一支小小的圆珠笔,居然隐藏着这么多高科技

作者:蝌蚪君来源:蝌蚪五线谱发布时间:2017-01-11

处处都体现着工匠精神。

  好消息!好消息!!

中国终于造出圆珠笔头 有望完全替代进口

一支小小的圆珠笔,居然隐藏着这么多高科技

刚看到新闻时,蝌蚪君是懵逼的

  圆珠笔头这么重要吗?

  查了一下,发现的确如此:圆珠笔的笔头构造复杂,是一个小球被不松不紧地卡主,只能滚动不能移动,从而把笔水带出来,让我们能涂在纸上。

一支小小的圆珠笔,居然隐藏着这么多高科技

图为NRK视频截取

  为什么非要设计成这样呢?因为滚珠既是防止墨水变干的盖子,又是把墨水转移到纸上的介质。作为一支笔,滚珠设计让它两个最重要的诉求得到了完美满足。

  当然,如果大家觉得这个结构太细微,肉眼看不清不好理解的话……可以买个走珠香体露看看,原理都是一样的。

一支小小的圆珠笔,居然隐藏着这么多高科技

图源:Maigoo.cn

  虽然原理很简单,但东西一旦小到一定程度就不好做了,根据新华网的报道:

  圆珠笔头的生产对加工的精度、材料的选择上都有很高的要求。笔头上不仅有小“球珠”,里面还有五条引导墨水的沟槽,加工精度都要达到千分之一毫米的数量级。

  每一个小小的偏差都会影响笔头书写的流畅度和使用寿命,笔尖的开口厚度不到0.1毫米,还要考虑到书写角度和压力,球珠与笔头、墨水沟槽位必须搭配得“天衣无缝”,加工误差不能超过0.003毫米

  如果你对数字没有概念,我们再来上张图:

一支小小的圆珠笔,居然隐藏着这么多高科技

圆珠笔电子显微照片,图上1厘米表示200微米,相当于放大了50倍

图源:zeissmicro/Flickr

  在这么小的尺寸上,特制的“笔尖钢”既能被塑造出合适的精细结构,保证钢珠在大小适宜的空间里转动,同时又能承受书写的巨大压力,才会如此炙手可热,制造配方(往钢材里添加添加剂的方式和剂量)也一直保密。

  不过,过去依靠进口的笔尖钢,我国终于自主研发成功了!据报道:

  我国研制成功易切削不锈钢线材(即我们所说的“笔尖钢”)以后,日本的钢材供应商立刻将价格从每吨12.5万元下调到9万元左右。

  经济杠杆的效果还真是立竿见影呢。

  不过,圆珠笔除了笔尖之外,其实还有很多可圈可点的地方。比如说,自动笔按一下笔尖出来,再按一下又回去了是咋回事呢?靠的就是下图这种结构了↓↓

一支小小的圆珠笔,居然隐藏着这么多高科技

图源:狙兵A/中国机械社区

  这个小部件由黑色的顶杆、黄色的转盘和蓝色的滑槽构成,与自动笔里的弹簧配合使用。顶杆头部几道尖尖的特征在与转盘的斜面接触时会产生的径向力强迫转盘旋转,但滑槽是隔一个尖尖有一个,因此按一次笔芯会卡主,再按一次笔芯会滑入滑槽,从而达到收回来的效果。动起来是这样的↓↓

一支小小的圆珠笔,居然隐藏着这么多高科技

图源:sying457/百度知道

  除了这个结构,不知道有个细节你注意到没有,下图这种最便宜的圆珠笔,笔帽顶部一般都有一个小孔。

一支小小的圆珠笔,居然隐藏着这么多高科技

图源:Cassandra Mae/Flickr

  也许你觉得这种随意的设计是为了调节空气压力或是防止墨水干涸。这的确有一定道理,但这个设计的根本目的却非常简单而独特——降低窒息死亡的风险。

  研究表明,很多人都喜欢在思考的时候咬笔帽。而在咀嚼笔帽的过程中,我们有可能将笔帽吞进去,如果笔帽不慎卡在气管里,就有可能是致命的。

  通过在笔帽上增加一个小孔,能让空气保持流通,气管不至于被完全堵死。即使有人误吞笔帽,也依然能够呼吸——这是一个能切切实实拯救生命的设计。

  如果不慎遭遇此事,可以用力拍打肩胛骨,拍打过程中产生的强烈震动能够使笔帽移位,进一步帮助病患呼吸。

  小小的圆珠笔,背后竟然隐藏了这么多精巧的设计。下次再听到“工匠精神”这四个字,想到的可不止锤子手机了。

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