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小小圓珠筆構造不簡(jiǎn)單，沒(méi)點(diǎn)工匠精神很難造出來(lái)！
2023-05-11
圓珠筆是使用干稠性油墨，依靠筆頭上自由轉動(dòng)的球珠帶出油墨，轉寫(xiě)到紙上的一種書(shū)寫(xiě)工具，具有結構簡(jiǎn)單、攜帶方便、書(shū)寫(xiě)潤滑，且適宜于用來(lái)復寫(xiě)等優(yōu)點(diǎn)。
01
圓珠筆書(shū)寫(xiě)工作原理：主要是利用球珠在書(shū)寫(xiě)時(shí)與紙面直接接觸產(chǎn)生摩擦力，使球珠在球座內滾動(dòng)，利用重力帶出筆芯內的油墨或墨水，使圓珠筆油墨或墨水下滲到筆頭，通過(guò)筆頭球珠滾動(dòng)形成圖形文字。
后續油墨或墨水在大氣壓的作用下，不停地補充過(guò)來(lái)，以達到書(shū)寫(xiě)的目的。早期的大多數球珠筆芯在靠近尾部的地方，都會(huì )鉆一個(gè)小孔以保證空氣流通。
圓珠筆球珠直徑的大小，決定了字跡線(xiàn)條的粗細。常見(jiàn)的球珠直徑有1毫米、0.7毫米、0.5毫米三種(產(chǎn)品的筆身或圓珠筆芯上往往會(huì )注明)。圓珠筆的油墨是特制的，主要以色料、溶劑和調黏劑混合而成。常見(jiàn)的顏色有藍、黑、紅三色。普通油墨多用來(lái)做一般書(shū)寫(xiě)，特種油墨多用來(lái)作檔案書(shū)寫(xiě)。
02
▲一個(gè)小小的圓珠筆有十幾個(gè)零件組成
▲圓珠筆零件
▲圓珠筆伸縮過(guò)程
圓珠筆的伸縮工作過(guò)程，總共分八個(gè)步驟。第一步至第四步為筆芯伸出過(guò)程，第五步至第八步為筆芯縮回過(guò)程。
圓珠筆結構運動(dòng)示意圖是由三個(gè)零件組成，分別為黑色的頂桿，黃色的轉盤(pán)，藍色的滑槽，紅色為滑槽的局部截圖，下方還有彈簧圖中沒(méi)顯示出來(lái)。（彈簧是保證黃色轉盤(pán)與藍色滑槽緊密接觸）。
【1-4步講解】我們用手指按壓圓珠筆頂部時(shí)，是給頂桿施加一個(gè)向下的壓力，頂桿沿滑槽運動(dòng)壓迫轉盤(pán)向下運動(dòng)，當轉盤(pán)與滑槽的嚙合處脫離時(shí)，頂桿頭部的尖狀特征與轉盤(pán)的斜面接觸處產(chǎn)生徑向力強迫轉盤(pán)旋轉，筆芯伸出。
【5-8步講解】當再次按壓頂桿時(shí)，頂桿頭部的尖狀特征與轉盤(pán)的斜面分離，轉盤(pán)受徑向力旋轉，轉盤(pán)與滑槽的嚙合處重合，筆芯縮回。
▲圓珠筆的伸縮工作原理動(dòng)圖
▲圓珠筆的伸縮工作原理動(dòng)圖
03
筆頭和墨水是圓珠筆的關(guān)鍵，其中筆頭分為筆尖上的球珠和球座體。目前，碳化鎢球珠在國內外應用最為廣泛，我國已經(jīng)具有很好的基礎，不僅可以滿(mǎn)足國內生產(chǎn)需要，還大量供出口。
圓珠筆頭的生產(chǎn)對加工的精度、材料的選擇上都有很高的要求。筆頭上不僅有小“球珠”，里面還有五條引導墨水的溝槽，加工精度都要達到千分之一毫米的數量級。
每一個(gè)小小的偏差都會(huì )影響筆頭書(shū)寫(xiě)的流暢度和使用壽命，筆尖的開(kāi)口厚度不到0.1毫米，還要考慮到書(shū)寫(xiě)角度和壓力，球珠與筆頭、墨水溝槽位必須搭配得“天衣無(wú)縫”，加工誤差不能超過(guò)0.003毫米。
圓珠筆油墨的色素是染料。油墨顏色主要有藍、紅、黑三種，其中尤以藍色油墨使用最多。過(guò)去藍色油墨中的色素成分是鹽基品藍和鹽基青蓮，溶劑是氧化蓖麻油、蓖麻油酸。目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的“424”藍色圓珠筆和“322”黑色圓珠筆，用它書(shū)寫(xiě)的字跡耐久性較好。
圓珠筆的冒油原因：圓珠筆在書(shū)寫(xiě)時(shí)，一部分油墨從球珠轉印到書(shū)寫(xiě)物上，球珠轉印后變白，另一部分油墨會(huì )隨球珠轉動(dòng)帶回球座內。好的筆頭，隨球珠轉動(dòng)將油墨帶回球座較徹底，油墨沾在球座頭外面較少，比較干凈。較差的筆頭，油墨會(huì )大部分沾在球座頭外面，無(wú)法帶回球座內，即我們所稱(chēng)的冒油現象，書(shū)寫(xiě)時(shí)，很容易污染書(shū)寫(xiě)物。
圓珠筆要流利，出墨就多，但副作用是落墨多，若要落墨少，缺點(diǎn)則不流利。這兩種情況相互矛盾，如何綜合考慮，使之達到最佳效果，則是圓珠筆制造業(yè)一直研究的課題。
一件工業(yè)產(chǎn)品，哪怕小如圓珠筆，也要經(jīng)歷從設計到制作，再到檢驗和迭代的嚴謹工業(yè)流程，唯有投入精益求精的工匠精神，才能做出好的成果。
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2023 /
05-11
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