最後趙雲參觀了榫卯工廠,關於華夏使用鑽子的歷史,在後世已有九千多年的歷史,新石器時期古華夏人就發明了鑽子。
可以說鑽孔鑽子與鑽木取火,幾乎是同一時期出現,據考古出土,原始華夏人竟然使用鑽子給病患開臚,這是讓人不可想像的事情,被開臚者竟然還活了十幾二十年,他的死後,歷經數千年,其骷顱頭被後世人所發現,華夏古人的智慧與膽量,因而震驚了整個世界。
古化的鑽子有三種,與取火工具幾乎相近,差別在於鑽頭,取火鑽子的尖端部分,僅僅只是削尖而已,而鑽孔鑽子則不同,工匠會使用尖銳的石刀片、銅刀片、鐵刀片當鑽頭使用,也有采用陶磁片充當鑽頭。
早期的古人使用的搓鑽,和取火工具與時俱進,工具型別最為簡單,一杆筆直的樹枝、一片尖銳的石刀、一條細繩便可做出搓鑽。
不過搓鑽用起來相當的費力,不言而喻使用的手掌要吃盡苦頭,可見工匠使用搓鑽,加工出各類飾品與工具,是相當的不容易。
可以想象一塊玉石,透過手搓去加工鑽孔和打磨,還要鑽出花紋裝飾,需要消耗多少的時間以及工匠的血汗。
後世將每一塊出土的玉壁、玉琮、玉鉞、玉璋等上古玉器,視為國家珍寶,每一件玉器的背後,都有一名或數名工匠的努力與血汗,不光代表著古華夏人的工匠精神,還證明了古華夏的文明程度,每一件都當之為國寶。
第二種鑽孔工具便是舞鑽,舞鑽由一杆筆直的樹枝、一個固實的木輪、一根細皮繩、一根木製壓桿,加上鑽頭石片或鐵片組成。
木輪置於鑽之上,被鑽桿從中間穿透並固定死,鑽桿另一端穿過一條細皮繩,皮繩兩頭系在壓桿的左右兩端,壓桿中心被鑽桿穿過,但不固定死,壓桿與鑽桿之間有合適的縫隙。
使用前先正方向轉動壓桿,使細皮繩纏繞在圓鑽桿之上,而後將鑽頭對準被鑽之物,雙手放在壓桿兩邊,輕輕用力往下壓按壓桿,一壓一收細皮繩便會帶動圓鑽桿正反旋轉,按壓時圓輪起到了穩定的作用,反覆動作不多時便可完成打孔。
此工具使用起來相當省力,古代工匠可連續使用舞鑽孔,不用擔心手掌會起水泡,而且效率力極高,就算是面對玉石或堅石,只要功夫深,便可以將其鑽透。
舞鑽的出現,大大節省了加工的時間與人力,諸多飾品與禮器,也因而大量被生產製造出來。
之後工匠們又發明出了拉鑽,與舞鑽不同,拉鑽沒有壓桿,而是一把握杆,握杆是一隻圓形樹枝或竹條,兩端繫有皮細繩,皮細繩將樹枝或條拉成弓形,所以拉鑽也被稱為弓鑽。
使用時只需將皮細繩纏在鑽桿上,調整到中間位置,工匠一隻手拿一塊石片或陶片,壓在鑽桿上端,另一手拉動握杆,或者可以稱為弓,一拉一推使鑽桿正反旋轉,鑽頭便可鑽穿被鑽之物。
比之舞鑽,拉弓更為省力快速,而且還可兩人一起操作,其效率比舞鑽高三四倍,大大提高了工匠的產出。
同時透過拉鑽的原理,工匠們也製造出了拋光器械,將鑽頭換成麻布輪或皮輪,器械橫放拉動弓弦,便可對玉器進行拋光。
所以拉鑽的出現,也是一次手工業的小革命,使古人腰間的玉佩,有了光彩照人的面貌。
開榫印工廠的新器械,便是採用了拉鑽的原理,不過又有了進一步的發展,一條牛筋成了鑽頭與水車的傳動帶,齒輪組技術提高轉速。
趙雲望著新器械疑惑不解的問道“既然可以透過齒輪組合,將水流動力轉為轉速,為何還要使用牛筋?直接使用齒輪傳動不行嗎?”
公輸盛聽罷搖了搖頭回道“回鉅子!如今雖能利用大小齒輪的差別,提高几倍轉速,可是齒輪與齒輪之間間隙較大,會有抖動的情況出現,鑽頭也會抖動,無法完成精準鑽孔。而且直接將壓力作用在齒輪之上,齒輪跟本就承變不,會導致齒牙崩壞,甚至是齒輪中軸斷裂。加一條牛筋做為中介,便可解決以上諸多問題,同時也是為了方便維修,整個機械的作用力,幾乎都在牛筋上面,牛筋損壞之時,可快速換上另一條,便可重新投入工作!”
趙雲聽罷差點驚到了下巴,沒有想到他這個後世之人,竟遠不如當代的機括大師。
以古人的技術水平,難以造出高精密的機械部件,齒輪之間的間隙無法避免,齒輪中軸兩端也沒有軸承部件,件靠動物油脂潤滑,木製部件損耗極快,就算能造出高精度的部件,也難以長期維持運作。
大師們透過一條牛筋,將作用力轉移至此,減輕各個部件的損耗,同時牛筋具有極強的彈性,可化解傳過來的抖動,簡直就是巧奪天工的設計。
趙雲再次豎起了大拇指笑說“如此聰明的設計,乃是神匠之作,一舉多得化解了諸多問題!”
趙雲望著正在作業的機械,只見一名工匠透過一條麻繩與一個定滑輪,將整個轉頭部分拉高,鑽頭並沒有停轉,趙雲發現牛筋傳過來的動力,還需要一個柱形齒輪,此齒輪帶動鑽頭中軸,中軸也有一個齒輪,工匠可上下滑動中軸部分,固而不影響鑽頭轉動,又可上下活動。
鑽頭中軸的另一邊,則是一根圓木作為鑽頭部分的軌道,有一塊半圓形木塊正好半環繞圓木,半圓木塊又與鑽頭頂端固定連線。
另一名工匠取出鑽好的木板,換上了一塊新的木板,控制鑽頭的工匠,再將鑽頭放下,之後又放下了一塊石盤,壓在鑽頭上方,這又是一招聰明的方法,不心用人力,使鑽頭充份的作用在木板之上。一臺機器兩名工匠配合操作,一天可鑽不少木板或木條,鑽出規則的圓孔。