I segreti dei Mastri Costruttori: costruire “legalmente” (II parte)

Proseguiamo con la nostra chiacchierata sui modi ritenuti corretti di usare i mattoncini.
(La prima parte è qui)

Di coni, cilindri ed altri solidi

Uno dei problemi ricorrenti è quello della fessurazione di particolari punti dei mattoncini. A volte è un problema produttivo, ossia del tipo di materiale e di come viene stampato il pezzo stesso, altre volte è un problema di connessioni errate.

Un cono, un cilindro ed un mattoncino

Un cono, un cilindro ed un mattoncino

Nella foto sopra sono mostrati i nostri tre collaboratori per il prossimo esempio. L’inserimento del cilindro verde sotto il mattoncino arancio non pone alcun problema: la dimensione del cilindro è tale che una volta inserito completamente il bottoncino l’incastro è stabile e non può procedere oltre.

L'incastro con il cilindro non crea alcun problema

L’incastro con il cilindro non crea alcun problema

Se andiamo a inserire invece il cono grigio abbiamo un problema: è vero che la parte superiore del cono è esattamente della dimensione di un bottoncino, ma se insistiamo con la pressione otterremo di inserire più profondamente il cono nella parte inferiore del mattoncino arancio, con un effetto cuneo che porta alla fessurazione delle superfici laterali.

Il cono a destra è molto più recente di quello a sinistra

Il cono a destra è molto più recente di quello a sinistra

Per ovviare in parte a questo problema, LEGO ha provveduto a modificare leggermente lo stampo del cono, come mostrato in foto sopra: il cono grigio ha una leggera scanalatura che nelle intenzioni dei progettisti dovrebbe impedire al cono di inserirsi troppo profondamente nel mattoncino superiore e operare come cuneo.

Assi per ruote

Ritorniamo un momento sul problema dei pin sottoposti a sforzi eccessivi.

Un uso "creativo" per gli assi delle ruote

Un uso “creativo” per gli assi delle ruote

L’elemento nero in foto (part #6157) normalmente è utilizzato come asse per le ruote di piccola taglia. Nulla vieta di utilizzarlo in altri modi, tanto che il diametro dell’asse è compatibile con gli elementi a clip che di solito fanno da cerniera (ad esempio part #6019 o #63868).

Il pezzo grigio va bene, quello bianco no

Il pezzo grigio va bene, quello bianco no

Nella foto sopra, l’incastro con il pezzo bianco (part #4081) è da considerarsi errato: il motivo è lo stesso che abbiamo visto per i pin Technic™, ossia che l’asse è composto da un elemento elastico che deve raggiungere la posizione di riposo ad incastro avvenuto. Con il pezzo bianco questo non avviene mai, quindi si ottiene di rovinare irrimediabilmente l’asse.

Non è tutto ABS quello che…

I mattoncini non sono tutti dello stesso materiale. I pezzi trasparenti, per esempio, sono di policarbonato, non di ABS.

I trasparenti sono di policarbonato, i grigi di ABS

I trasparenti sono di policarbonato, i grigi di ABS

Nella foto sopra, i due pezzi trasparenti sono di policarbonato, più resistente dell’ABS, ma con un difetto: tende a sviluppare un attrito elevato quando è a contatto con altri materiali.

Incastri piuttosto solidi, ma utilizzabili

Incastri piuttosto solidi, ma utilizzabili

Incastrando parti in ABS con parti in policarbonato, si nota che la forza necessaria è maggiore che incastrando fra loro ad esempio il cono e il pin grigio in foto.

Qui serve una forza superiore

Qui serve una forza superiore

Nel caso mostrato in foto, le cose si fanno interessanti: la forza necessaria a incastrare i due pezzi è notevole, e separarli è ancor più faticoso, anche perché manca una presa efficace.

Forzalo abbastanza, e si romperà

In qualche caso l’incastro “illegale” lo è al punto da causare danni immediati ai mattoncini.

Quattro pezzetti innocenti

Quattro pezzetti innocenti

I quattro pezzi mostrati in figura possono essere incastrati in vari modi, ma due in particolare sono da evitare.

Questi due sono da evitare

Questi due sono da evitare

Quelli mostrati in foto, apparentemente innocui, sono invece dannosissimi. Quello di sinistra deforma sia la piastra incastrata che i bottoncini fra cui è bloccata. Nel passato sono stati messi in commercio set ufficiali che usavano questa tecnica (set #605, #644, #10021-1), ma è stata completamente abbandonata.

Quello a destra, fra la piccola piastra grigia con clip (part #2555) e la mattonella verde 2×2 è micidiale.

Fanno eccezione le “manine” delle minifig, in cui spessore ed elasticità sono progettati per accogliere anche una mattonella (tile), tanto è che esistono vari accessori sotto forma di tile stampate (bussole, telefonini, giornali, ciambelle, ecc…).

Cose che succedono a chi non rispetta le regole

Cose che succedono a chi non rispetta le regole

Mentre incastravo i due pezzi per fare la foto ho udito distintamente un “crack”, miglior dimostrazione possibile di come il rispettare le pratiche consigliate di costruzione eviti stress a mattoncini ed a noi.

Misure e tolleranze

Non si parla di etica e comportamenti sociali, ma del fatto che ogni singolo mattoncino LEGO è realizzato con tecnologie volte ad assicurare che la differenza di dimensioni fra pezzi prodotti in periodi differenti da fabbriche differenti sia la più bassa possibile. Il problema è comunque presente, proprio per le proprietà fisico-chimiche dei materiali, ed anche se su scala estremamente ridotta, non è del tutto trascurabile.

Ogni pezzo ha quindi una leggera differenza di dimensioni rispetto alle misure “canoniche”. Ad esempio l’altezza di una piastra può variare di più o meno 0,04mm, ossia la differenza di spessore fra due piastre può essere al massimo di 0,08mm, confrontandone una al minimo di spessore accettato con un al massimo. Il che significa che supponendo di fare una torre con tutte piastre più sottili ed una con tutte le piastre più spesse, rispetto alla misura “canonica”, 40 piastre più sottili hanno la stessa altezza di 39 piastre più spesse.

Naturalmente questo è ipotetico: di solito la differenza di dimensioni di due pezzi dello stesso lotto è inferiore a 0,01mm, e le tolleranze tendono statisticamente a compensarsi.

In generale, questo è il motivo per usare un solo pezzo al posto di 5 o più: un pezzo avrà al massimo la tolleranza di 0,04mm, mentre se siamo sfortunati ed i nostri 5 pezzi hanno tutti la dimensione al massimo o al minimo della tolleranza, potremmo accumulare fino a un quarto di millimetro di differenza rispetto alla misura corretta. Il problema dell’accumulo di tolleranze è ben noto a chi fa progettazione meccanica.

Le regole minime

Riassumendo, il tutto può essere raccolto in poche regole di costruzione:

  • Non usare incastri e connessioni che sottopongano i pezzi a stress e deformazioni persistenti nel tempo
  • La creazione deve potersi prendere in mano senza perdere pezzi
  • Non deve essere difficile smontare la creazione, e non devono essere richiesti sforzi erculei
  • Attenzione ai diversi tipi di plastica
  • Non usare 4 pezzi se ne puoi usare uno: più robustezza e stabilità del modello
  • Technic™ non è totalmente compatibile con tutto il resto

I progettisti LEGO aggiungono poi alcuni limiti come la possibilità per un bambino di 7 anni di gestire gli incastri, sia cognitivamente che dal punto di vista fisico: se un incastro richiede troppa forza per accostare le due parti o per separarle, non è adatto alla forza muscolare di un bambino, e probabilmente non è neanche consigliabile per la buona durata dei pezzi coinvolti, mentre se è troppo complesso o richiede particolari abilità manuali, risulterà difficile e frustrante da realizzare, portando alla perdita d’interesse per il gioco stesso, la peggiore delle eventualità.

Cosa ne pensi? Puoi dire la tua anche nel nostro Forum