圓珠筆大家都很熟悉，那么，它的內(nèi)部構(gòu)造是怎樣的？筆尖的內(nèi)部構(gòu)造又是怎樣的？有人說圓珠筆尖看似小，卻能體現(xiàn)一定的制造實力，沒點實力還真造不出來。如果能造出一支既美觀又好用耐用的圓珠筆，那也不 是一件簡單的事。今天，我們就來看看圓珠筆是怎么制造出來的吧。

圓珠筆書寫的工作原理：主要是利用球珠在書寫時與紙面直接接觸產(chǎn)生摩擦力，使球珠在球座內(nèi)滾動，利用重力帶出筆芯內(nèi)的油墨或墨水，使圓珠筆油墨或墨水下滲到筆頭，通過筆頭球珠滾動形成文字或圖形。

后續(xù)油墨或墨水在大氣壓的作用下，不停地補充過來，以達到書寫的目的。

早期的大多數(shù)球珠筆芯在靠近尾部的地方，都會鉆一個小孔以保證空氣流通。

圓珠筆球珠直徑的大小，決定了字跡線條的粗細(xì)。常見的球珠直徑有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注明）。圓珠筆的油墨是特制的，主要以色料、溶劑和調(diào)黏劑混合而成。常見的顏色有藍、黑、紅三色。普通油墨多用來作一般書寫，特種油墨多用來作檔案書寫。

圓珠筆球珠看似簡單，3D解構(gòu)下它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，你就會發(fā)現(xiàn)這是個小小的工程奇跡：

▲一個小小的圓珠筆由十幾個零件組成

▲圓珠筆零件

▲圓珠筆伸縮過程

圓珠筆的伸縮過程，總共分八個步驟。第一步至第四步為筆芯伸出過程，第五步至第八步為筆芯縮回過程。

下圖中圓珠筆的三個零件分別為黑色的頂桿，黃色的轉(zhuǎn)盤，藍色的滑槽，紅色為滑槽的局部截圖，下方還有彈簧圖中沒顯示出來。（彈簧是保證黃色轉(zhuǎn)盤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，是給頂桿施加一個向下的壓力，頂桿沿滑槽運動壓迫轉(zhuǎn)盤向下運動，當(dāng)轉(zhuǎn)盤與滑槽的嚙合處脫離時，頂桿頭部的尖狀特征與轉(zhuǎn)盤的斜面接觸處產(chǎn)生徑向力強迫轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，筆芯伸出。

【5-8步講解】當(dāng)再次按壓頂桿時，頂桿頭部的尖狀特征與轉(zhuǎn)盤的斜面分離，轉(zhuǎn)盤受徑向力旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤與滑槽的嚙合處重合，筆芯縮回。

▲圓珠筆的伸縮工作原理動圖

▲圓珠筆的伸縮工作原理動圖

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(nèi)外應(yīng)用最為廣泛，我國已經(jīng)具有很好的基礎(chǔ)，不僅可以滿足國內(nèi)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(dǎo)墨水的溝槽，加工精度都要達到千分之一毫米的數(shù)量級。

每一個小小的偏差都會影響筆頭書寫的流暢度和使用壽命，筆尖的開口厚度不到0.1毫米，還要考慮到書寫角度和壓力，球珠與筆頭、墨水溝槽位必須搭配得“天衣無縫”，加工誤差不能超過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。目前市場上銷售的“424”藍色圓珠筆和“322”黑色圓珠筆，用它書寫的字跡耐久性較好。

圓珠筆的冒油原因：圓珠筆在書寫時，一部分油墨從球珠轉(zhuǎn)印到書寫物上，球珠轉(zhuǎn)印后變白，另一部分油墨會隨球珠轉(zhuǎn)動帶回球座內(nèi)。好的筆頭，隨球珠轉(zhuǎn)動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，油墨會大部分沾在球座頭外面，無法帶回球座內(nèi)，即我們所稱的冒油現(xiàn)象，書寫時，很容易污染書寫物。

圓珠筆要流利，出墨就多，但負(fù)作用是落墨多，若要落墨少，缺點則不流利。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。

使用中的圓珠筆尖↓↓

蔡司納米顯微鏡下放大30倍的圓珠筆尖↓↓

一件工業(yè)產(chǎn)品，哪怕小如圓珠筆，也要經(jīng)歷從設(shè)計到制作，再到檢驗和迭代的嚴(yán)謹(jǐn)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。

最后，再看看圓珠筆的制造過程：

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