Pensil

Latar Belakang

Salah satu alat tulis tertua dan paling banyak digunakan, pensil berasal dari zaman prasejarah ketika batu kapur dan tongkat hangus digunakan untuk menggambar di permukaan yang beragam seperti kulit binatang dan dinding gua. Orang Yunani dan Romawi menggunakan potongan datar timah untuk menggambar garis samar pada papirus, tetapi baru pada akhir 1400-an nenek moyang langsung paling awal dari pensil saat ini dikembangkan. Sekitar seratus tahun kemudian grafit, mineral umum yang muncul sebagai urat lembut dan berkilau di bebatuan, ditemukan di dekat Borrowdale di barat laut Inggris. Tambang Borrowdale memasok grafit ke Eropa selama beberapa ratus tahun; namun, karena orang tidak dapat membedakan antara grafit dan timah, mereka menyebut yang pertama sebagai "timbal hitam". Dipotong menjadi batang atau strip, grafit dibungkus dengan benang untuk memberikan kekuatan dan pegangan yang nyaman. Produk jadi, yang disebut pensil timah, cukup populer. Pada akhir abad keenam belas, sebuah metode untuk menempelkan potongan kayu di sekitar grafit ditemukan di Jerman, dan pensil modern mulai terbentuk. Pada tahun 1779, para ilmuwan menentukan bahwa bahan yang mereka pikir sebelumnya adalah timbal sebenarnya adalah bentuk karbon mikrokristalin yang mereka beri nama grafit (dari bahasa Yunani "graphein" yang berarti "menulis"). Grafit adalah salah satu dari tiga bentuk alami karbon murni—yang lainnya adalah batu bara dan intan.

Pada akhir abad kedelapan belas tambang Borrowdale habis, dan, karena grafit sekarang kurang banyak, bahan lain harus dicampur dengannya untuk membuat pensil. Seorang ahli kimia Prancis, Nicolas Jacques Conte, menemukan bahwa ketika bubuk grafit, bubuk tanah liat, dan air dicampur, dicetak, dan dipanggang, produk jadinya akan menjadi mulus seperti grafit murni. Conte juga menemukan bahwa inti tulisan yang lebih keras atau lebih lembut dapat dihasilkan dengan memvariasikan proporsi tanah liat dan grafit—semakin banyak grafit, semakin hitam dan lembut pensilnya. Pada tahun 1839, Lothar von Faber dari Jerman mengembangkan metode pembuatan pasta grafit menjadi batang dengan ketebalan yang sama. Dia kemudian menemukan mesin untuk memotong dan membuat alur kayu pensil. Setelah menipisnya sumber grafit yang dulu melimpah di Borrowdale, tambang grafit lainnya secara bertahap didirikan di seluruh dunia.

Sejumlah tambang ini didirikan di Amerika Serikat, dan pensil Amerika pertama diproduksi pada tahun 1812, setelah Perang tahun 1812 mengakhiri impor Inggris. William Monroe, pembuat lemari di Concord, Massachusetts, menemukan mesin yang memotong dan membuat bilah kayu dengan tepat untuk membuat pensil. Sekitar waktu itu, penemu Amerika Joseph Dixon mengembangkan metode memotong silinder cedar tunggal menjadi dua, menempatkan inti grafit di salah satu bagian, dan kemudian menempelkan kedua bagian kembali bersama-sama. Pada tahun 1861, Eberhard Faber membangun pabrik pembuatan pensil pertama Amerika Serikat di New York City.

Saat ini, kekerasan pensil ditandai dengan angka atau huruf. Sebagian besar pabrikan menggunakan angka 1 sampai 4, dengan 1 menjadi yang paling lembut dan membuat tanda paling gelap. Pensil nomor 2 (sedang lunak) digunakan untuk menulis biasa. Pensil juga terkadang dinilai dengan huruf, dari 6B, yang paling lembut, hingga 9H, yang paling keras. Ide menempelkan penghapus pada pensil ditelusuri ke Hyman W. Lipman, seorang Amerika yang hak patennya di AS pada tahun 1858 dibeli oleh Joseph Rechendorfer pada tahun 1872 dengan harga $100.000 yang dilaporkan.

Langkah pertama dalam pembuatan pensil melibatkan pembuatan inti grafit. Salah satu metode untuk melakukan ini adalah ekstrusi, di mana campuran grafit dipaksa melalui lubang cetakan dengan ukuran yang tepat.

Selain pensil kayu konvensional, sejumlah pensil lain juga banyak digunakan. Pada awal tahun 1880-an, pencarian pensil yang tidak memerlukan penajaman mengarah pada penemuan apa yang disebut sebagai pensil otomatis, pensil dorong, atau pensil berulang. Instrumen ini memiliki kotak logam atau plastik dan menggunakan timah yang mirip dengan yang ditemukan pada pensil kotak kayu. Timbal, bersarang di spiral logam di dalam kasing, ditahan di tempatnya oleh batang dengan kancing logam diikatkan padanya. Ketika tutup dipelintir, batang dan stud bergerak ke bawah dalam spiral, memaksa timah menuju titik. Awal abad kedua puluh melihat perkembangan pensil warna di mana inti grafit digantikan oleh kombinasi pigmen atau pewarna dan pengikat. Saat ini, pensil warna tersedia dalam lebih dari 70 warna, dengan 7 warna kuning dan 12 warna biru yang berbeda. Namun, pensil timah dengan casing cedar—diproduksi dengan kecepatan 6 miliar per tahun di 40 negara yang berbeda—terus menjual lebih banyak dari semua pesaingnya, termasuk bolpoin.

Bahan Baku

Bahan terpenting dalam pensil adalah grafit, yang oleh kebanyakan orang terus disebut timah. Metode Conté dalam menggabungkan grafit dengan tanah liat masih digunakan, dan terkadang juga ditambahkan lilin atau bahan kimia lainnya. Hampir semua grafit yang digunakan saat ini adalah campuran buatan grafit alam dan bahan kimia.

Kayu yang digunakan untuk membuat pensil harus mampu menahan penajaman berulang dan mudah dipotong tanpa pecah. Kebanyakan pensil terbuat dari cedar (khususnya, cedar California), kayu pilihan selama bertahun-tahun. Cedar memiliki bau yang menyenangkan, tidak melengkung atau kehilangan bentuknya, dan sudah tersedia. Beberapa pensil memiliki penghapus, yang dipegang dengan ferrule, kotak logam yang direkatkan atau dipegang dengan garpu logam. Penghapusnya sendiri terdiri dari batu apung dan karet.

Manufaktur
Proses

Sekarang grafit yang paling banyak digunakan secara komersial dibuat di pabrik daripada ditambang, produsen dapat dengan mudah mengontrol kepadatannya. Grafit dicampur dengan tanah liat sesuai dengan jenis pensil yang dibuat—semakin banyak grafit yang digunakan, semakin lembut pensilnya, dan semakin gelap garisnya. Untuk pensil warna, pigmen ditambahkan ke tanah liat, dan hampir tidak ada grafit yang digunakan.

Memproses grafit

• 1 Dua metode digunakan untuk membentuk grafit menjadi keadaan jadi. Yang pertama adalah metode ekstrusi di mana campuran grafit dan lilin dipaksa melalui cetakan untuk membuat string seperti spaghetti, yang kemudian dipotong dengan ukuran yang tepat dan dikeringkan dalam oven. Pada metode kedua, campuran grafit dan tanah liat dituangkan ke dalam mesin yang disebut billet press. Sebuah sumbat ditempatkan di atas mesin press, dan sebuah ram logam naik dari bawah untuk menekan campuran ke dalam silinder keras dan padat yang disebut "billet." Billet kemudian dikeluarkan dari bagian atas mesin dan ditempatkan ke dalam ekstrusi tekan yang memaksanya melalui cetakan, mengiris strip Untuk membuat selubung kayu untuk pensil, dibuat bilah-bilah persegi, kemudian dibuat alur-alur pada bilahnya. Selanjutnya, batang grafit dimasukkan ke dalam alur pada satu bilah, dan bilah kedua dengan alur kosong direkatkan di atas slot yang diisi grafit. Pensil dengan ukuran yang tepat dipotong dari sandwich, dan penghapus serta ferrule logam terpasang. ukuran inti pensil. Setelah dipotong menurut ukuran, inti melewati sabuk konveyor dan dikumpulkan dalam bak untuk menunggu penyisipan di kayu pensil.

Membuat casing kayu

• 2 Pohon cedar biasanya tiba di pabrik sudah dikeringkan, diwarnai, dan diberi lilin, untuk mencegah lengkungan. Log kemudian digergaji menjadi potongan-potongan sempit yang disebut "bilah"; ini memiliki panjang sekitar 7,25 inci (18,4 sentimeter), tebal 0,25 inci (0,635 sentimeter), dan lebar 2,75 inci (6,98 sentimeter). Bilah ditempatkan ke dalam pengumpan dan dijatuhkan, satu per satu, ke sabuk konveyor yang menggerakkannya dengan kecepatan konstan.
• 3 Bilah kemudian direncanakan untuk memberikan permukaan yang rata. Selanjutnya, mereka lewat di bawah kepala pemotong yang membuat alur setengah lingkaran paralel—sedalam setengah dari ketebalan grafit—sepanjang satu sisi setiap bilah. Melanjutkan di sepanjang ban berjalan, setengah dari bilah dilapisi dengan lapisan lem, dan potongan grafit diletakkan di alur bilah ini.
• 4 Bilah tanpa lem—dan tanpa grafit di dalam alurnya—diletakkan di sabuk lain yang membawanya ke mesin yang mengangkat dan membaliknya, jadi bilah itu diletakkan di sabuk dengan alur menghadap ke bawah. Kedua ban berjalan kemudian bertemu, dan setiap bilah yang tidak dilem ditempatkan di atas bilah dengan lem dan grafit, membentuk sandwich. Setelah sandwich dikeluarkan dari ban berjalan, sandwich ditempatkan ke dalam penjepit logam dan diperas dengan mesin press hidrolik dan dibiarkan dijepit bersama-sama sampai lem mengering. Saat pensil dikeringkan, ujungnya dipangkas untuk menghilangkan lem berlebih.

Membentuk pensil

• 5 Langkah selanjutnya adalah membentuk, ketika sandwich benar-benar menjadi pensil. Sandwich ditempatkan pada ban berjalan dan dipindahkan melalui dua set pemotong, satu di atas dan satu di bawah sabuk. Pemotong di atas sandwich memotong di sekitar setengah bagian atas, sedangkan set yang lebih rendah memotong di sekitar bagian bawah dan memisahkan pensil yang sudah jadi. Sebagian besar pensil berbentuk heksagonal, sehingga dirancang agar pensil tidak menggelinding dari permukaan; satu sandwich menghasilkan enam sampai sembilan pensil heksagonal.

Langkah terakhir

• 6 Setelah pensil dipotong, permukaannya dihaluskan dengan amplas, dan pernis diaplikasikan dan dikeringkan. Ini dilakukan dengan mesin pernis, di mana pensil dicelupkan ke dalam tong pernis dan kemudian dilewatkan melalui piringan kempa, yang menghilangkan pernis berlebih. Setelah kering, pensil dimasukkan melalui proses lagi dan lagi sampai warna yang diinginkan tercapai. Akhirnya, pensil menerima lapisan akhir.
• 7 Pensil sekali lagi dikirim melalui ban berjalan melalui mesin pembentuk, yang menghilangkan sisa pernis yang menumpuk di ujung pensil. Langkah ini juga memastikan bahwa semua pensil memiliki panjang yang sama.
• 8 Penghapus kemudian dilekatkan, dipegang pada pensil dengan kotak logam bundar yang disebut "ferrule". Ferrule pertama-tama menempel pada pensil baik dengan lem atau dengan garpu logam kecil, dan kemudian penghapus dimasukkan dan ferrule dijepit di sekitarnya. Pada langkah terakhir, cetakan baja yang dipanaskan menekan logo perusahaan ke setiap pensil.

Pensil warna

Pensil warna diproduksi dengan cara yang hampir sama seperti pensil tulis hitam, kecuali bahwa intinya mengandung bahan pewarna seperti pewarna dan pigmen, bukan grafit. Pertama, tanah liat dan gum ditambahkan ke pigmen sebagai bahan pengikat, dan kemudian campuran tersebut direndam dalam lilin untuk memberikan kehalusan pensil. Ketika pensil telah dibentuk, bagian luarnya dicat sesuai dengan warna campuran tengah.

Kontrol Kualitas

Karena mereka berjalan di sepanjang ban berjalan selama proses pembuatan, pensil diperiksa dengan teliti sebelum didistribusikan ke publik. Pekerja dilatih untuk membuang pensil yang tampak tidak berfungsi, dan sejumlah pensil diasah dan diuji ketika prosesnya selesai. Masalah yang umum adalah lem sandwich terkadang tidak menempel, tetapi gangguan ini biasanya terjadi saat sandwich sedang dipotong.