La considerazione principale per le matite è il rischio di rottura e la necessità di affilare producendo prodotti di scarto che possono essere pericolosi. Ma esaminiamo i fattori principali: materiali, meccanismi e modalità di guasto.

Alcuni termini:

• pennino: il piccolo tubo all'estremità di lavoro, oltre il meccanismo. Non tutti i moduli ne hanno uno. Il pennino è solitamente un accoppiamento a frizione che aiuta il funzionamento del meccanismo.
• meccanismo: la parte della matita che fa avanzare la mina
• mina: il materiale che sfrega sulla superficie e viene abrasa di distanza, lasciando un segno.
• albero: la struttura in cui si inserisce il meccanismo e alla quale è spesso apposto il pennino.

Materiali

Il piombo è un termine residuo delle prime matite, molte delle quali utilizzavano il piombo reale. Attualmente, il metallo viene utilizzato solo da rievocatori e falsari.

• Grafite: un albero di grafite pura. Fragile, non tossico, elettroconduttore.
• Grafite e legante - grafite in polvere incollate insieme in un albero. Non eccessivamente fragile, solitamente non tossico, può essere elettroconduttore.
• Cera & China Clay, con pigmenti - composizione tipica per matite colorate. a seconda della cera utilizzata e del pigmento, può essere tossica o non tossica. Di solito non conduttore. Tende ad essere fragile. Può scrivere su molte superfici troppo lisce per altri tipi di mina.
• polimero e pigmento - utilizzato per alcune mine colorate di piccole dimensioni (0,3, 0,5, 0,7 mm). Il polimero specifico utilizzato può influire sia sulla fragilità che sull'idoneità alla scrittura su varie superfici.
• metalli teneri - non comuni negli usi moderni. Sono stati utilizzati oro, argento, rame e piombo. Di questi, solo il piombo è abbastanza morbido per scrivere in modo affidabile su giornali moderni. Il piombo (Pb) è tossico, elettroconduttivo e lascia una linea leggera. È altamente duttile e non fragile a temperatura ambiente.

Meccanismi

Esistono 3 tipi comuni di meccanismi a matita meccanica e molti altri meno comuni.

• azione di torsione: il cavo è fissato a un supporto che scorre in una fessura a spirale e una fessura diritta; ruotando l'uno o l'altro, il trasportatore viene avanzato. Skillcraft, Paper * Mate e Cross l'hanno utilizzato per i formati più grandi; con grafite. Questo tipo è indipendente dalla gravità. Tipicamente utilizzato per cavi da 0,9 mm e 1,1 mm; Le mine da 0,7 mm sono un po 'fragili, ma sono disponibili.
• Leadholder, comunemente chiamate matite da disegno, hanno una bocca di attrito che trattiene una mina abbastanza spessa (spesso 2 mm). La bocca è semplice: un anello che sfoggia da 3 a 5 mascelle come un unico pezzo, più spesso verso le estremità delle mascelle, tirato indietro in un tubo da una molla. L'avanzamento viene fatto avanzare spingendo le mascelle in avanti con un pulsante e lasciando che il cavo cada in avanti. Questo dipende dalla gravità. Nota che questo tipo di solito non ha pennino.
• piombo a mascella spinto. Viene trattenuta una serie di ganasce, proprio come il porta lead sopra, ma è configurato in modo che le ganasce non si aprano fino a superare una parte significativa della corsa da una pinza flottante, ma oltre un certo punto, la pinza è bloccata e il le mascelle poi si aprono dalla loro stessa elasticità. Alla retrazione la pinza si sposta indietro con le ganasce, ma ancora una volta è più limitata nel raggio di movimento e le ganasce si ritraggono nella pinza. Questo è il meccanismo più comune. In genere, le derivazioni aggiuntive si trovano in un caricatore, che per gravità alimenta una nuova derivazione quando la prima è sufficientemente avanzata; questo lo rende dipendente dalla gravità, poiché il piombo tipico è corto - da 3 a 5 cm.
• attrito e ruota - un pennino a frizione tiene il piombo in posizione; una piccola rotella nel corpo della matita fa avanzare la mina. Non adatto per conduttori più piccoli, la mancanza di ganasce spesso consente all'elettrocatetere di scivolare e l'avanzamento dell'elettrocatetere può essere un problema. Molto rara. Indipendente dalla gravità.
• Avanzamento manuale a frizione: un componente scorrevole si ritrae lungo il cavo e, quando viene spinto in basso e in avanti, spinge anche il cavo in avanti. Alcune versioni hanno denti unidirezionali. Un pennino a frizione è tipico. È incline a portare lo slittamento. Indipendente dalla gravità. Richiede cavi più grandi (da 1,5 a 2,5 mm)
• caricatore di pennini con piombo non in avanzamento: l'asta è anche il caricatore, tenendo da 15 a 30 pennini corti (1 cm) con 5-6 mm di piombo. Quando il pennino di piombo è sufficientemente consumato, viene estratto e alimentato attraverso la parte posteriore dell'asta, facendo avanzare gli altri pennini. Indipendente dalla gravità. Abbastanza resistente (vengono utilizzati cavi da 1,5 a 2 mm), ma la modalità di guasto si traduce in 20-40 piccoli oggetti sciolti.

E, per confronto:

• piombo incollato nel pozzo. Il piombo viene incollato all'albero al momento della fabbricazione e viene rivelato rimuovendo materiale dall'albero. La costruzione dell'albero è tipicamente in legno, ma può anche essere arrotolata e incollata in carta o polimero. L'affilatura fa sì che sia il materiale di piombo che il materiale dell'albero vengano generati in piccoli pezzi.
• piombo avvolto: il piombo è abbastanza largo da essere il proprio albero. Disordinato se non avvolto; se avvolto, diventa necessaria l'affilatura di qualche tipo; i "pennarelli di porcellana" sono un piombo cerato avvolto in carta perforata arrotolata; la carta viene rimossa in spirali sequenziali, ciascuna rivelando circa 5-7 mm della mina di cera.

Modalità di guasto

Le matite meccaniche hanno diversi mezzi di guasto.

La più lieve e comune è una rottura del piombo davanti al meccanismo di avanzamento e dietro il pennino. Nei sistemi a conduttore singolo, in particolare con le viti avanzate, questo può rendere inutilizzabili i pezzi di piombo e potrebbe essere necessario smaltire immediatamente pezzi fino a 1 cm.

Una seconda forma è il danno da vibrazione che rompe la mina all'interno della matita, all'interno del meccanismo di avanzamento o nel caricatore. Le rotture in determinati punti possono rendere impotente il meccanismo dell'elettrocatetere spinto dalla mandibola; una rottura dietro la mascella ritratta ma davanti al caricatore può rendere la matita non funzionante. I danni causati dalle vibrazioni possono rompere gli elettrocateteri nel caricatore in pezzi troppo piccoli per passare dalla mascella al pennino.

Una terza modalità di guasto comune sono i detriti estranei nel meccanismo. Ciò può impedire il movimento della mascella o impedire la chiusura della mascella.

Un quarto errore comune è un pennino danneggiato. Ciò richiede all'utente di regolare gli angoli di scrittura e la pressione o, nei casi in cui si piega, impedire la funzione. I pennini in plastica possono essere rimossi con un coltello affilato; le punte di metallo spesso possono essere rimosse con una pinza o anche con i denti.

Pericoli per lo spazio

Pezzi di piombo rotti possono galleggiare nell'ambiente. Spesso sono abbastanza piccoli da non essere visibili e abbastanza grandi da essere dolorosi o addirittura dannosi se inalati.

I cavi elettroconduttivi possono causare cortocircuiti nei circuiti.

Cavi in ​​cera e polimeri può fondere e quindi aderire a componenti più caldi; questo può comportare un potenziale surriscaldamento del cablaggio.

Molteplici modalità di guasto possono comportare la mancanza di strumenti di scrittura. La penna spaziale, in confronto, ha meno modalità di guasto ed è resistente alle vibrazioni. La vibrazione è un problema importante durante il lancio.

I meccanismi alimentati per gravità, ad esempio il caricatore sui tipici meccanismi avanzati a ganascia di piombo da 0,5 e 0,7 mm, oi sistemi di portaelettrocatetere, non funzionano in condizioni di microgravità. I leadholder possono essere aggirati.

Le matite non meccaniche (tradizionali in legno o moderne in plastica o carta simili) producono trucioli che sono essi stessi dei pericoli. I trucioli di legno e di carta sono pericoli di incendio, oltre che potenzialmente dolorosi da respirare.

Qualsiasi materiale sfuso, comprese le piccole scaglie abbastanza comuni del materiale di piombo generato durante la scrittura (quella polvere che normalmente si soffia via) è un problema di inalazione, così come potenzialmente intasano i filtri nel sistema di ricircolo dell'aria. Quando è elettroconduttivo, è anche un rischio di cortocircuito.

Conclusione

Con i polimeri giusti, la giusta costruzione e un'adeguata riduzione delle vibrazioni, alcuni tipi di matite meccaniche potrebbero essere usato in sicurezza; la penna spaziale è già funzionale, pronta per il volo e resistente alle vibrazioni e può essere cancellata se lo si desidera dalle varie agenzie spaziali.

C'è quindi poco bisogno dell'utilità più nota, della cancellabilità e della i rischi superano i benefici.

Non solo è possibile, è stato fatto. Le matite meccaniche sono state usate in precedenza. Sono stati gradualmente eliminati a causa del pericolo che rappresentavano.

Wikipedia afferma

I programmi della NASA in precedenza utilizzavano matite (ad esempio un ordine del 1965 di matite) ma a causa dei notevoli pericoli che le punte delle matite rotte e la polvere di grafite pongono a gravità zero per l'elettronica e la natura infiammabile del legno presente nelle matite, era necessaria una soluzione migliore.

Sì, è possibile . In effetti, è una soluzione migliore tranne che per la grafite che entra in cose costose che non amano la grafite.

Se pensiamo a come funziona una matita meccanica, non coinvolge affatto la gravità.

^{Da qui}

Come puoi capire dal diagramma, l'unica forza che deve essere coinvolto è quello del pulsante in alto che viene premuto. La matita è costruita in modo tale che un oggetto simile a un morsetto tenga in posizione la mina quando la matita è in uso.

Quando si preme il pulsante, la molletta rilascia la mina e la mina viene spinta giù da un altro meccanismo. Dopodiché, il morsetto afferra di nuovo la mina.

Pertanto, la gravità non è necessaria per azionare un portamine e una matita standard di Stap-o-les o Wally-Mart andrebbe benissimo.

Tuttavia, ci sono preoccupazioni per la sottile colonna di piombo all'interno della matita. Se hai mai usato una matita meccanica (o una matita normale, se è per questo), sai che è abbastanza facile rompere la mina dalla punta della matita. Quando ciò accade, il piombo sembra volare a velocità supersoniche e fa male come un matto se ti colpisce.

Questo è un enorme problema nello spazio, poiché non c'è forza verso il basso per tirare il cavo a terra , continuerà a rimbalzare intorno alla stazione finché non trova una casa. Sfortunatamente, questa casa il più delle volte sarebbe in un pezzo di equipaggiamento raro e costoso.

Quindi sì, è certamente meccanicamente possibile, ma ci sono dei rischi quando il vantaggio si trasforma in qualcosa di importante.