LEGO: Sự chính xác kỹ thuật đáng kinh ngạc trong sản xuất đồ chơi


Summary

Bài viết này khám phá sự chính xác kỹ thuật đáng kinh ngạc trong sản xuất đồ chơi LEGO, cho thấy cách mà công ty này đã kết hợp công nghệ hiện đại để tạo ra những sản phẩm chất lượng cao. Tôi cảm nhận được niềm đam mê và sự tỉ mỉ mà đội ngũ tại LEGO dành cho từng chi tiết nhỏ bé của món đồ chơi yêu thích này. Key Points:

  • LEGO sử dụng công nghệ đúc nhựa chính xác cao, đảm bảo từng mảnh ghép đạt tiêu chuẩn khắt khe về chất lượng.
  • Thiết kế khuôn mẫu với công nghệ CAD/CAM tiên tiến giúp tạo ra các mảnh ghép đồng nhất và hoàn hảo, giảm thiểu sai lệch kích thước.
  • Hệ thống quản lý màu sắc và vật liệu chặt chẽ giúp LEGO duy trì độ bền màu và tính thân thiện với môi trường.
Từ quy trình sản xuất đến kiểm soát chất lượng, bài viết mang đến cái nhìn sâu sắc về cách mà LEGO giữ vững vị thế hàng đầu trong ngành sản xuất đồ chơi.

Sự chính xác trong kỹ thuật của LEGO là gì

Từ những khởi đầu khiêm tốn cách đây gần một thế kỷ, LEGO đã trở thành biểu tượng hàng đầu trong ngành sản xuất đồ chơi chính xác cao. Tôi luôn thích xây dựng mọi thứ từ nhỏ, từ máy bay mô hình đến thuyền và ô tô; tôi rất yêu các bộ Erector và đã dành vô số giờ đồng hồ để lắp ghép các bộ Girder và Panel. Tuy nhiên, LEGO lại mang đến cho tôi một trải nghiệm hoàn toàn khác. Chúng có thể biến thành bất cứ điều gì mà tôi tưởng tượng ra. Đối với tôi, chúng giống như một cái _tabula rasa_ nơi mà trí tưởng tượng của mình có thể thoải mái bay xa.

Gần đây, những ký ức đó được tái hiện khi tôi có con gái. Có thể nói rằng cô bé "đam mê LEGOs" là một cách diễn đạt nhẹ nhàng. Thật thú vị khi thấy cách cô bé làm theo hướng dẫn cho bộ đồ chơi gồm 1.126 mảnh và sau đó hoàn toàn hòa nhập vào câu chuyện của cảnh vật mà cô đã xây dựng lên. Thỉnh thoảng, cô bé còn tháo rời một bộ để rồi lại lắp ráp lại chỉ vì muốn được trải nghiệm cảm giác sáng tạo lần nữa.

LEGO không chỉ là trò chơi; nó còn đại diện cho sự chính xác kỹ thuật đáng kinh ngạc thông qua thiết kế tinh vi và chất liệu chất lượng cao mà họ sử dụng. Công nghệ ép phun chính xác giúp tạo ra các viên gạch LEGO với kích thước đồng nhất, đảm bảo khả năng kết nối tuyệt vời giữa chúng. Hơn nữa, vật liệu ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) không chỉ bền bỉ mà còn dễ sản xuất với độ chính xác cao hơn hẳn so với nhiều loại nhựa khác trên thị trường. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt đảm bảo rằng mỗi mảnh ghép đều đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe về độ an toàn cũng như tính chính xác cần thiết cho trẻ em trong quá trình vui chơi sáng tạo này.

LEGO bắt đầu từ đâu và phát triển như thế nào

Tất nhiên, nếu những bộ LEGO mà cô ấy xây dựng tương đương với một chiếc iPhone hiện đại, thì những bộ mà tôi tạo ra giống như một chiếc điện thoại bàn có dây, hoặc có thể chỉ là một cặp lon thiếc nối bằng dây. Các bộ LEGO ngày nay bao gồm rất nhiều mảnh ghép với hình dạng đa dạng và màu sắc phong phú, cùng với chức năng tuyệt vời. Hiện tại, ước tính có khoảng 3.784 loại mảnh ghép độc đáo, mỗi loại lại có sẵn trong nhiều màu sắc khác nhau. Các bộ LEGO bây giờ còn mang đến một mức độ thực tế lồng ghép nơi mà, ví dụ như một nhân vật LEGO có thể cử động được lại sở hữu một món đồ chơi robot nhỏ bằng LEGO của riêng mình. Điều đặc biệt hơn cả là tất cả những mảnh ghép này không chỉ hoạt động tốt trong các bộ khác nhau mà còn _trong suốt hàng thập kỷ._ Nếu chỉ cần tôi vẫn giữ lại một trong những bộ của mình, nó sẽ hoạt động liền mạch với những bộ của con gái tôi! Hơn nữa, các phần _luôn luôn_ ăn khớp - chúng gắn kết đáng tin cậy và không bao giờ bị hỏng hoặc thất bại do sự hao mòn theo thời gian. Vậy làm thế nào mà LEGO đạt được mức độ chính xác và độ tin cậy cao như vậy?
Extended Perspectives Comparison:
Lĩnh vựcThông tinChi tiết
Tên công tyLEGOCông ty đồ chơi nổi tiếng thế giới
Năm thành lập1932Bắt đầu từ một xưởng gỗ tại Đan Mạch
Vật liệu chínhABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)Nhựa bền, an toàn cho trẻ em
Quy trình sản xuấtÉp nhựa chính xác và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặtĐảm bảo độ chính xác lên đến 10 µm
Số lượng mảnh ghép độc đáo hiện có~3.784 loại mảnh ghép khác nhau với nhiều màu sắc Tạo ra hàng triệu sự kết hợp khác nhau

Những cải tiến ban đầu trong sản xuất gạch LEGO

LEGO bắt đầu từ năm 1932 khi một thợ mộc tên là Ole Kirk Christensen khởi nghiệp với một công ty đồ chơi bằng gỗ tại thị trấn nhỏ Billund, Đan Mạch. Tên gọi này được ông đặt ra vài năm sau đó, xuất phát từ cụm từ tiếng Đan Mạch "leg godt," có nghĩa là "chơi tốt." Ngay từ những ngày đầu, Christensen đã theo đuổi phương châm "det bedste er ikke for god_t," thường được dịch là "chỉ điều tốt nhất mới đủ."

Đến năm 1947, Christensen và con trai Godtfred đã khám phá ra quy trình ép nhựa và bắt đầu thử nghiệm với loại vật liệu cách mạng này. Việc chuyển sang sử dụng nhựa không chỉ đơn thuần là một bước đi mạo hiểm mà còn mở ra nhiều khả năng sáng tạo mới cho những sản phẩm của họ. Hệ thống ép nhựa chính xác cùng với việc áp dụng công nghệ CAD trong thiết kế khuôn mẫu đã giúp tăng cường chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, LEGO cũng sử dụng chất liệu ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) cho các viên gạch của mình, điều này không chỉ nâng cao độ bền mà còn đảm bảo tính tương thích giữa các viên gạch khác nhau. Cuối cùng, việc áp dụng hệ thống kiểm tra chất lượng tự động cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự chính xác kỹ thuật cho từng sản phẩm mà họ tạo ra.

Cách mà thiết kế gạch LEGO hiện đại ra đời

Vào thời điểm đó, đồ chơi thực sự chủ yếu được làm từ gỗ. Các nhà sản xuất và bán lẻ rất ngại ngần khi thử nghiệm với một sản phẩm nhựa chưa được chứng minh. Dựa trên thiết kế của một nhà sản xuất đồ chơi có tên Hilary Fisher Page, những viên gạch đầu tiên được gọi là "Gạch Liên Kết Tự Động". Những viên gạch này được làm từ cellulose acetate và không đáng tin cậy về khả năng kết nối - tức là khả năng liên kết chặt chẽ với nhau. Ngoài việc các viên gạch dễ bị biến dạng theo thời gian, mặt dưới của chúng hoàn toàn rỗng.

Tuy nhiên, Christensen đã thực sự ghi nhớ phương châm của mình. Họ cần cải thiện khả năng kết nối mà không làm cho các viên gạch quá khó để tách ra. Năm 1958, con trai ông đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho thiết kế của một viên gạch LEGO cải tiến hơn. Thiết kế mới này không chỉ tập trung vào việc nâng cao độ bền và độ an toàn cho trẻ em thông qua việc sử dụng vật liệu ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), mà còn áp dụng nguyên tắc kết nối thông minh giúp các mảnh ghép lắp ráp chắc chắn hơn bao giờ hết. Cuối cùng, quy trình sản xuất chính xác đến từng milimet cùng công nghệ in 3D trong thử nghiệm mẫu gạch mới đã thể hiện rõ sự sáng tạo và đổi mới trong ngành công nghiệp đồ chơi này.


Cách mà thiết kế gạch LEGO hiện đại ra đời Free Images


Tại sao độ chính xác lại quan trọng đối với các bộ LEGO

Đổi mới lớn nhất của ông là việc thêm các ống rỗng vào bên trong không gian trống của viên gạch. Những ống này nằm vuông góc với bề mặt trên và sẽ kết hợp với các chóp trên đỉnh của bất kỳ viên gạch nào khác. Viên gạch LEGO hiện đại đã ra đời. Bằng sáng chế được cấp năm 1961 và đến năm 1963, công ty đã hoàn toàn chuyển sang sử dụng nhựa ABS (acrylonitrile butadiene styrene). Khác với cellulose acetate, ABS được đánh giá cao về độ bền, tính cứng và khả năng chống va đập. Đây là loại nhựa thường được dùng trong các bộ phận ô tô, đường ống nước, thiết bị điện tử và mũ bảo hiểm an toàn. Đáng tiếc thay, Ole Christensen đã qua đời vào năm 1958 và không bao giờ chứng kiến sự ra đời của viên gạch hiện đại. Tuy nhiên, như chúng ta sẽ thấy, sức mạnh bền vững của phương châm của ông đã thúc đẩy LEGO đạt được những thành tựu mới.

Giờ đây, công ty đã có một thiết kế vững chắc, vật liệu lý tưởng cùng với cam kết chất lượng không lay chuyển. Họ cuối cùng có thể tận dụng tối đa các tài sản này. Mặc dù LEGO rất kín tiếng về quy trình sản xuất của mình, nhưng giới kỹ sư thiết kế thường cho rằng các bộ phận được sản xuất với độ chính xác lên tới 10 µm hay còn gọi là .01 mm (một số dự đoán thậm chí còn nhỏ hơn). Để so sánh thì tóc người có kích thước khoảng từ 17 đến 180 µm (tùy thuộc vào chủng tộc, độ tuổi và di truyền).

Làm thế nào để đạt được độ chính xác cao trong sản xuất LEGO

Độ rộng trung bình thường được cho là 70 µm, gấp 7 lần so với sai số lớn nhất có thể xảy ra trong kích thước của một viên gạch LEGO! Độ chính xác này rất quan trọng vì nhiều lý do. Không chỉ đơn giản là hai viên gạch có thể không khớp nhau hoặc dễ dàng tách rời, mà độ dung sai cũng ảnh hưởng đến khả năng kết nối của nhiều viên gạch thành các cấu trúc lớn hơn. Nếu sai số quá lớn, những khác biệt nhỏ mà không đáng chú ý trên quy mô của một hoặc hai viên gạch có thể tích lũy lại và dẫn đến sự không khớp khi nhiều viên gạch được kết hợp với nhau. Sự đồng nhất về kích thước còn trở nên quan trọng hơn khi ta xem xét số lượng cách thức mà ngay cả những khối đơn giản cũng có thể kết hợp lại với nhau như thế nào.

LEGO duy trì sự nhất quán trong quy trình sản xuất như thế nào

Vào năm 2004, nhà toán học Søren Eilers đã tính toán rằng có tổng cộng 915,103,765 cách kết hợp khác nhau chỉ với sáu viên gạch LEGO 2 x 4 cùng màu. Trước đó, LEGO tin rằng chỉ có khoảng 102,981,500 khả năng do họ chỉ xem xét các trường hợp mà các viên gạch được xếp chồng lên nhau. Việc đầu tư vào công cụ chế tạo chính xác là một phần quan trọng trong quy trình sản xuất. Bên cạnh đó, việc loại bỏ khuôn sau khi sản xuất một triệu mảnh cũng góp phần vào kiểm soát chất lượng; điều này tuy dễ thực hiện nhưng vẫn rất cần thiết để đảm bảo tiêu chuẩn cao cho từng sản phẩm.

Số lượng phần LEGO đã được sản xuất là bao nhiêu

Việc sản xuất các bộ phận LEGO diễn ra trên toàn thế giới, từ Đan Mạch, Hungary, Cộng hòa Séc, Mexico cho đến Trung Quốc. Một nhà máy mới với tiêu chuẩn carbon trung tính cũng đang được dự kiến xây dựng tại Mỹ. Ở mỗi địa điểm sản xuất, môi trường cần phải được kiểm soát khí hậu một cách nghiêm ngặt để duy trì nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Thực tế là việc tạo ra sự đồng nhất trong quy trình ép nhựa đòi hỏi phải quản lý chặt chẽ nhiều yếu tố như nhiệt độ khuôn, nhiệt độ thùng chứa, áp suất tiêm, thời gian hành trình và thời gian giữ lại. Tất cả những điều này đều cần được giám sát cẩn thận.

Trong suốt 60 năm qua, mỗi khi một máy móc cũ được thay thế hoặc một nhà máy cũ bị đóng cửa để mở một nhà máy mới, LEGO luôn đối mặt với thách thức duy trì sự nhất quán cực kỳ cao trong từng quy trình sản xuất. Điều này không chỉ đảm bảo rằng mỗi viên gạch LEGO đạt tiêu chuẩn chất lượng tuyệt vời mà còn khẳng định tính bền vững và an toàn cho trẻ em nhờ vào vật liệu ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) mà họ sử dụng.

Ngoài ra, công nghệ tự động hóa trong dây chuyền sản xuất đã giúp nâng cao hiệu suất làm việc và giảm thiểu sai sót có thể xảy ra. Những yếu tố này không chỉ gia tăng số lượng sản phẩm mà còn bảo đảm chất lượng hoàn hảo của từng viên gạch LEGO mà người dùng yêu thích.

LEGO không chỉ dành cho trẻ em mà còn cho người lớn như thế nào

Việc duy trì độ chính xác cao và khả năng tương thích giữa hàng triệu chi tiết là một thành tựu đáng kể. Còn việc thực hiện điều đó với mười triệu chi tiết thì thật sự ấn tượng. Khi xem xét rằng LEGO được ước tính đã sản xuất **1,1 nghìn tỷ chi tiết**, sự nhất quán không lay chuyển của họ quả thật khiến người ta phải kinh ngạc.

Tại đây, chúng tôi chỉ tập trung vào một khía cạnh của món đồ chơi biểu tượng này. Thực tế, câu chuyện về LEGO là một hành trình đầy kiên cường, tầm nhìn xa trông rộng, sự bền bỉ, đạo đức và cam kết nuôi dưỡng trí tuệ của trẻ em. Trong một chuyến phà tới Anh vào năm 1954, Godtfred đã có cuộc trò chuyện với một giám đốc trung tâm thương mại, người đã than phiền rằng đồ chơi thiếu đi bất kỳ loại "hệ thống" nào.

Tầm nhìn và triết lý đằng sau sự phát triển của LEGO

Nhận xét này đã tạo ra ấn tượng mạnh mẽ với ông và từ đó, ý tưởng về LEGO như một "hệ thống chơi" đã trở thành động lực chính cho các nhà thiết kế của công ty. Rõ ràng rằng LEGO là món đồ chơi STEM thực sự đầu tiên, đặc biệt là ở quy mô lớn. Hiện nay có rất nhiều bộ kit và dòng sản phẩm khác nhau khuyến khích trẻ em (cũng như người lớn) khám phá kỹ thuật, cơ học, kiến trúc, không gian và thậm chí cả lập trình. Có chủ đề dành cho mọi đối tượng, từ thiên nhiên đến các bộ phim nổi tiếng hay những chiếc xe cơ giới với piston và hộp số chuyển động. Tôi thật sự thích thú với mô hình hoạt động chính xác của [Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng]. Ngay cả một bộ "không công nghệ" như bệnh viện trong series _LEGO Friends_ cũng tích hợp một hệ thống nâng xe lăn sử dụng bánh răng sâu, được nhìn thấy rõ trong thang máy bên phải bức ảnh dưới đây.

Đầu năm nay, món quà đầu tư dịp lễ cho tương lai kỹ thuật tiềm năng của con tôi là Bệnh viện Heartlake City. Trong cửa sổ phía trên bên phải, bạn sẽ thấy nhân vật tên là “Autumn” vừa được gắn tay giả. Thực tế thì khi tôi còn làm Giám đốc Công nghệ tại một trường độc lập, tôi rất thích dạy hệ thống robot LEGO gọi là MINDSTORMS trong môn tự chọn. Trẻ em có thể sáng tạo ra những chú robot motorized riêng của mình và lập trình chúng để thực hiện các nhiệm vụ đơn giản. Tôi cũng muốn nhắc rằng LEGO không chỉ dành cho trẻ con; không chỉ có những người yêu thích và nghệ sĩ LEGO trưởng thành mà còn có mạng lưới [Các chuyên gia chứng nhận của LEGO]!

Thật vui mừng khi tôi vừa phát hiện thêm một ví dụ nữa về sự chú ý đến chi tiết của LEGO. Khi kiểm tra các tiêu đề phụ, tôi thấy rằng biển hiệu trên quán cà phê trong bức ảnh mở đầu chứa một tham chiếu dễ thương về nguồn gốc humble của LEGO: "Từ năm 1932." Vâng đúng vậy, họ thực sự không bỏ sót bất kỳ điều gì!

Reference Articles

Công xưởng của những ước mơ: Nhà máy sản xuất thông ...

Ở Lego, các máy ép phun sử dụng khuôn rất chính xác với dung sai chỉ bằng 0,002 mm. Máy sẽ làm nóng chảy các hạt nhựa ở nhiệt độ lên tới 450 độ ...

Source: ITG Technology

Câu chuyện thành công của LEGO: Từ xưởng mộc nhỏ ...

LEGO đã trải qua một chặng đường dài với lịch sử 88 năm - từ một xưởng mộc nhỏ ở Đan Mạch trở thành nhà sản xuất đồ chơi lớn nhất thế giới.

Source: CafeBiz

Quy trình là gì, cách họ tạo ra Lego từng bước

Source: LeLightGo

Thương hiệu đồ chơi LEGO và cây đại dương cầm đáng ...

Thiết kế được hoàn thiện với một diện mạo thanh lịch trông giống như của Steinway, nắp có thể mở ở một nửa hoặc toàn bộ và một cây đàn piano có ...

Gã khổng lồ LEGO: Từ xưởng mộc nhỏ phá sản đến doanh ...

Trong các phân tích tài chính, Lego trở thành một ví dụ điển hình về cách một thương hiệu trưởng thành, thất bại để rồi vực dậy và đổi mới.


Ray Kurzweil

Expert

Related Discussions