Từ viên nhựa đến viên gạch LEGO: Hé lộ hành trình đáng kinh ngạc của sản xuất hàng loạt

Từ viên nhựa đến viên gạch LEGO: Hé lộ hành trình đáng kinh ngạc của sản xuất hàng loạt

Mỗi ngày, hơn 100 triệu viên gạch LEGO được lăn ra khỏi dây chuyền sản xuất, mỗi viên có dung sai kích thước chỉ 0,002 mm—1/5 độ dày của sợi tóc người. Làm thế nào điều kỳ diệu của việc sản xuất chính xác này có thể thực hiện được?

Trong nhà máy LEGO ở Billund, Đan Mạch, một phép lạ diễn ra hàng ngày. Hàng tấn viên nhựa đầy màu sắc được hút qua mạng lưới đường ống phức tạp vào máy ép phun. Chỉ trong vòng 7 đến 10 giây, chúng sẽ biến thành những viên gạch LEGO mang tính biểu tượng mà tất cả chúng ta đều nhận ra.

Trên thực tế, những gì có vẻ là một quá trình đơn giản là kết quả của hàng thập kỷ rèn luyện tay nghề và đổi mới công nghệ. Chúng ta hãy vén bức màn về thành tích sản xuất hàng loạt phi thường này.

01. Điều kỳ diệu bắt đầu: Viên nhựa ABS

Nguyên liệu thô chính để sản xuất gạch LEGO là ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), một loại nhựa được biết đến với độ bền, độ cứng và độ dẻo dai đặc biệt. Những đặc tính này đảm bảo rằng các viên gạch LEGO có thể được lắp ráp và tháo rời nhiều lần mà không bị hư hại.

Các viên được lưu trữ trong các silo lớn và tự động vận chuyển qua hệ thống đường ống chân không đến đầu máy ép phun. Toàn bộ quá trình hoàn toàn tự động, giảm thiểu rủi ro ô nhiễm.

Kỹ sư Thomas Nielsen của LEGO giải thích: “Việc lựa chọn vật liệu là rất quan trọng. "Chúng tôi phải đảm bảo rằng mỗi lô ABS đều thể hiện các đặc tính giống hệt nhau để duy trì chất lượng sản phẩm ổn định."

02. Làm chủ khuôn mẫu: Độ chính xác đến từng Micron

LEGO sở hữu hơn 9.000 khuôn khác nhau, mỗi khuôn được chế tạo chính xác cho một hình dạng viên gạch cụ thể. Những khuôn này được làm từ thép đặc biệt, được gia công tỉ mỉ và đánh bóng thành gương.

Độ chính xác gia công đạt 0,002 mm—khoảng 1/5 đường kính sợi tóc người. Độ chính xác cực cao này đảm bảo rằng các viên gạch khớp với nhau một cách hoàn hảo, ngay cả khi được sản xuất cách nhau nhiều năm hoặc ở các lục địa khác nhau.

Mỗi khuôn có thể có giá lên tới 200.000 euro, nhưng chúng được chế tạo để tồn tại lâu dài, có khả năng sản xuất hàng tỷ viên gạch trong suốt vòng đời của chúng.

03. Ép phun: Khoảnh khắc chuyển đổi

Máy ép phun là trung tâm của quá trình. Các hạt nhựa được nung nóng đến khoảng 230°C cho đến khi nóng chảy, sau đó được bơm vào khuôn dưới áp suất cực cao.

Mức áp suất dao động từ 25 đến 150 tấn - tương đương với trọng lượng của một chiếc ô tô nhỏ tập trung vào một viên gạch. Áp suất này đảm bảo nhựa nóng chảy sẽ lấp đầy mọi chi tiết của khuôn, kể cả những chi tiết cấu trúc nhỏ nhất.

Sau 7–10 giây làm mát, khuôn sẽ mở ra và viên gạch mới hình thành sẽ được đẩy ra ngoài. Toàn bộ quá trình này hoàn toàn tự động, với mỗi máy có khả năng sản xuất hàng trăm nghìn viên gạch mỗi 24 giờ.

04. Không chỉ là khuôn mẫu: Nghệ thuật kết nối

"Sức mạnh ly hợp" mang tính biểu tượng của gạch LEGO đạt được thông qua thiết kế khuôn mẫu chính xác. Các ống ở phía trên và các ổ cắm ở phía dưới phải căn chỉnh hoàn hảo—không quá chặt cũng không quá lỏng.

Nhà thiết kế khuôn mẫu Anna Petersen cho biết: “Thách thức lớn nhất là có được lực ly hợp vừa phải”. "Quá lỏng các viên gạch sẽ vỡ ra; quá chặt trẻ em không thể tháo chúng ra được. Chúng ta phải đạt được sự cân bằng hoàn hảo."

LEGO cũng sử dụng các kỹ thuật bù co ngót tiên tiến, tính đến độ co nhẹ của nhựa khi nguội, để đảm bảo kích thước cuối cùng vẫn chính xác.

05. Sự kỳ diệu của sự nhất quán về màu sắc

LEGO cung cấp khoảng 60 màu gạch khác nhau, mỗi màu đòi hỏi sự nhất quán tuyệt đối. Bất kể gạch được sản xuất ở đâu và khi nào, gạch đỏ phải luôn có cùng một màu đỏ.

Điều này đạt được thông qua hệ thống kết hợp màu sắc chính xác. Thiết bị được điều khiển bằng máy tính trộn chất tạo màu masterbatch với các viên nhựa để đảm bảo mỗi mẻ đều khớp hoàn hảo.

Một người quản lý kiểm soát chất lượng cho biết: “Chúng tôi có cả một phòng thí nghiệm màu chuyên dùng để phát triển và giám sát chất lượng màu”. “Chúng tôi có thể phát hiện ngay cả những sai lệch nhỏ nhất về màu sắc.”

06. Dây chuyền lắp ráp tự động

Gạch rời khỏi máy phun sẽ di chuyển dọc theo băng tải đến khu vực đóng gói. Cảm biến quang học kiểm tra từng bộ phận để phát hiện lỗi, tự động loại bỏ mọi sản phẩm không đạt tiêu chuẩn.

Cánh tay robot sắp xếp các viên gạch vào các thùng khác nhau, sẵn sàng để lắp ráp thành các bộ cụ thể. Toàn bộ quá trình gần như không có sự can thiệp của con người.

Hàng năm LEGO sản xuất khoảng 36 tỷ viên gạch. Nếu được xếp nối tiếp nhau, chúng có thể bay vòng quanh Trái đất nhiều lần. Quy mô sản xuất này được thực hiện nhờ hệ thống sản xuất tự động hóa cao.

07. Chất lượng là trên hết: Mọi viên gạch đều quan trọng

Tiêu chuẩn chất lượng của LEGO nổi tiếng là nghiêm ngặt. Những viên gạch được chọn ngẫu nhiên phải trải qua một loạt các cuộc kiểm tra—kiểm tra độ bền, kiểm tra độ bền, thậm chí cả phân tích hóa học để đảm bảo an toàn vật liệu.

Nổi tiếng nhất là "thử nghiệm ly hợp", trong đó máy móc mô phỏng hàng nghìn chu trình lắp ráp và tháo rời để đảm bảo các viên gạch duy trì độ bám theo thời gian.

Một kỹ sư chất lượng cho biết: “Chúng tôi biết trẻ em sẽ sử dụng những viên gạch này nhiều lần”. "Chúng tôi cần đảm bảo rằng chúng hoạt động hoàn hảo thậm chí nhiều năm sau đó."

Quy trình sản xuất gạch LEGO là chuẩn mực của sản xuất hiện đại—kết hợp giữa kỹ thuật chính xác, khoa học vật liệu và tự động hóa.

Trong hơn 60 năm qua, bất chấp những tiến bộ công nghệ không ngừng, tiêu chuẩn chất lượng của LEGO vẫn không thay đổi. Đó là lý do tại sao viên gạch được sản xuất năm 1958 vẫn hoàn toàn phù hợp với viên gạch được sản xuất ngày nay.

Từ một viên nhựa thông thường đã tạo ra một món đồ chơi khơi dậy sự sáng tạo qua nhiều thế hệ. Đây không chỉ là sản xuất mà còn là triết lý cam kết vững chắc về chất lượng.