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天天要闻：你日常用的圆珠笔，原来有这么大学问

来源：科普中国

很多人不知道，看上去普普通通的文具，其实用到的技术并不普通，比如说圆珠笔。


(资料图片)

圆珠笔头虽然看似无关紧要，但是小小的它，却是“麻雀虽小，五脏俱全”。

要想让圆珠笔头顺滑好用，必须要掌握精湛的工艺水平，比如圆珠笔头的关键——五条沟槽。这五条沟槽比头发丝还细，制作起来难度可想而知！

你真的了解你手中的圆珠笔吗？

01

圆珠笔是什么

圆珠笔（Ballpoint Pen）是通过笔或笔芯前端的球珠滚动带出书写介质的笔。

圆珠笔是一种使用了微小旋转圆珠的笔，这种圆珠由黄铜、钢或者碳化钨制成，可在书写时将墨水释放到纸上。

圆珠笔与它的前辈们——芦苇笔、羽毛笔、金属笔尖的笔和自来水笔差别很大。

02

做一只圆珠笔，有多难

圆珠笔之所以能流畅地出墨，是因为在书写的过程中，圆珠笔头的小球珠在与纸张接触时产生的摩擦力作用下滚动，从而将笔芯中的油墨带出，形成笔迹。

简单来说，圆珠笔头的构造就是将一个球珠嵌在球座体的顶端，使球珠能够平滑地转动，且不容易从球座体中脱落。

然而，这样一个简单的设计，对于球珠的要求可不简单。

圆珠笔头的制造主要有三个技术难点。首先，为了保证平滑的书写体验，球珠与球座体之间的配合至关重要。球珠和球座体之间的间隙大约为5微米，若间隙过小，墨水便不能顺滑流出；若间隙过大，则会导致漏墨，甚至使球珠从笔尖上脱落。

其次，在书写的过程中，由于笔尖球珠与纸张不断摩擦，球珠与球座体之间的间隙会逐渐变大。久而久之，油墨容易从缝隙中漏出来，影响书写。

此外，圆珠笔尖有极高的加工精度和装配精度。笔尖内有高低不平的台阶和引导墨水的导油槽，每个导油槽的加工精度都要求在1微米。

以上这些因素，都对圆珠笔球体用的材料性能提出了较高的要求。

总结起来， 一个圆珠笔头的所有制作工序共有20多道。每一道工序所需的制作材料都非常的精细和复杂，这些材料要求极高的精度。比如笔尖的厚度，整体厚度不到0.1毫米，误差却要求不得超过0.003毫米！建造难度跟航母相当。

03

“中国制造”

长期以来，笔尖钢的化学组成及技术参数掌握在日本、瑞士等公司手中。

虽然之前的中国也能够生产圆珠笔，但圆珠笔的核心技术和核心材料还是掌握在日本等国手中。每年为了圆珠笔，中国需要付出1500万美元的外汇。

然而，即使没有技术支持，项目难度大，太钢集团的研发团队最终经过将近百项的试验，突破了圆珠笔头所用材料的稳定性、耐腐蚀性等难题，在此过程中，太钢集团掌握了许多项关键技术，并且在2017年实现了笔尖钢国内量产。

截至目前，能够制造出圆珠笔头的国家只有中国、瑞士和日本，从此以后，中国人有了属于自己的笔芯，中国的制造业有了长足的发展。

但最为重要的一点是，中国从此以后在很多方面不必再仰人鼻息，中国人的动力和决心再一次让世人刮目相看！

文章来源：科普中国

关键词： 加工精度 至关重要 技术参数

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