Japanilaisen miekan valmistus

Japanilaisen miekan valmistus on pitkällinen sepäntaitoa vaativa prosessi.

Metalli

Japanilaisen miekan (katana, tachi, wakizashi) valmistukseen käytetään perinteisesti pätsissä pelkistettyä rautaa, joka hiilestetään ahjossa teräkseksi. Koska pätsissä rauta ei sula, tuloksena on vähähiilistä ja puhdasta kankirautaa, joka hiilestetään edelleen teräkseksi puuhiilellä ja kasvimateriaaleilla. Yleensä hiilipitoisuus pyritään saamaan noin 0,5–0,75 % tietämille.
Miekka voidaan tehdä useammasta teräslaadusta normannimiekan ja morapuukon tavoin pajahitsaamalla, tai yhdestä teräskappaleesta. Mikäli terä tehdään useammasta teräslaadusta (wari ha kitae), tällöin terän selkä (mune) ja lape (shinogi) pyritään tekemään mahdollisimman joustavasta ja leikkuureuna (ha) mahdollisimman kovasta teräslaadusta. Terä voidaan tehdä myös niin, että pehmeän ja sitkeän sydämen ympärille taotaan kova terä (kobushi kitae, vrt. mora-puukon rakenne).
Nykypäivänä miekkaa tehtäessä voidaan käyttää suoraan teollisia teräslaatuja, ja jyrsiä aihio muotoon karkaisuvalmiiksi. Seppien konsensus on, että paras terä tulee AISI 1050 -teräslaadusta, jossa on 0,50 % hiiltä. Se on kova ja sitkeä ja pitää teränsä hyvin. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut terät murtuvat helposti ja tylsyvät nopeasti.

Taonta

Japanilaisen miekan valmistuksen kaikkein legendaarisimpana tekniikkana pidetään sen taontaa, eli taittelutaontaa, jossa aihio taotaan muotoon, taitetaan kahtia, uudelleen lämmitetään ja taotaan, jonka jälkeen toimenpide toistetaan. Uskomusten mukaan näin saadaan aikaan miekan legendaariset ominaisuudet.
Tosiasiallisesti taittelutaonnan tehtävä on pelkästään saada aikaan tasalaatuista terästä. Pätsistä tuotetussa raudassa on aina jonkin verran kuonaa ja muita epäpuhtauksia mukana, ja taonnan tarkoitus on mekaanisesti lyödä nämä epäpuhtaudet pois. Taonnalla ei ole vaikutusta teräksen metallurgisiin ominaisuuksiin. Taittelutaonta ei ole myöskään sama tekniikka kuin eurooppalainen damaskointi, jossa taotaan eri laatuisia rauta- ja teräsaihioita yhteen ja näin saadaan ominaisuuksiltaan erilaista terästä. Sen tehtävänä on yksinkertaisesti aikaansaada tasalaatuista terästä.
Joka kerralla, kun taittelutaonta tehdään, teräkseen tulee ohuita kerroksia, joiden määrä kasvaa kahden potensseissa jokaisen taittelukerran jälkeen. Japanilaisten seppien mukaan taitteluita pitäisi tehdä maksimissaan 10 (1024 kerrosta), sillä jokainen kuumennus ja taonta mellottaa terästä jonkin verran polttaen hiiltä pois, ja  Sakakibara Kozanin mukaan yli 15 kertaa taiteltu terä menettää ominaisuutensa, sillä se on käytännössä hiilipitoisuudeltaan kankiraudan tasoa (kuzuzeru). Näillä kerroksilla ei ole vaikutusta terän metallurgisiin ominaisuuksiin, mutta ne ovat esteettisesti kauniita muodostaen kuvion (hada).
Mikäli teräs on ollut alusta saakka tasalaatuista, taittelutaonta voidaan jättää kokonaan pois. Tästä syystä eurooppalainen teräs oli 1600-luvulla Japanissa hyvin haluttua, sillä se oli tasalaatuista ja siitä sai hyviä miekkoja. Mikäli miekan valmistukseen käytetään nykyaikaista valssattua ja mellotettua hiiliterästä, se voidaan jyrsiä muotoon suoraan lattateräksestä.
Kun teräaihio on saatu lopulliseen muotoonsa ja ruotiin tehty kahvan kiinnitysreiät, se on valmis karkaistavaksi.

Karkaisu

Japanilaisen miekan liki legendaariset ominaisuudet saadaan aikaan differentiaalikarkaisulla.
Differentiaalikarkaisu tarkoittaa, että terän eri osat karkaistaan samanaikaisesti eri lämpötiloihin ja sen jälkeen päästetään eri kovuusasteisiksi. Tämä tehdään peittämällä terän lape (shinogi) ensin muotoon leikatulla silkkipaperilla, joka peitetään savella. Saveen voidaan sekoittaa booraksia. Leikkuureuna (ha) jätetään paljaaksi. Kun terä kuumennetaan noin 800 °C:een lämpötilaan Curie-pisteen (772 °C) yläpuolelle ja karkaistaan äkisti veteen upottamalla, leikkuureuna karkaistuu lasinkovaksi, martensiittisen kiderakenteen omaavaksi, mutta saven suojaama lape ja selkä pysyvät sitkeinä ja joustavina; savi toimii lämpöeristeenä ja hidastaa lappeen jäähtymistä jolloin lappeeseen muodostuu pehmeämpi ja sitkeämpi kiderakenne. Terä on kuitenkin tässä vaiheessa aivan liian kova käyttöä varten, joten sitä on päästettävä jonkin verran. Nyrkkisääntö on, että mitä lyhyempi terä, sitä kovemmaksi se voidaan karkaista: tantō karkaistaan suunnilleen Rockwell-kovuuteen 60–65; Mora-puukon Rockwell-kovuus on 62. Wakizashilla leikkuureunan kovuus on noin 58, ja katanalla tai tachilla leikkuureunan kovuus on noin 53–55 ja lappeen 40–45.
Vertailun vuoksi: keskiaikaisen eurooppalaisen kaksiteräisen miekan leikkuureunan Rockwell-kovuus on yleensä välillä 49–53, sillä sen karkaisu tehdään eri tavoin. Karkaisun osalta sillä ei ole eroa, onko terä tehty perinteisen metodin mukaisesti takomalla vai lattateräksestä jyrsimällä. Liian kovaksi karkaistu tai päästämätön terä puolestaan murtuu helposti osuessaan esimerkiksi haarniskaan tai vastustajan miekkaan tai siihen tulee kolo.
Oikein karkaistun miekan leikkuureunan ja lappeen välille jää selkeä karkaisulinja (hamon). Kyseessä ei siis ole koristelu, vaan kahden teräksen eri kidemuodon välinen raja. Hamon syntyy lämpökäsittelystä: karkaisemattomissa koristemiekoissa se tehdään usein hapolla etsaamalla. Ruostumattoman teräksen karkaisuominaisuudet ovat huonot, se voi murtua karkaistaessa, ja siitä valmistetut miekat saadaan yleensä maksimissaan Rockwell-kovuuteen noin 46–48, eli mikäli halutaan miekka, joka leikkaa hyvin ja säilyttää teränsä, sitä ei pidä tehdä ruostumattomasta teräksestä. Ruostumattomaan teräkseen ei myöskään saa kunnollista hamonia.
Oikein karkaistun miekan tunnistaa myös pitämällä kahvasta kiinni ja lyömällä sen lapetta avokämmenellä. Mikäli karkaisu on tehty liian kovaksi, miekka ei värähtele lainkaan, ja se todennäköisesti murtuu, jos se lyönnistä juuttuu johonkin kiinni. Mikäli karkaisu on tehty liian pehmeäksi, värähtely on löysää ja vaappuvaa – koristemiekkoja ei yleensä lämpökäsiteillä lainkaan. Oikein karkaistu miekka värähtelee jousimaisesti, vaimentuen tasaisen terävästi.
Metallurgian muuttuessa taidosta tieteeksi Japanissa alettiin tuottaa armeijan upseereille seremonia- ja paraatimiekkoja teollisesti. Ne yleensä olivat massatuotettuja ja usein joko karkaisemattomia tai puutteellisesti karkaistuja, ja niiden laatu oli heikko. Toisen maailmansodan jälkeen suurin osa niistä sulatettiin romuna.

Teroitus

Kun terä on saatu karkaistua, se teroitetaan. Perinteisesti teroitus on tehty tahkoamalla veden ja hiomakiven kanssa. Teroitusta ei pidä tehdä smirgelillä tai nauhahiomakoneella. Tämä sen vuoksi, että terän lämpötila voi nousta niin korkealle, että se pilaa leikkuureunan lujuusominaisuudet. Perinteisesti terä on riittävän terävä silloin, kun sillä voi lyödä veden pinnalle asetetun riisipaperiarkin kahtia. Elokuvissa nähdyt temput, joissa miekan päälle pudotettu silkkipaperi repeää, eivät ole todellisia.

Viimeistely

Viimeistely käsittää tupen, väistin (tsuba) ja kahvan kiinnityksen, signeerauksen ja kiillotuksen. Kahva pyritään tekemään niin pitkäksi, että miekan painopiste tulee suunnilleen tsuban (västilevy) etupuolen kiinnitysholkin (dai-seppa) kohdalle. Koska japanilaisissa miekoissa ei perinteisesti ole pontta mutta niissä on paksu ruoti, tasapainotukseen on kiinnitettävä erityistä huolta. Liian teräpainoinen miekka on väsyttävä, hidas ja hankala käyttää ja aiheuttaa nivelvammoja käyttäjälleen; liian hyvin tasapainotetulla miekalla (painopiste juuri tsuban kohdalla) puolestaan ei iskuun saa riittävää voimaa.
Tasapainotus on miekan käyttökelpoisuuden kannalta vähintään yhtä tärkeä ominaisuus kuin sen karkaisu, sillä sen käytettävyysominaisuudet, kuten nopeus ja liikkuvuus, riippuvat tasapainotuksesta. Miekka voidaan tasapainottaa joko yhden tai kahden käden käyttöä varten; kaksikätiseksi tasapainotetun miekan painopiste on hieman enemmän terän puolella kuin yhden käden käyttöä varten tasapainotettu. Kun tasapainotus on tehty, seppä stanssaa signeerauksensa miekan ruotiin
Ei ole liioiteltua sanoa, että miekan hankinnan ja käyttäjän kannalta sen tasapainotus on tärkein ominaisuus, paljon tärkeämpi kuin terän lujuusominaisuudet, sillä miekkaa tulee kyetä käyttämään äärimmäisissä olosuhteissa väsymättä. Nykyaikaisissa teollisesti valmistetuissa miekoissa on usein huono tasapainotus ja niissä terä on liian paksu ruotiin nähden, mikä merkitsee että ase on teräpainoinen. Samoin teräpainoinen ase myös murtuu helpommin kuin hyvin tasapainotettu, sillä sen harmonisen värähtelyn piste ("sweet spot") on lähempänä kärkeä kuin kahvapainoisen; riittävän voimakas, esimerkiksi bō- tai jō-sauvan lyönti (uchi), osuma sweet spotiin saattaa aseen voimakkaaseen resonanssiin, jossa harmoniset värähtelyt voivat kasvaa niin voimakkaiksi, että terä murtuu.
Miekkaa on perinteisesti kokeiltu tatamikääröihin: tatamikääröjä asetetaan pystyyn ja miekalla lyödään niitä poikki. Tämä tekniikka, tameshi-giri, kuitenkin kertoo enemmän kokeilijan taidoista kuin itse miekasta; taitava testaaja pystyy lyömään jopa matkamuistomiekalla monta tatamikääröä poikki siinä missä taitamaton ei saa ensimmäistäkään. Edo-aikana miekkoja testattiin myös kuolemaantuomittuihin rikollisiin ja ruumiisiin – tai joskus satunnaisiin vastaantulijoihin.
Japanilainen miekka on yleensä kiillotettu käsin. Vaikka prosessi on hidas ja aikaa vievä koneelliseen kiillotukseen verrattuna, näin kuitenkin saadaan sekä hamon että eri kidemuodot ja takomalla valmistetun miekan kerrokset näkyviin. Mikäli miekka kiillotetaan koneellisesti peilikirkkaaksi, kuten monet teollisesti valmistetut miekat on kiillotettu, näitä ominaisuuksia ei saada näkyviin.