От древних фибул к современному производству: история булавки-английки

Общие сведения

Современная булавка-английка (safety pin) — элегантная спираль из стальной проволоки, заостренная на одном конце и оснащенная защелкой — возникла в Нью-Йорке около 1825 г.

Изобретатель Уолтер Хант, долженный $15, спроектировал первую «безопасную булавку» для застежки одежды с защитой пальцев. запатентовал в 1849 г., продал за $400. Базовая концепция не менялась, но прогресс в металлургии стали и автоматизированном производстве уточнил процесс.

В 1864 г. Э.Дж. Манвилл представил первый автоматический четырехслайдовый станок — прямого предка современных высокоскоростных линий.

Несмотря на современный вид, родословная булавки уходит в античность. Свитулые бронзовые булавки, часто позолоченные, находят в египетских могилах. Греки и римляне называли их фибулами (лат. фибула — брошь) и использовали для застежки одежды и как украшения.

VII век до н.э. — богато украшенные фибулы с львами, сфинксами. Иранская булавка того времени — человеческая рука с двумя львами головою к хвосту. Этрусская фибула VIII века — уточки. С экспансией Рима фибула распространилась по античному миру.

В Средние века дизайн регрессировал к простой прямой булавке. Простые люди использовали деревянные шпыли, афиluent — кость, слоновую кость, серебро, золото, латунь. К XV веку появилось волочение проволоки — фундамент современных булавок.

Сегодня розничный рынок швейных аксессуаров — крупнейший потребитель булавок, коммерческое использование доминирует в прачечных и химчистках.

Сырье

Частые металлы: пружинная сталь, латунь, нержавейка.

Пружинная сталь — сплав железа с высоким углеродом (>0,5 %) — дает разрывную прочность и упругость для частых изгибов и возврата формы.

Латунь ~2/3 меди + 1/3 цинка. Дороже пружинной стали, но высокий глянец, немагнитная, легко формонуется; прочности достаточно для большинства применений.

Нержавейка — хром + никель (или марганец вместо никеля). Зеркальный финиш, коррозийностойкость, высокие температуры, высокая прочность. В некоторых случаях низкоуглеродистая ферритная нержавейка — дешевле полной — служит экономичной альтернативой.

Доп. материалы — покрытия и наплавивание. Частый финиш на стальных булавках — хром, затем воск. Для влажных сред — хроматирование против коррозии. Латунные — никелевание. Гильдинг — барабанная полировка, снимающая верхний слой латуни — дает яркое золотистое лицо.

Производственный процесс

Современное производство булавок полностью автоматизировано. Специализированные станки выполняют множественные шаги, исключая ручной труд и повышая эффективность. Один завод может производить >3 млн булавок в день — ~1 млрд в год. В США только две компании производят булавки, по миру — десятки.

Изготовление проволоки

• Стальная проволока рафинируют из чугуна — ранней стадии производства железа. Руда еще содержит примеси, включая углерод, делающий железо хрупким. В конвертере — высокотемпературной печи — кислород дуют в расплавленный чугун для окисления углерода. Полученную сталь лиют в слитки непрерывной литьей, в формы, быстро охлаждают водяными струями. Выпрямительные валы формируют массив в биллет. Биллет декапируют в кислоте от оксидного налета, прокатывают, термообрабатывают, медленно охлаждают (отжиг). Холодный металл волочат через последовательно уменьшающиеся филиры до нужного калибра, с периодическим отжигом для сохранения вязкости.

Резка проволоки

• Катушки высокоуглеродистой пружинной проволоки загружают на бобины и подают в рулонный выпрямитель. Станок одновременно выпрямляет и режет проволоку на длины от 1 дюйма до фута для разных диаметров.

Формовка

• Отрезки проволоки транспортируют к шлифовальным станкам, где затачивают один конец в точку и снимают заусенцы.
• В четырехслайдовом станке отрезки подают на цепь и навивают на шпиндель. Незаточенный конец гнут в крючок для приема колпачка.
• Одновременно стальные листы подают в станок с другой стороны. Штамповка делает 2D-формы, станущие 도넛-колпачками.
• Последующая штамповка трансформирует плоские детали в 3D-колпачки.
• Заточенный загнутый провод выравнивают с колпачком; колпачок обкатровывают на загнутом конце, завершая булавку.
• Для булавок, продаваемых в открытом виде, механическое устройство раскрывает их — процесс требует мелких партий против запутывания.

Финиш и упаковка

• Готовые булавки загружают в перфорированные пластиковые корзины. Если нужно наплавивание — стальные получают хром, латунные — никель. В гальванике булавки погружают в заряженный химически бак; раствор осаждает равномерный металлический слой.
• После наплавивания промывают, затем химическая ванна для финальной полировки.
• Моют в детергенте, наносят восковой финиш, инспектируют.
• Упаковка: промышленные — 10 гросс на коробку, розничные — полипакеты или blíстеры.

Будущее

Хотя современные застежки вроде Велкро появились в XX веке, булавка-английка остается незаменимой. Её простота, надежность и низкая стоимость гарантируют актуальность на следующем столетии. Во многих развивающихся регионах — Индия, напр. — булавки и швейные иглы — драгоценные наследие, передаваемые поколениями, подтверждая устойчивую ценность этого скромного крепежа.