圆珠笔头的制造难度有多大
任志方
①圆珠笔头分为笔尖上的球珠和球座体。油性圆珠笔头的圆珠由黄铜、钢或者碳化钨制成;水性圆珠笔头的圆珠则采用不锈钢、硬质合金或氧化铝等材料制成。由这些材料制成的圆珠笔,要满足在同一个角度下,连续不断地书写800米且不出现断线的情况才算合格。
②其中,球珠用的碳化钨的硬度比钢的硬度高数倍,仅比金刚石的稍微差一点。其制造工艺和轴承滚珠的类同,主要是采用滚珠旋压成型技术,用钢丝冲剪,或成型锻压成小方块,再磨成圆珠,需要专用的滚珠凹模座,它的精度与旋压力、转速有关。
③这一产品真正的设计难点在于怎样把这么小的圆球,在极大的生产数量下,做到相同的尺寸。这里的高精度、高互换性是基于整个制造体系的严谨得到的。
④笔头的另外一部分,直径仅有2.3毫米的球座体,无论是生产设备还是原材料,此前都长期掌握在瑞士、日本等国家手中。关键部位的尺寸精度要求在两微米之内,表面粗糙度要求为0.4微米,在笔头最顶端的地方,也就是放小圆珠的地方,厚度仅有0.3毫米到0.4毫米。由于后期要进行高精度的加工,既要容易切削,加工时又不能开裂,对不锈钢原材料提出了极高的性能要求。
⑤圆珠笔头对加工精度的要求极高,由于笔头上不仅有小球珠,里面还有5条引导墨水的沟槽,生产加工中一个小小的偏差都会影响书写的流畅度和笔的使用寿命,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。以来自瑞士公司的笔头一体化生产设备为例,生一产个小小的圆珠笔头需要20多道工序。
(摘自《齐鲁晚报》2017年1月12日 有删节)