Когда все оказалось сделано, стало ясно, что я использовал в этой штуке почти все виды механического крепления, мне известные. Изготовленные с помощью плазменной резки алюминиевые рамы скреплялись множеством крохотных машинных болтов по той причине, что, когда имеется так много деталей, пространство остро необходимо. Пришлось изготовить форму и отлить яйцевидную оболочку, закрепить ее большими винтами, чтобы я мог удалять ее части и получить доступ к внутренностям. Там были заклепки, шпильки, прессовый фитинг и резьбовые втулки. Я не могу с уверенностью перечислить все различные соединения, которые я попробовал или даже применил для ZF‑1, но я точно могу сказать, что в нашей реплике не было не единой капли клея.
Не так уж легко работать таким образом. Много раз мы заканчивали элемент только для того, чтобы понять, что предназначенные для резьбы отверстия во внутренней алюминиевой раме расположены неправильно и нам нужен новый комплект этих рам. Совершенно точно я сделал эту пушку около десяти раз, прежде чем получилась та версия, которая меня устроила.
Я закончил основную работу над ZF‑1 в 2015 году, но она ДО СИХ ПОР не завершена. До нынешнего момента я постоянно добавляю детали и функциональность, и лишь тот факт, что я могу разобрать ее целиком, а потом собрать, используя полный набор механических крепежей, делает подобную доработку возможной. Я ничуть не сожалею о тех многочисленных, реально многочисленных итерациях каждой детали, через которые я прошел, чтобы сделать ее более аккуратной и в то же время съемной.
Философия клея
Хотя я предпочитаю механические соединения, существуют моменты, когда можно положиться только на клей. Не на любой, конечно, а исключительно на правильный клей. Выбрать правильный клей для проекта – очень важно и очень сложно. Ряды в хозяйственном магазине, забитые клеем, могут выглядеть как таинственный рог изобилия, созданный химической наукой: пятиминутный эпоксидный клей, цианоакрилат и ускоряющая добавка, клей ПВА, столярный клей, клей «на все случаи жизни» (который НИКОГДА не бывает на все случаи), канцелярский клей, контактный цемент, клеевая сварка, силиконовый клей.
Головоломка с выбором правильного клея может стать настоящим испытанием, источником головной боли для созидателя-неофита. Это выглядит странно, особенно если вспомнить, что, будучи ребенком, ты смотрел на клей как на нечто простое и волшебное. Хитрый Койот намазывает его на землю, чтобы поймать Дорожного Бегуна
[52], и хлоп – тот мгновенно прилипает! Именно так проявляется могущество клея. Для детей клей – мистическая субстанция, которая просто «соединяет» вещи. Многие взрослые переносят такое понимание в собственную работу и опираются на него ровно до момента, пока не испортят что-нибудь, над чем работали очень долго… а теперь не знают, как поправить.
Для меня существует три краеугольных камня философии клея: 1) клей – это способ соединять вещи; 2) клей чаще всего пакуется в сыром виде и не может делать свою работу, пока не высохнет; и 3) не все клеи созданы равными.
Если вы соединяете два элемента, подобных друг другу, то ваша работа достаточно проста. Для дерева используйте столярный клей. Для бумаги используйте ПВА типа клея Элмера. Для силиконовой резины используйте клей на силиконовой основе. И так далее. Принцип в любом случае такой: вы ищете клей, чьи физические свойства в затвердевшем состоянии (твердость, гибкость, реакция на температуру и т. д.) наиболее близки к физическим свойствам материалов, которые вы соединяете. Это все относится к температуре, механическим параметрам и сценариям использования. Для наиболее распространенных материалов существуют клеи, специально для них разработанные.
Представьте кирпичи, живущие своей жизнью несколько десятилетий в печной трубе. Жизнь кирпича проходит на одном месте, он не двигается, и поэтому для скрепления кирпичей не требуется пластичного клея. Механическая нагрузка на кирпичи – сжимающая, они лежат друг на друге, не шевелятся, общий вес громаден, так что вам требуется клей с высоким пределом прочности на сжатие. Вообразите, что вы использовали силиконовый клей, выкладывая кладку: это сработает для одного ряда или двух, но предел прочности на сжатие тут мал, а пластичность велика, ваша конструкция начнет оседать, покосится и в итоге развалится
[53].
Кроме того, надо принять в рассмотрение воздействие погоды. Когда меняется температура, то же самое делают свойства материалов. Низкие температуры делают предметы хрупкими и жесткими, а тепло – мягкими и пластичными. Температура также влияет на размер предметов: в жару все расширяется, а при холоде почти все сжимается. И результат воздействия зноя куда значительнее, чем вы можете вообразить: несущие тросы моста «Золотые ворота» примерно на 17 футов длиннее в солнечный полдень, чем в полночь. И пропорция изменения размера отличается для различных материалов.
Поэтому строительный раствор для кирпичей был специальным образом разработан, чтобы вести себя подобно кирпичам, которые он будет скреплять. Он соответствует кирпичам по пределу прочности на сжатие и точно так же не отличается от них по степени расширения и сжатия при изменениях температуры.
А теперь давайте соединим два куска кожи. В отличие от кирпичей, кожа гибкая. Кроме того, сценарий использования кожи часто включает немалое количество скручивания и движения. Строительный раствор в таких условиях использовать нельзя. Поскольку он затвердевает буквально до каменного состояния, то, когда кожа станет двигаться, она начнет легко рваться и отсоединяться от «клея», обязанного держать ее вместе. К счастью для работающих с кожей людей всего мира, у нас есть контактный цемент. Это клей на основе резины и растворителя, чьи физические свойства столь близки к свойствам кожи, что два куска кожи, правильным образом склеенные с помощью этой штуки, куда скорее порвутся в другом месте, чем там, где их соединили.
Предложение использовать клей, чьи свойства соответствуют свойствам соединяемых материалов, может показаться банальным, но это вовсе не так для многих людей. Так что не переживайте, если для вас это открытие. Кроме того, всегда есть более крупная рыба для поджаривания, особенно когда вы пытаетесь разобраться, что использовать, если имеете дело с различающимися материалами. Ну, типа, пытаетесь склеить две штуковины с РАЗНЫМИ свойствами: дерево со стеклом или кожу с резиной. В этом случае выбор клея становится предметом опыта, экспериментов и часто ненормативной лексики, поскольку вам требуется соединитель, который балансирует между механическими и химическими свойствами двух разных компонентов.
Давайте возьмем серьезный пример: стекло и металл.
Вообразите, что вы приклеили кусок стекла к куску металла и оставили на год на улице. За это время температура может измениться от 50 до 80 градусов
[54] или даже больше. И под воздействием разной погоды стекло и металл будут соответственно расширяться и сжиматься. Но само по себе это не создает проблемы. Проблема в том, что они расширяются и сжимаются отличным друг от друга образом. Так что, если стекло расширилось чуть-чуть, а металл – сильно, две поверхности начнут работать друг против друга. Соединителю для несходных материалов нужна способность меняться как раз в достаточной степени, чтобы удерживать обе половины уравнения, не жертвуя ни одной из них.
