Strumento, uno strumento per apportare modifiche materiali su altri oggetti, ad esempio tagliando, tranciando, colpendo, sfregando, macinando, schiacciando, misurando o altri processi. Uno strumento manuale è un piccolo strumento manuale tradizionalmente azionato dalla forza muscolare dell'utente, e una macchina utensile è un meccanismo motorizzato utilizzato per tagliare, modellare o formare materiali come legno e metallo. Gli strumenti sono i mezzi principali con cui gli esseri umani controllano e manipolano il loro ambiente fisico.
strumento manuale
tali possono essere considerati utensili manuali.
Segue un breve trattamento degli strumenti. Per un trattamento completo, vedere utensili manuali e macchine utensili.
Gli strumenti più antichi conosciuti - costituiti da martelli primitivi, incudini e utensili da taglio - sono stati scoperti nel 2011 e 2012 nel sito di Lomekwi 3 situato in un letto asciutto del fiume vicino al lago Turkana del Kenya. Trovato in uno strato di roccia risalente a circa 3,3 milioni di anni, durante la metà dell'era pliocenica (5,3 milioni a 2,6 milioni di anni fa), gli strumenti precedono l'emersione dei più antichi esemplari confermati di Homo di quasi 1 milione di anni. I paleontologi ipotizzano che, salvo la scoperta di una specie di Homo non ancora scoperta, gli strumenti furono probabilmente costruiti da membri di Australopithecus o Kenyanthropus, che abitavano la regione in quel momento.
I successivi strumenti più antichi, trovati nelle rocce etiopi risalenti a circa 2,6 milioni di anni fa - il tradizionale inizio del Paleolitico, o Vecchia Età della Pietra - si pensa siano stati realizzati da H. habilis. Quella raccolta era composta da esempi di varie dimensioni dello strumento pebble, o chopper. L'elicottero consisteva in genere di una roccia consumata dall'acqua simile a un pugno, che era stata strappata via ad un'estremità per creare un bordo approssimativamente seghettato. Era usato per tagliare la pelle e i tendini degli animali catturati durante la caccia. L'elicottero è stato utilizzato dall'umanità per quasi due milioni di anni, fino alla comparsa dell'ascia manuale, una versione superiore dell'elicottero. In quello strumento è stata lavorata l'intera superficie della roccia. Poiché entrambe le facce erano scheggiate, il bordo dell'ascia della mano era considerevolmente più nitido di quello del precedente elicottero.
Tra 300.000 e 200.000 anni fa, i Neanderthal si sono evoluti. Eccellenti produttori di utensili, i Neanderthal usavano molti tipi diversi di asce manuali, così come i primi alesatori, coltelli e lance. Le lame fortemente seghettate erano simili a seghe, permettendole di essere usate per intagliare e tagliare corni, ossa e legno.
Cro-Magnons, i primi umani moderni, è apparso tra 45.000 e 30.000 anni fa e ha dato vita a nuovi tipi di strumenti. Il principale tra questi era il bulino, o più grave, essendo questa una pietra focaia a lama stretta in grado di raschiare sottili incisioni nell'osso, che rendeva possibile la produzione di aghi, ganci e proiettili. La più significativa innovazione successiva del periodo è stata la deriva, o il montaggio di una maniglia su uno strumento. I coltelli senza manico sono semplicemente imbarazzanti, ma asce o martelli senza di essi sono quasi impossibili da usare in modo efficace.
Il periodo neolitico (New Stone Age) si verificò in diversi periodi del mondo, ma si pensa generalmente che abbia avuto inizio tra il 10.000 e l'8.000 a.C., quando furono fabbricati il primo terreno e gli strumenti lucidati e iniziò l'addomesticamento di piante e animali. Gli utensili per la macinazione della pietra li rendono più forti e offrono loro un vantaggio uniforme; la crescita degli strumenti di terra ha permesso ai detentori di asce neolitici di ripulire le foreste per l'agricoltura, il carburante e il riparo. Tre mila anni dopo, tuttavia, gli assi di pietra del Neolitico iniziarono a lasciare il posto ai primi strumenti realizzati in metallo, di solito in rame battuto. Secoli dopo, le persone impararono a fondere il rame e, molto dopo, il ferro e l'uso di strumenti metallici diffusi in tutto il mondo. Per la prima volta, sono stati realizzati strumenti con disegni che si avvicinano all'utilizzo attuale, in gran parte perché la relativa facilità di lavorazione del ferro ha permesso agli individui di avere strumenti specializzati per compiti particolari.
Gli strumenti manuali moderni furono sviluppati nel periodo dopo il 1500 a.C. Sono ora generalmente considerati nelle seguenti classi: strumenti a percussione, che producono colpi (ascia, adz e martello); strumenti di taglio, perforazione e abrasione (coltello, punteruolo, trapano, sega, lima, scalpello e piano); gli strumenti a vite (cacciaviti e chiavi); strumenti di misurazione (righello, filo a piombo, livello, quadrato, bussola e linea di gesso); e strumenti accessori (banco da lavoro, morsa, pinze e pinze).
Con l'invenzione del motore a vapore nel 18 ° secolo, l'umanità ha scoperto come guidare gli strumenti meccanicamente. In particolare, sono diventati necessari utensili motorizzati per fabbricare i pezzi per le macchine che ora producevano prodotti precedentemente fabbricati a mano. Le macchine utensili più comuni sono state progettate dalla metà del XIX secolo. Oggi nelle officine della casa e dell'industria vengono utilizzate decine di macchine utensili diverse. Quelli sono spesso classificati in sette tipi: tornitori; formatori e pialle; trapani elettrici; fresatrici; macchine per rettifica; seghe elettriche; e preme.
Il più fondamentale di tutti e sette è il tornio orizzontale metallico chiamato tornio, impiegato in un vasto numero di operazioni di tornitura, rivestimento e perforazione.
Shaper e pialle utilizzano strumenti a punto singolo per lavorare superfici piane. Gli shaper muovono avanti e indietro l'utensile da taglio sul materiale, staccando la superficie, mentre le pialle hanno strumenti fissi e la superficie viene spostata per incontrarli. I trapani elettrici sono generalmente noti come presse per trapano e hanno un trapano a spirale che taglia i fori nel metallo e in altre sostanze. Possono anche essere utilizzati per molti degli svasatori, noiosi, maschiati e altri scopi per i quali i torni vengono frequentemente utilizzati.
Le fresatrici hanno superfici di taglio rotanti che danneggiano le sostanze con cui vengono a contatto. Nelle fresatrici standard, una tavola scorrevole con un pezzo in lavorazione viene spinta contro la fresa rotante. Le rettificatrici funzionano in modo simile, tranne per il fatto che la taglierina è sostituita da un disco abrasivo rotante chiamato mola o da una cinghia. La rettifica più accurata di tutti i processi di lavorazione può creare superfici metalliche entro 0,0001 pollici (0,0025 cm) dalla dimensione desiderata.
Le seghe elettriche sono spesso costituite da cinghie o catene mobili lunghe e sottili rivestite con denti, come nelle seghe a nastro o nelle seghe a catena. Le presse vengono utilizzate per speronare il materiale contro una superficie dura; la superficie è spesso costituita da uno stampo e l'azione della pressa è quella di stampare il metallo o la plastica battuti nella forma dello stampo.
Alcuni materiali e leghe metalliche sono troppo duri o troppo fragili per essere lavorati con strumenti convenzionali; per questi materiali sono stati ideati diversi metodi non convenzionali. Nella lavorazione a fascio di elettroni o di ioni, un flusso di elettroni o ioni altamente energizzati viene diretto contro il pezzo in lavorazione. Nella lavorazione a scarica elettrica ed elettrochimica, una carica elettrica che passa attraverso un mezzo liquido attraverso un piccolo spazio dissolve il materiale dal pezzo. Nella lavorazione ad ultrasuoni uno strumento vibrante fa sì che un mezzo abrasivo liquido rimuova il materiale. Altri metodi non convenzionali sono la lavorazione laser, arco al plasma, chimica, fotochimica e a getto d'acqua.
Le macchine utensili automatiche possono produrre parti ripetutamente senza l'assistenza dell'operatore. Il controllo numerico computerizzato crea sistemi di macchine utensili completamente automatici fornendo le istruzioni delle macchine che sono state ridotte a valori digitali o numerici.
