水枪

背景

泵动式水枪是水枪武器库中相对较新的补充。长期以来，塑料喷枪一直是美国儿童夏季的主要玩具。这些传统玩具喷出的水流相对较弱，需要经常休息才能重新注满水。泵动式喷枪的工作原理与其前身不同。用户在枪上抽动手柄，从而对储气罐中的空气加压。然后当用户操作活塞式扳机时，加压空气从单独的水箱中喷出水，产生可到达 50 ft (15 m) 的强大水流。最初的泵动式水枪是由美国工程师 Lonnie Johnson 发明的，这些玩具是由新泽西州劳雷尔山的 Larami 公司以 Super Soaker 品牌制造的。尽管 Super Soaker 取得了成功，但其他公司已经采用并扩展了该设计。

历史

发明家朗尼·约翰逊 (Lonnie Johnson) 拥有核工程硕士学位，1982 年他在为空军工作时提出了加压水枪的想法。他实际上正在从事一个热泵项目，该项目涉及使用水代替氟利昂作为制冷流体。在他的浴室里试验一些管道时，约翰逊通过高压喷嘴喷水。他将制冷工作搁置一旁，制作了一个原型水枪，并送给了他 6 岁的女儿。高功率水枪很快成为社区的热门产品，发明家开始研究适销对路的模型。约翰逊自己为他的水枪制造了所有阀门和配件，并申请了多项专利来保护他的权利。事实证明，用自己的资源制造水枪太贵了，所以约翰逊将他的想法推销给玩具公司。直到 1989 年，发明者才在当年的美国国际玩具展上会见了拉拉米公司的代表。 Larami 之前曾销售过一种以以色列 Uzi 冲锋枪为图案的电池供电的水枪。由 Alan Amron 发明的电池供电的枪于 1985 年投放市场，并在 1986 年大受欢迎。该枪由内部马达驱动，每分钟可喷射 250 发。由于拉拉米的水枪经验，制作约翰逊的玩具似乎是一个不错的选择。约翰逊对泄露他的水枪设计秘密持谨慎态度，在玩具会议上，他含糊其辞地描述了他的模型。他披露的信息足以让拉拉米的高管感到好奇，不久之后，约翰逊将他的原型带到了公司总部。他的手工模型由聚氯乙烯 (PVC) 管、有机玻璃和塑料汽水瓶制成。为了向高管们展示水枪的功能，约翰逊将水枪装满水，然后向整个董事会房间射出一股巨大的水流。拉拉米的总裁立刻被打动了，约翰逊和公司签署了协议。该玩具几乎立即流行起来。在 1990 年推出后的两年内，Larami 已售出超过 1000 万台 Super Soakers。较大的型号售价高达 40 美元，这是一个重要的赚钱工具。

1992 年夏天，关于大功率水枪的争议爆发了。在波士顿，一场水战升级为真正的枪战，一名青少年被枪杀，导致波士顿市长要求当地商店停止销售超级水枪。不久之后，在纽约，青少年用 Super Soaker 淋湿了一名路人，被冒犯的受害者用枪回应，打伤了两名年轻人。在这些悲剧发生后，政客和执法人员指责 Super Soaker，尽管其他人认为问题在于真枪而不是水枪。尽管如此，泵动式水枪越来越受欢迎。到 1998 年，Larami 的 Super Soaker 是世界上最畅销的夏季玩具。零售额超过 2 亿美元。八年来，该公司已售出超过 3 亿台 Super Soaker，并生产了近 10 种不同尺寸和价格的型号。

原材料

水枪的主要原材料就是塑料。塑料与各种颜料混合以产生五颜六色的效果。其他需要的材料是胶水和轻螺丝。塑料模具的模具由钢制成。在制造过程中使用水来测试零件，就像压缩空气一样。

设计

泵动式水枪的制造过程相当简单，但设计过程漫长且复杂。水枪的销售期仅限于夏季。设计过程通常在 7 月或 8 月开始，为明年的销售季节创建新模型。届时，营销人员通常会清楚地了解今年哪些型号畅销，他们可以将销售数据和零售商的反馈纳入明年夏天的计划。水枪公司的工作人员从一个愿望清单开始他们的设计，指出他们希望改进或改变哪些功能，并提出产品的创意概念。公司还可能聘请公司外的顾问或设计师，以确保它能够获得新的观点。当这些想法经过大约六个月的讨论后，这家水枪公司会聘请工程师制作一个初步模型。第一个模型被称为“面包盒”。面包盒具有水枪公司要求的工作功能，但喷嘴和泵安装在一个看起来不像成品的盒子中。仅在此时评估功能的性能；枪的外观完全是另一个问题。面包盒可能会经历多次改动。一旦得到公司项目工作人员的批准，工程师就会绘制所需零件的内部布局图。

接下来，设计师开始他们的工作，绘制他们认为水枪应该如何出现的图纸。设计师可能会制作六到十张图纸。公司团队审查图纸，并可能混合和匹配不同设计的各个方面。例如，他们可能更喜欢一种设计的手柄，而另一种设计则更喜欢喷嘴。设计师根据公司团队的喜好制作最终图纸。

然后将设计师的图纸发送给工程师，他们提出零件图纸。在大多数情况下，工程师需要更改设计的各个方面。因此，图纸返回给设计师进行审查，进行更改，工程师制作更多图纸。最终设计最终确定并发送给模型制造商。

模型制造商制作了多个模型。第一个不是工作模型，而是实心塑料。这让公司团队可以从三个维度看到枪的样子。那么团队就可以更好地判断新枪的美观度。接下来，模型制造商生产一个工作模型。与此同时，该公司的艺术部门为枪支设计了包装设计和颜色。工作模型由灰色塑料制成。模型制造商生产了其中的 6 个，美术部门的艺术家将它们涂漆，使它们看起来像公司计划在明年夏天出售的玩具。然后将这些模型分发给顶级零售买家。买家对他们喜欢或不喜欢产品的地方发表意见。他们还开始向公司估计他们的商店可能想要存货的数量。

水枪公司收到零售商的反馈后，开始与其制造承包商合作，为新产品做好批量生产的准备。这次又创建了另一个模型 典型的泵动式水枪。称为工具模型。这让工厂的专家可以看到他们需要成型的零件，并且可以指出任何问题。在这个阶段，进一步的工作在制造工厂完成。

制造过程

制作模型

• 1 水枪各个部分的设计是在电脑上绘制的。然后将图纸送入制造工厂的计算机。这台计算机控制模具的切割。模具由钢切割而成，遵循计算机化设计。

测试模具

• 2 在批量生产开始之前，制造工厂的工人会进行几次试运行。在第一次试运行中，将足够的未着色塑料送入机器中，每个零件只需制作两到三个副本。工程师研究这些称为测试镜头的部分，以确保没有问题。然后工作人员运行一个稍大的测试。这被称为工程飞行员。再次使用未着色的塑料，填充模具并制作每个零件的几十件。然后将这些部件完全组装起来，制成两到三打模型枪。这允许工厂人员测试整个生产过程。他们可以看到这些碎片的形成情况以及它们如何组合在一起。组装中的任何问题都在此时得到解决。下一个测试运行是颜色检查。模具中使用的原料塑料自然呈浅棕色、灰白色或灰色。将颜料添加到塑料中，然后填充模具。检查颜色以确保它们是设计指定的颜色。最后，工人进行 40-50 件的试运行，留作质量控制。这些被发送到几个不同的实验室，并进行安全性和可靠性测试。如果一切测试良好，则可以开始批量生产。

全面生产

• 3 水枪的单件是通过注塑或吹塑制成的。加热的塑料在压力下注入或吹入钢模具。工人将零件脱模并将它们带到装配区。组装工作是手工完成的。有些部件只是简单地咬合在一起，有些则需要用胶水粘合或用螺钉组装在一起。使水枪制造与其他模制塑料制品的制造不同的一个方面是部件需要进行水密性测试。从模具中出来的每个泵和每个喷嘴都经过测试，其他一些重要部件也是如此。如果可能，将空气而不是水吹入零件。如果零件是气密的，那么它肯定会保持水。但是，某些部件必须用水进行测试。这意味着之后它们必须干燥，否则枪会离开装配室潮湿。所以空气被吹过它们来干燥它们。在某些情况下，由于零件的形状，不可能将所有的水都排出。在这些情况下，使用的水经过抗真菌剂处理，包装也表明喷枪中可能会有一些水分。在生产高峰期运行时，水枪制造厂雇佣了数千名员工，几个月内生产了数百万支枪。

包装

• 4 水枪完全组装好后，即可进行包装。由于枪本身的设计过程很长，包装也有很多方面需要考虑，才能成为一个理想的产品。泵动式水枪多为海外制造，远距离运输。包装的重量非常重要，因为它决定了运输成本。包装还必须足够耐用以承受粗暴处理，并且足够吸引消费者在零售商处的注意。包装的整体尺寸也很重要。盒子可以设计成多个组合在一起，从而节省装运纸箱中的空间。由于产品是手工包装，包装也需要易于填充，因此工人对其进行快速包装。

质量控制

质量控制始于设计过程的开始。与在美国销售给儿童的所有玩具和产品一样，泵动式水枪必须符合安全标准。这些标准由美国材料与试验协会 (ASTM) 制定，涉及小零件、尖端、材料安全等方面。制造商也关心他们产品的可靠性。昂贵的顶级水枪的设计寿命可能为 10 年，而较便宜的产品通常预计可使用一两年。产品设计了这种可靠性，并制定了测试计划，指定了该枪的预期射击次数。就在主要生产运行之前，制造商会进行 40-50 件的试运行以进行质量控制。这些测试件经过了各种试验，例如跌落测试，以了解它们在正常使用和过度滥用方面的承受能力。如果一个模型应该能承受 2,000 次喷射，那么测试设施会让它承受 2,000 次喷射。其他部件经过测试以确保在制造产品时没有使用危险材料，例如铅或重金属，并仔细检查其他安全因素。大量的质量控制也被纳入制造过程。关键部件在组装前单独测试，使用压缩空气或水。还抽取了完全组装的水枪的随机样本。这些经过功能测试，这意味着它们充满了水和射击。

未来

泵动式水枪不断被重新设计，以满足公众对更大、更大的水上玩具的需求。有许多新设计有望满足这一要求。一把新的水枪将容纳 1 加仑（3.8 升）的水，有六种喷嘴设置和三种不同的喷雾模式。另一个将有 11 个喷嘴设置并容纳 1.3 加仑（4.8 升）。每秒浸水量和喷雾长度也是未来设计中的一个重要因素。