●陳染

金屬材料

金屬是一類有光澤、有延展性、能夠?qū)щ姾蛡鳠岬奈镔|(zhì)。人類對于金屬的冶煉和應(yīng)用有著悠久的歷史，被認(rèn)為是進(jìn)入文明的三大標(biāo)志之一。作為功能材料，金屬在創(chuàng)客制作中非常常見，只要跟電、磁等相關(guān)的制作必然離不開金屬材料。生活中用作結(jié)構(gòu)材料的金屬也隨處可見，數(shù)數(shù)看，此刻在你身邊有多少用金屬做的家具。

傳統(tǒng)的主要金屬加工工具是車床。通過電機(jī)驅(qū)動，車床快速轉(zhuǎn)動車床上的工件，用各式各樣的刀具完成切圓、鉆孔、螺紋、切斷等一系列金工操作。此外，還需要拋光機(jī)等機(jī)械對金屬進(jìn)行打磨和拋光。隨著創(chuàng)客運(yùn)動席卷全球，數(shù)字化加工也成為了越來越流行的趨勢。通過計算機(jī)輔助設(shè)計和制造軟件，數(shù)控機(jī)床可以對金屬工件直接切削，做成我們所需的形狀，大大降低了金屬加工的門檻，我們通過較短時間的學(xué)習(xí)和實習(xí)就能制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件。接下來我們用幾個案例了解怎樣用易拉罐、鐵絲和鋁箔這3種生活中常見的金屬材料設(shè)計出創(chuàng)客教育作品。

易拉罐是生活中非常常見的材料，絕大多數(shù)的易拉罐用鋁制成，罐體非常輕薄，用美工刀和剪刀即可將它剪開，再用砂紙對切口部位進(jìn)行打磨，就可以將易拉罐做成各種有趣的創(chuàng)客作品。

“易拉罐架子鼓”（如圖1）就是用易拉罐進(jìn)行創(chuàng)客制作的例子。架子鼓由5個易拉罐鼓和3個罐底制作的鈸組成。作者用導(dǎo)線將易拉罐和MagicKey套裝連接起來，并進(jìn)行編程。當(dāng)我們用手敲動易拉罐架子鼓時，MagicKey就會用電子元件模擬出架子鼓敲擊的聲音，這樣就可以做成一個迷你架子鼓了。

鐵絲是另一種常用于創(chuàng)客教育制作的金屬材料，它廉價易得，機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性都非常好，能夠很好地應(yīng)用在創(chuàng)客作品中。把單根鐵絲應(yīng)用于創(chuàng)客作品中幾乎不需要用到特別的工具：用鉗子就可以剪取任意長度的鐵絲，用手就可以很輕松地擰成我們想要的形狀。多根鐵絲還可以像繩子一樣編織出復(fù)雜的造型，當(dāng)然，加工難度就復(fù)雜得多了。

科技學(xué)堂作品“飛翔的機(jī)械鳥”（如圖2）是一個舞臺道具的簡易模型，按比例放大就可以用它進(jìn)行表演：燈光照射在機(jī)械鳥身上，演員手持桿子藏在暗處，推動桿子上的滑塊，觀眾就能看到飛翔的機(jī)械鳥了。機(jī)械鳥的翅膀和滑塊之間的連桿便是用鐵絲做的，它利用了鐵絲的機(jī)械強(qiáng)度，細(xì)小的鐵絲能夠很好地隱藏在舞臺中。

圖1 易拉罐架子鼓

圖2 飛翔的機(jī)械鳥

金屬有很好的延展性，人們能夠通過壓延工藝把它制成像紙一般的箔片。我們生活中最常見的金屬箔片當(dāng)屬鋁箔紙了，它廣泛用于食品、飲料、香煙、藥品及包裝材料中。像紙張一樣，我們可以將鋁箔進(jìn)行剪切、折疊等操作。鋁箔由金屬原子組成，而紙張由纖維組成，這就賦予了鋁箔的一些不一樣的性質(zhì)。例如，鋁箔揉皺壓實之后不容易變形，我們可以將鋁箔捏成不同的造型，“杰克的魔豆”正是基于這種性質(zhì)制作的一個創(chuàng)客作品。

科技學(xué)堂作品“杰克的魔豆”是一個豆子狀的橢圓體玩具，它由鋁箔和鋼珠組合而成。將長方形的鋁箔卷成筒狀，放入鋼珠，卷筒的兩端折疊起來，放進(jìn)密閉的小罐子中大力搖動。在鋼珠和罐壁的碰撞下，鋁箔被壓成緊致的橢圓體，拿出來也不會變形。我們可以用“杰克的魔豆”設(shè)計各種游戲，例如“魔豆足球賽”（如圖3），用竹筷和強(qiáng)力磁鐵制成引導(dǎo)棒，用瓦楞紙盒制成足球場，再加上1個彈珠，我們就能讓2個杰克的魔豆在盒子里進(jìn)行一場足球?qū)官惲恕?/p>

紡織材料

紡織材料也是創(chuàng)客教育常用的一類材料。傳統(tǒng)意義上，紡織是指紡紗和織布兩道工序的合稱，隨著科技的發(fā)展，目前我們所指的紡織是將紡織纖維加工成品的過程，這個過程不一定有紡和織兩個工序。所以，這里我們所指的紡織材料比傳統(tǒng)意義上更加廣泛。

紡織材料可以分為線、繩、帶、機(jī)織物、針織物和無紡布6個門類。大多數(shù)紡織材料給我們的感覺是柔軟而輕薄，但只要使用得當(dāng)，紡織材料也能成為對機(jī)械強(qiáng)度有較高要求的結(jié)構(gòu)材料。

圖3 魔豆足球

圖4 小王子的星球（圖片來源：科技學(xué)堂）

紗布輕柔、透明、不易定型，我們需要將紗布特殊處理才能用作創(chuàng)客作品的結(jié)構(gòu)材料。水白膠是一種能夠定型紗布的材料，“小王子的星球”（如圖4）作品中的星球就是用紗布和水白膠定型而成的。制作方法是：紗布泡水后，在氣球上覆蓋2層；將白膠和水按4∶1的比例調(diào)和，制成水白膠；用刷子沾上水白膠，仔細(xì)刷在紗布上，晾干；刷上顏料，再次晾干；把氣球扎破取出，留下定型好的紗布，星球就做好了。這種方法也可以運(yùn)用于其他紡織材料中，讓柔軟的材料變得牢固。

無紡布又叫不織布，它是一種以針軋機(jī)械或梳理機(jī)械處理，通過高壓形成或黏合生產(chǎn)的一種紡織材料。由于制作過程未使用紗線紡織的工序，所以稱為無紡布。無紡布在生活中的用途比較廣泛，如環(huán)保購物袋、口罩、化妝用品等。無紡布輕盈、柔軟、手感好，能染上各種顏色，我們將無紡布剪切并粘貼，就能進(jìn)行創(chuàng)客作品制作。

科技學(xué)堂的創(chuàng)客教育制作“電動蜘蛛”是一個用振動馬達(dá)制成的可以隨機(jī)走動的整蠱玩具，而實現(xiàn)隨機(jī)走動的關(guān)鍵就在于用扭扭棒（扭扭棒由鐵絲制成，表面繞上絨線，既有鐵絲的機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性，又有紡織材料毛茸茸的溫和感，兒童手工常用扭扭棒塑造出各種造型，鍛煉孩子的創(chuàng)意和動手能力）制成的8條腿。扭扭棒的鐵絲能夠在很小的面積上支撐蜘蛛身體的重量，隨著馬達(dá)的振動，扭扭棒的尖端也會跟隨振動，每一次振動扭扭棒產(chǎn)生的合力方向不同，電動蜘蛛就會隨機(jī)移動。如果我們按相同的順序排列扭扭棒，每一次振動都會產(chǎn)生相同方向的合力，蜘蛛就能夠沿著一個方向移動了。