青石村的各項產業，在“青石”品牌的加持和官府的隱形庇護下，如同雨後春筍般蓬勃發展，村民的日子也越過越紅火。
張家大院的“天工巧匠”金匾，更是讓青石村的名聲遠播，也震懾了不少宵小之徒。
張大山並未因此停下探索的腳步，他深知，要想讓青石村真正立於不敗之地，持續的技術革新才是王道。
他的目光，再一次投向了那奔流不息的清溪，以及他腦海中那部包羅萬象的《天工開物》中關於水力運用的諸多記載。
水碓磨坊的成功，已經讓村民們初步嘗到了水力的甜頭，極大地解放了人力，提高了糧食加工的效率。
張大山琢磨著，這水力既然能推磨，那自然也能做更多的事情，將這天然的動力源泉發揮到極致。
他腦海中的《天工開物》，其中關於水力應用的描述雖然在他看來還不夠係統，但所蘊含的那些超越時代的機械原理，卻是一通百通，足以讓他舉一反三。
他首先想到的，便是鐵牛那每日裡“叮叮當當”響個不停的鐵匠鋪。
鍛打鐵器，最是耗費力氣和時間，尤其是那些大件的農具或者馬車部件，往往需要幾個壯漢輪番揮錘，揮汗如雨，才能勉強成型。
不僅效率低下，而且對匠人的體力消耗極大，也難以保證鍛打的力度和均勻度。
“鐵牛啊，你這每日裡掄大錘，不累得慌？”這日，張大山來到鐵匠鋪，看著鐵牛和幾個新收的學徒正赤膊上陣，汗流浹背地鍛打著一根粗大的車軸，不由關切地問道。
鐵牛用胳膊抹了一把臉上的汗水，黝黑的臉上露出一絲憨厚的笑容：“爹，習慣了，就是這胳膊，到了晚上酸脹得厲害，有時候連筷子都拿不穩當。”
他如今已是鐵匠鋪的頂梁柱，手藝越發精湛，村裡新式的曲轅犁、耬車，還有那馬車上的鐵件，大多出自他手。可這純靠力氣的活計，終究是辛苦，也限製了鐵匠鋪的產能。
“爹琢磨著，能不能也給你們這鐵匠鋪，弄個用水力帶動的錘子？”張大山語出驚人，眼中閃爍著智慧的光芒。
“水力帶動的錘子？”鐵牛和一旁正在幫著拉風箱的柱子都瞪大了眼睛，臉上寫滿了不可思議。
柱子如今也時常來鐵匠鋪幫忙，對一些金屬部件的加工和機械聯動也頗有心得，聞言立刻湊了過來。
“爹，這……這水流那麼軟，能帶得動那麼沉的鐵錘？那得是多大的勁兒啊？”柱子疑惑地問道，他雖然也參與了水碓磨坊的建造，但水力鍛錘這種東西，聽起來就比水碓要複雜得多，也更需要精密的計算和設計。
“事在人為嘛。”張大山笑道，語氣中充滿了自信，“你們想想，那水碓不也是用水力推動沉重的石杵舂米嗎？那石杵的重量，可不比咱們這大鐵錘輕多少。”
“關鍵在於如何將水輪的旋轉力，巧妙地轉換成鍛錘上下往複捶打的力道。這其中，便需要用到一些杠杆和凸輪的原理了。”
張大山當即便在鐵匠鋪那滿是煤灰的空地上，用一塊撿來的木炭，在地上比劃起來，勾勒出水力鍛錘的簡易草圖。
他設計的這水力鍛錘，整體結構借鑒了水碓的原理，但在細節上更為複雜和精巧，也更注重效率和耐用性。
主要是通過一個大型的立式水輪，安置在清溪旁水流較急、落差也相對較大的一處，以獲得更強勁的動力。
水輪的轉軸則連接著一個粗壯的、最好是用硬木或鐵木製成的轉軸。
這根轉軸上，則安裝著幾個經過精密計算和打磨的特製凸輪。
這些凸輪的形狀、大小和安裝角度都經過精心設計，當轉軸隨著水輪轉動時，凸輪會依次頂起連接著鍛錘的長長杠杆的一端。
杠杆的另一端則連接著沉重的鍛錘，鍛錘的材質和重量也需要仔細考量，既要保證足夠的衝擊力，又不能過於沉重而導致水輪帶不動。
當凸輪轉過最高點，杠杆被抬至最高處後，便會因自身重力和杠杆原理，帶動鍛錘猛然落下，產生巨大的、遠超人力的衝擊力，精準地捶打在下方的鐵砧之上。
“你們看，”張大山指著地上那略顯粗糙卻也清晰可辨的圖樣，細致地解釋道，“這水輪轉得越快，或者轉軸上的凸輪數量越多，那鍛錘捶打的頻率也就越高。”
“而這鍛錘的重量、杠杆的長度比例、以及凸輪的形狀，都得根據咱們要鍛打的鐵件大小和所需的力度，進行精密的計算和調整。那捶打的力道，可比人掄大錘要強上數倍，也更均勻持久，打出來的鐵器，質地也會更加密實。”
“咱們隻要把這水輪、轉軸、凸輪和鍛錘的尺寸、材質都給它算計準了，再配上一個足夠堅固的底座和能承受巨大衝擊力的鐵砧，這水力鍛錘，就能成！”
鐵牛和柱子都是一點就透的聰明人，聽著張大山的講解，看著那巧妙的圖樣，眼睛裡都放出了興奮的光芒。
他們仿佛已經看到了那巨大的水輪在清溪的推動下不知疲倦地轉動，沉重的鍛錘在水力的驅動下，有節奏地、強有力地一起一落，將一塊塊燒紅的鐵料捶打成各種所需的形狀，火星四濺，聲震四野的壯觀景象。
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“爹，您這法子……太神了！”柱子激動地說道，他仿佛已經看到了無數精巧的機械部件從這水力鍛錘下誕生。