如何制造一个永远无法装满的玻璃瓶
2022/8/14 7:00:00 科学大院

    

     本篇文章正文共1351字，18张图片

     预计阅读时间约为6分钟

     编者按：

     有一种瓶子，它和我们平时用来喝水的杯子不一样，这个物体没有“边”，它的表面不会终结，它不存在边界，自然也就不会像普通的玻璃瓶一样存在“装满”这个概念，它叫「克莱因瓶」，这种单单是想象形状都不容易的玻璃瓶，能否被制造出来呢？如果可以，又是被如何吹制出来的呢？

     首先，「克莱因瓶」是一种数学模型，表示一种闭合的曲面，它没有边界。通俗地讲，就是它只有一个面，既是内表面也是外表面，内表面连着外表面。我们现实中有一种玻璃制品能勉强展示这个概念，见下图，看着像是瓶颈被拉长，又穿过瓶璧，和底部的圈连接在一起。假设有一只蚂蚁在玻璃瓶上爬，它是能直接从外表面爬到内表面里的。

    

     分部件制作

     这种克莱因瓶玻璃摆件，卖得还挺多，制作上暂时都由人工吹制而成，还没办法由机器量产。制作方法分两种，总体是差不多的，只有部分细节差异。找了个克莱因瓶的图，我给涂抹了不同的颜色，做了个制作的分解图，都是「先做瓶身，再接内胆，最后连耳部」。

    

     瓶身接内胆

     第一种制作方法我介绍的全一点。首先瓶身就是一个烧瓶，很容易吹成，过。第一个技术难点是用火去烤烧瓶底部，然后再继续吹瓶管，会出来一个玻璃泡。去掉这个泡泡后，就在底部形成一个开口，方便我们接内胆。

    

     用火燎一下这个敞口瓶底做个整边，把提前做好的内胆弯曲件放进去试一下尺寸。

    

     对到正确的角度后，把内胆弯曲件在瓶中放置好，继续火烤连接到一起。

    

     接着用同样的方法，烧熔内胆顶端再吹个气，在瓶身上鼓出来一个小包后去掉，内胆的顶端就通透地接到瓶身里了~

     内胆整边

     现在的内胆穿行在瓶身中，我们继续用火撩着，上工具做个微整形，修饰好这个孔洞，做圆润。

    

     接着把玻璃瓶底部多出来的试管部分(多余的内胆)，烧断去掉。

    

     同样上工具，弄圆润底部的开口。

    

     现在来看造型，内胆已经被完全畅通无阻地被装进瓶身了。

    

     耳部连瓶身

     为了方便下一步的制作，我们得先给瓶底粘上一个握持件。这是个玻璃管，但由于是后来加上去的，最后也可以容易地取下，十分适合过河拆桥，不影响大局。

    

     现在，我们只需要把耳部做到瓶身上就好了~比个位置先。

    

     在去掉瓶身的头颈部后，我们先把这个耳部烧熔，接到之前内胆上端的通透口里。

    

     用工具小心地调整位置，再把耳部和瓶身的头颈部粘合到一处。

    

     最后鸟尽弓藏，把之前加装粘连的握持手柄卸下来，搞定!

    

     第二种制法

     接下来介绍的做法，获益于我以前看过的「美哉琉璃：巧匠大比拼」节目，全球各地的奇淫巧技，简直是大师们在玩五花八门的玻璃。在文章《西方建筑看教堂，那美轮美奂的彩窗玻璃是怎么做的？| 有趣的制造》中还有过一点介绍。其中一位匠人的手艺，和我找到的其他制法视频结合起来，就补全了第二种制法。

     比如制作这种通透孔，可以在这个小部位烧熔后，直接给拉扯出来一些，再扩容整形!这样就不需要内部件必须有一端是开口的，通过吹气再切割才能形成通孔。这真是实践中才能获得的知识，不细想没法知道能有多省事儿。

    

     这是国内一个厂家的部分制作视频。人家是直接把烧瓶的头颈部烧软，就弯曲着做成耳部的。我推测是，先用上面那种烧熔的方法提前做出内胆通孔，再把弯曲的耳部一塞入，这一结合，就省力多了。

    

     后面也是手拿握持柄，这里材料就不是玻璃了，直接软塞一样的卡进去握持住瓶身，只需要在瓶身上粘合好耳部就成。虽然就是几个细节，但我感觉这种方法还是能省几个工序的，省到就是赚到啊，朋友们，我们不愧是制造大国!

    

     Cast 还有话说...

     既然这内表面就是外表面，那想要展示克莱因瓶摆件的特殊性和观赏性，商家都会习惯地在里头充填着各类液体，花样百出...这种往克莱因瓶里装液体，用常规的灌水法比较麻烦，所以商家在配送时，会额外送你一个注射器，让买家自己先往玻璃瓶里塞一根橡胶软管，然后注射器推进去什么荧光液体，瞬间炫目!我现在有发言权，只有我们中国的卖家才会这么周到又体贴!

    

     校对：Cast + 江小丧

     截图：阳哥

     文中 Gif 截取自 YouTube 博主 RV Glass 的 《Making a Klein Bottle pt 4/5》和《Making a Klein Bottle pt 5/5》、University of Leicester News Centre 的 《Gayle Price Scientific Glassblower University of Leicester》、4D Klein Bottle 的 《Klein bottles Production Highlights and Demos》、Kevin Gittemeier 的 《How To Fill a Klein Bottle The Easy Way》、Adam Savage’s Tested 的 《Adam Savage Explains M?bius Strips and Klein Bottles!》以及我的灵魂涂色

    

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     文章转载自公众号“有趣的制造”，仅代表作者观点，不代表科学大院立场

    

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