La consideración principal para los lápices es el riesgo de romperse y la necesidad de afilarlos produciendo productos de desecho que pueden ser peligrosos. Pero examinemos los factores principales: materiales, mecanismos y modos de falla.

Algunos términos:

• plumín: el pequeño tubo en el extremo de trabajo, más allá del mecanismo. No todas las formas tienen uno. La punta suele tener un ajuste por fricción que ayuda a la función del mecanismo.
• mecanismo: la parte del lápiz que hace avanzar la mina
• plomo: el material que roza la superficie y se desgasta, dejando una marca.
• eje: la estructura en la que encaja el mecanismo, y a la que suele fijarse el plumín.

Materiales

El plomo es un término remanente de los primeros lápices, muchos de los cuales usaban plomo real. Actualmente, el metal solo es utilizado por recreadores y falsificadores.

• Grafito: un eje de grafito puro. Electroconductor frágil, no tóxico.
• Grafito y aglutinante: grafito en polvo pegado en un eje. No demasiado frágil, generalmente no tóxico, puede ser electroconductor.
• Wax & China Clay, con pigmentos: composición típica de los lápices de colores. dependiendo de qué cera se use y cuál sea el pigmento, puede ser tóxico o no tóxico. No conductor, por lo general. Tiende a ser frágil. Puede escribir en muchas superficies demasiado suaves para otros tipos de minas.
• polímero y pigmento: se utiliza para algunos cables de colores de tamaño pequeño (0,3, 0,5, 0,7 mm). El polímero específico utilizado puede afectar tanto la fragilidad como la idoneidad para escribir en varias superficies.
• metales blandos - no comunes en usos modernos. Se han utilizado oro, plata, cobre y plomo. De estos, solo el plomo es lo suficientemente suave para escribir en papeles modernos de manera confiable. El plomo (Pb) es tóxico, electroconductor y deja una línea clara. Es muy dúctil y no frágil a temperatura ambiente.

Mecanismos

Hay 3 tipos comunes de mecanismo de lápiz mecánico y varios menos comunes.

• acción de giro: el cable se fija a un soporte que se desplaza en una ranura en espiral y una ranura recta; girando uno u otro, el transportador avanza. Skillcraft, Paper*Mate y Cross han usado esto para tamaños más grandes; con grafito Este tipo es independiente de la gravedad. Normalmente se utiliza para cables de 0,9 mm y 1,1 mm; Los cables de 0,7 mm son un poco frágiles, pero están disponibles.
• Los portaminas , comúnmente llamados lápices de dibujo, tienen una boca de fricción que sostiene una mina bastante gruesa (a menudo de 2 mm). La boca es simple: un anillo que tiene de 3 a 5 mordazas como una sola pieza, más gruesa hacia los extremos de las mordazas, retraída en un tubo por un resorte. El cable avanza empujando las mordazas hacia adelante con un botón y dejando que el cable caiga hacia adelante. Esto depende de la gravedad. Tenga en cuenta que este tipo generalmente no tiene punta.
• plomo empujado por la mandíbula. Se sostiene un juego de mordazas, muy parecido al portacables anterior, pero está configurado de modo que las mordazas no se abren hasta que pasa una parte significativa del recorrido por un collar flotante, pero después de cierto punto, el collar se bloquea y el entonces las mandíbulas se abren por su propia elasticidad. Al retraerse, el collar retrocede con las mordazas, pero, de nuevo, tiene un rango de movimiento más limitado y las mordazas se retraen en el collar. Este es el mecanismo más común. Por lo general, los cables adicionales están en un cargador, que la gravedad alimenta un nuevo cable cuando el primero avanza lo suficiente; esto hace que dependa de la gravedad, ya que la mina típica es corta, de 3 a 5 cm.
• fricción y rueda: una punta de fricción mantiene el cable en su lugar; una pequeña rueda en el cuerpo del lápiz hace avanzar la mina. No es adecuado para minas más pequeñas, la falta de mordazas a menudo permite que la correa se deslice y hacer avanzar la correa puede ser un problema. Muy raro. Independiente de la gravedad.
• Avance manual por fricción: un componente deslizante se retrae junto con la correa y, cuando se empuja hacia abajo y hacia adelante, también empuja la correa hacia adelante. Algunas versiones tienen dientes unidireccionales. Una punta de fricción es típica. Propenso al deslizamiento del plomo. Independiente de la gravedad. Requiere cables más grandes (1,5 a 2,5 mm)
• cargador de puntas con mina que no avanza: el eje también es el cargador, que contiene de 15 a 30 puntas cortas (1 cm) con 5-6 mm de mina. Cuando la punta de plomo está lo suficientemente desgastada, se extrae y pasa a través de la parte posterior del eje, haciendo avanzar las otras puntas hacia adelante. Independiente de la gravedad. Bastante duradero (se utilizan cables de 1,5 a 2 mm), pero el modo de falla da como resultado que se suelten de 20 a 40 artículos pequeños.

Y, a modo de comparación:

• plomo unido en el eje. El plomo se une al eje en la fabricación y se revela quitando material del eje. La construcción del eje suele ser de madera, pero también puede ser papel enrollado y pegado o polímero. El afilado da como resultado que tanto el material de plomo como el material del eje se generen en piezas pequeñas.
• plomo envuelto: el plomo es lo suficientemente ancho como para ser su propio eje. Desordenado si no está envuelto; si se envuelve, se necesita algún tipo de afilado; los "marcadores de porcelana" son una mina de cera envuelta en papel perforado enrollado; el papel se retira en espirales secuenciales, cada una de las cuales revela unos 5-7 mm de la mina de cera.

Modos de fallo

Los lápices mecánicos tienen varios medios para fallar.

La más leve y común es una rotura de mina por delante del mecanismo de avance y por detrás del plumín. En los sistemas de un solo cable, especialmente los avanzados con tornillos, esto puede inutilizar trozos de plomo, y es posible que sea necesario desechar trozos de hasta 1 cm de inmediato.

Una segunda forma es el daño por vibración al romper la mina dentro del lápiz, ya sea dentro del mecanismo de avance o en el cargador. Las roturas en ciertos puntos pueden hacer que el mecanismo de plomo empujado por la mordaza sea impotente; una rotura detrás de la mordaza retraída pero delante del cargador puede hacer que el lápiz no funcione. El daño por vibración puede romper los cables en el cargador en trozos demasiado pequeños para pasar de la mordaza a la punta.

Un tercer modo de falla común son los desechos extraños en el mecanismo. Esto puede evitar el movimiento de la mandíbula o impedir el cierre de la mandíbula.

Una cuarta falla común es una punta dañada. Esto requiere que el usuario ajuste los ángulos de escritura y la presión, o en los casos en que se doble, impida la función. Las puntas de plástico se pueden quitar con un cuchillo afilado; las puntas de metal a menudo se pueden quitar con alicates o incluso con dientes.

Peligros espaciales

Trozos de plomo rotos pueden flotar en el medio ambiente. A menudo son lo suficientemente pequeños como para no ser visibles y lo suficientemente grandes como para ser dolorosos o incluso dañinos si se inhalan.

Los cables electroconductores pueden provocar cortocircuitos en los circuitos.

Los cables de cera y polímero pueden derretirse y luego adherirse a los componentes más cálidos; esto puede resultar en un potencial de sobrecalentamiento del cableado.

Múltiples modos de falla pueden resultar en la privación de implementos de escritura. El bolígrafo espacial, en comparación, tiene menos modos de falla y es resistente a las vibraciones. La vibración es un problema importante durante el lanzamiento.

Los mecanismos alimentados por gravedad, por ejemplo, el cargador en los mecanismos avanzados de mordaza de plomo típicos de 0,5 y 0,7 mm, o los sistemas de soporte de plomo, no funcionan en microgravedad. Se puede trabajar con los líderes potenciales.

Los lápices no mecánicos (de madera tradicionales o modernos de plástico o papel) producen virutas que son en sí mismas peligrosas. Las virutas de madera y papel son un peligro de incendio, así como potencialmente dolorosas al respirar.

Cualquier material suelto, incluidas las pequeñas escamas bastante comunes del material de plomo que se generan al escribir (el polvo que normalmente se expulsa) es un problema de inhalación, además de que puede obstruir los filtros en el sistema de recirculación de aire. Cuando es electroconductor, también existe el riesgo de un cortocircuito.

Conclusión

Con los polímeros correctos, la construcción correcta y la reducción de vibraciones adecuada, ciertos tipos de lápices mecánicos podrían usarse de manera segura; el bolígrafo espacial ya es funcional, está listo para volar y es resistente a las vibraciones, y las diversas agencias espaciales pueden borrarlo si así lo desean.

Por lo tanto, hay poca necesidad de la utilidad más notoria de los lápices, la capacidad de borrado, y los peligros superan los beneficios.

Sí, es posible . De hecho, es una mejor solución, excepto que el grafito se mete en cosas caras a las que no les gusta el grafito.

Si pensamos en cómo funciona un lápiz mecánico, no involucra la gravedad en absoluto.

^{desde aquí}

Como puede ver en el diagrama, la única fuerza que debe estar involucrada es la del botón superior presionado. El lápiz está construido de tal manera que una cosa parecida a una abrazadera mantiene la mina en su lugar cuando el lápiz está en uso.

Cuando se presiona el botón, la abrazadera suelta el cable y otro mecanismo lo empuja hacia abajo. Después de esto, la abrazadera vuelve a agarrar la correa.

Por lo tanto, no se necesita gravedad para operar un lápiz mecánico, y un lápiz estándar de Stap-o-les o Wally-Mart funcionaría bien.

Sin embargo, existen preocupaciones sobre la fina columna de mina dentro del lápiz. Si alguna vez ha usado un lápiz mecánico (o un lápiz normal, para el caso), sabe que es bastante fácil romper la mina de la punta del lápiz. Cuando esto sucede, el cable parece volar a velocidades supersónicas y duele como un loco si te golpea.

Este es un gran problema en el espacio: dado que no hay una fuerza hacia abajo para tirar del cable al piso, seguirá rebotando alrededor de la estación hasta que encuentre un hogar. Desafortunadamente, esta casa estaría en la mayoría de los casos en una pieza de equipo raro y costoso.

Entonces sí, ciertamente es mecánicamente posible, pero existen riesgos con respecto a que el plomo se dispare en algo importante.

No sólo es posible, sino que así se hizo. Los lápices mecánicos se usaban antes. Fueron eliminados debido al peligro que representaban.

Wikipedia dice

Los programas de la NASA usaban lápices anteriormente (por ejemplo, un pedido de lápices mecánicos de 1965), pero debido a los peligros sustanciales que las puntas rotas de los lápices y el polvo de grafito representan en gravedad cero para la electrónica y la naturaleza inflamable de la madera presente en los lápices, una mejor solución. era necesario.