث يتم غمر أقلام الرصاص في وعاء من الورنيش ثم يتم تمريرها من خلال قرص محسوس ، مما يزيل الورنيش الزائد. بعد التجفيف ، يتم وضع الأقلام مرارًا وتكرارًا حتى يتم تحقيق اللون المطلوب. أخيرا ، تتلقى أقلام الرصاص معطف الانتهاء.
  • 7 يتم إرسال أقلام الرصاص مرة أخرى على حزام ناقل من خلال آلات التشكيل ، والتي تزيل أي ورنيش زائد تراكم على أطراف أقلام الرصاص. تضمن هذه الخطوة أيضًا أن تكون جميع أقلام الرصاص بنفس الطول.
  • ثم تُعلق المحايات ثم تُحمل بالقلم الرصاص بواسطة علبة معدنية مستديرة تسمى "حلقة". يعلق الطويق أولاً بالقلم الرصاص إما بغراء أو بأطراف معدنية صغيرة ، ثم يتم إدخال الممحاة وتثبيت الطوق حوله. في الخطوة الأخيرة ، يضغط قالب فولاذي ساخن على شعار الشركة على كل قلم.

أقلام ملونة
يتم إنتاج أقلام التلوين بالطريقة نفسها التي يتم بها إنتاج أقلام الكتابة السوداء ، باستثناء أن نوىها تحتوي على مواد تلوين مثل الأصباغ والأصباغ بدلاً من الجرافيت. أولاً ، يضاف الطين واللثة إلى الصباغ كعوامل ربط ، ثم ينقع الخليط في الشمع لإعطاء أقلام الرصاص نعومة. عندما يتم تشكيل أقلام الرصاص ، يتم طلاء الأجزاء الخارجية وفقًا للون الخليط المركزي.