炼一炉钢全球使用4年？圆珠笔头国产化并不容易，历经上千次失败

工业科技其实是一个很奇妙的东西，有的看起来不起眼的一个小的工业产品，其对设计制造的工艺和技术要求却非常严格，比如今天我们说的圆珠笔芯的笔头。整个圆珠笔头可以分为球珠和球座体两部分，球珠就是笔尖那个小小的圆球，球座体就是包裹住球珠的那个长圆柱形金属体。

小小的笔头却很难制造

此前，圆珠笔芯整体笔头的制造只有两个国家掌握，那就是瑞士和日本，这个圆珠笔芯的笔头为什么那么难制造呢?有网友认为主要是笔头的球珠难以制造，其实恰恰相反，笔头球珠的制造要相对简单一些，我国制造的碳化钨球珠很早之前技术就已经非常成熟，而且实现了大量出口，真正难制造的其实是球座体。

球珠的制造我国早已掌握

圆珠笔芯笔头球座体并不是一个简单的金属结构包裹住球珠就行了，在球座体内壁上有5条供墨水流动的沟槽，这些沟槽的加工精度误差必须控制在3微米之内，也就是误差不能超过0.003毫米，0.003毫米是个什么概念呢？一根头发的直径在100微米左右，3微米等于是一根头发直径的三十分之一。

圆珠笔芯结构图

为什么这个沟槽的误差必须控制这么严格呢？沟槽是用来流通墨水的，如果五条沟槽其中任何一条出现偏小，就会导致书写的时候笔芯下墨不畅，因为五条沟槽之间是彼此贯通的，如果都出现沟槽偏小，就会在书写的时候出现不下墨的现象。同样如果沟槽过大，书写的时候会出现下水太多的问题，这样的现象相信每一个人在书写的过程中都遇到过，对，此前我们并不是制造不了完整的笔头，而是制造出的笔头书写体验并不好。

笔头结构图

此外，圆珠笔芯球座体对钢材质量的要求也非常高，因为整个球座体的内壁是非常薄的，而我们在书写的时候会施加一定的力度，如果使用的钢材不合格，书写一段时间后球座体的内壁会产生变形，有没有遇到过球珠从球座体掉落出来的现象？这就是球座体用到的制作材料不合格导致的。

笔头的质量直接决定书写体验

通过上述可以看到，圆珠笔头球座体的制造，会有加工精度和制造材料两方面的难度，属于精加工产品，此前这两项技术被瑞士和日本所垄断，不过众所周知，目前我国已经可以成功制造出合格的圆珠笔芯的整体笔头，对此还有一个段子：太钢接到任务后，炼了一炉钢，这炉钢的重量为60吨，这已经是太钢最小的炉子了，但这60吨钢可供全球4年圆珠笔芯笔头制造的消耗，因此还差点让瑞士的笔头生产商破产。

笔头的制造对工艺要求非常高

而这个段子同时讲到，之前我国之所以不生产是因为市场太小，没必要去竞争。这个段子内容衔接得天衣无缝，让人猛一看感觉此前不是我们制造不了圆珠笔芯的笔头，是因为看不上这个市场。事实上，在制造合格的国产圆珠笔芯笔头的过程中，我国的科研人员经历了艰苦的过程和无数次失败！

目前我国已经能够制造合格的笔头

圆珠笔头的国产化是我国科技支撑计划重点项目，这个项目的全称为《制笔行业关键材料及制备技术研发与产业化》，参与到这一过程的我国科技工程师王辉曾经讲述：在2011年接到科技部下达的这一任务，选取几个重点的制笔企业，并且太钢和中科院全程参与，在有了充足研发资金后，在2014年基本掌握了笔尖钢材的技术重点，并且在2015年国产笔尖钢的生产和加工工艺基本成熟稳定，而在这个过程中，从几十公斤的炼炉开始生产，上千次的摸索，失败的次数已经记不清！

笔头国产化是众多科研单位合作的结果

通过王辉工程师的描述我们可以看到：圆珠笔头整体国产化是一段非常艰辛的过程，参与的科研人员付出了巨大的努力和心血，并不像上述段子中描述的那么轻松。小小的圆珠笔头实际上是一个国家炼钢技术和精加工技术的体现，也不存在因为市场小而不积极参与的问题，况且这个市场也没有段子中说的那么小，目前我国年产笔芯400亿支，此前每年进口的笔尖钢就不下1000吨，一炉子60吨钢可供全世界使用4年的说法更是不成立！

圆珠笔头的市场并不小

任何一个工业产品的成功研发，背后都是科研人员心血的结晶，小到小小的圆珠笔头，大到航空母舰战斗机，其研发过程都是艰辛而枯燥的，没有轻而易举就能得到的工业产品，这种艰辛的过程不能用轻描淡写的段子一带而过，我们既要有敬畏科学的态度，也要对我国科学家付出的心血有起码的尊重。