为啥所有圆珠笔按一下都叫2声？

本文转载自公众号“把科学带回家”（ID：steamforkids）

来源 BIC 等，编译 七君

2017年。太原钢铁研发出了自己的圆珠笔笔头。

在此之前，我国的圆珠笔头（就是笔尖的金属部分）都是依赖进口。

小小圆珠笔，难道也暗藏着这么大的学问么？

圆珠笔的工作原理是这样的，笔尖的球珠转动，里面的墨水被带出来。听起来很简单，但是球珠必须要恰好卡在球座里面，不会掉出来，也不会在使用时陷进去，让墨水乱流。笔尖本身也要耐用，不然没写几下，或者摔几下，圆珠笔可能就坏了。

世界上第一支圆珠笔，是在二战前发明的。虽然圆珠笔在我们的时代是一种廉价的文具，但是它刚刚诞生的时候，却是一种奢侈品。

1945年，当时的企业家为了宣传圆珠笔，他说自家的圆珠笔“超级棒，是原子时代的奇迹”，写2年都不用加墨水，不管是在2万英尺的天上还是在 “阿留申群岛最偏远的浮冰上”都能使。

可能是因为这一系列的宣传，我国在1946年引进了圆珠笔时，一开始把这种新兴写字工具叫做“原子笔”。

刚开始，因为其宣传的攻势凶猛，圆珠笔一时价格昂贵，但并没有劝退消费者，销售量猛涨。

后来，开始有大量文具制造商也生产圆珠笔，它的价格也一落千丈。

但是，简简单单的圆珠笔里，却有很多你不知道的机关。

比如，你知道圆珠笔的圆珠硬，还是钻石硬？圆珠笔按一次，为什么会发出两声？每按一次，笔芯转多少度，为什么要这样设计？

一起通过它的制造过程来看一看这些奇怪问题的答案吧。

圆珠笔厂用塑料制造笔的外壳——笔套，还有装墨水的墨水囊。

造好以后，有一个机器把它们排成同一个方向。

接着有一个机器把0.8克的墨注入墨水囊。

相信你一直想知道，墨水笔笔芯的那坨透明的物质是什么？

其实，那种物质叫做硅脂。硅脂是由硅油（硅氧烷）和增稠剂制成的密封膏状物，主要功能是防止墨汁蒸发。

最后，在笔芯上加个盖。笔芯就完工了。

在另一边，机器用不锈钢制造球座，也就是笔尖那部分。球座一般使用高档不锈钢制造的，可以承受持续的磨损。

球座被打了一个1 毫米左右粗细的洞。接着，球座被压成锥形。

另一个机器在球座装球珠的地方切出5个细微的小洞——引墨沟槽，这样墨汁就可以沿着这5个小洞流到球珠上。

看，这就是在球座里的5个引墨沟槽和人类头发直径的对比。引墨沟槽要达到千分之一毫米的加工精度。看到这里，你就能体会笔尖技术的难度了吧。

然后，直径恰好是1毫米的球珠被卡入球座里。

球珠一般是用碳化钨制造的。碳化钨是一种硬度极高的材料（莫氏硬度为9），经常被用来制造切割机。

你知道吗，世界上销量最大的圆珠笔制造公司介绍，圆珠笔球珠的硬度和钻石相当。

圆珠笔的关键技术——球珠的发明，根据它的发明者——匈牙利记者 László Jozsef Biro 的说法，是受到了弹珠的启发。

现代圆珠笔发明人，匈牙利记者 László Jozsef Biro

Biro 说，他在街上走的时候，看到了男孩打的弹珠经过湿漉漉的小水塘，然后蘸着水滚出了一条长长的印迹，给他带来了灵感。

做好的球座被插入墨水囊里。

扫描仪对每支笔的长度和球珠进行质量检测，丢掉不合格的坏家伙。

工厂还会随机抽取样本，进行气压试验，确认球珠的运动是否正常，写字的时候是不是会卡住。

质量OK的话，这批次就可以装上笔套了。

现在，笔芯被放入一个离心机里，离心力使得墨汁被甩到笔尖，同时消除墨汁里的空气。你写的第一笔就有墨，是因为这个步骤哦！

然后，每支笔芯都要进行书写测试。

上面图片里的蓝光是一个传感器产生的，如果它检测到任何异常，就会把有问题的笔芯丢掉。

通过检测的笔芯就可以和塑料外壳组装起来了。

能夹到衣服袋子上的那个部分，叫做笔夹，是用镀铬弹簧钢制造的，这种材料不容易变形。

笔套被倒转过来，放入按动组件，就是可以把笔尖按出来的那个内部机构。

按动组件

首先是按头，就是你作业做不出的时候咔哒咔哒按的那个按钮。

然后是转轮和按杆。按头、转轮和按杆组成了按动组件。

你不知道吧，按动组件每转一次，会使笔芯旋转45度，这样笔尖才不会因为总是用一个角度书写而扭曲变歪。

为什么是45度？注意到了么，把笔尖按出来是咔哒2声，按回去也是咔哒2声。180除以4正好是45度。实际上，每当你把笔尖按出来一次，笔尖就转动了90度，按回去的时候，笔尖又转了90度。

下面的动图是具体的过程。

笔尖按出来的过程

笔尖按回去的过程

接着，笔芯就被装进去了，笔尖朝上。

然后需要装入一个小弹簧——芯簧。芯簧的功能是为了让你咔哒按笔的时候，按动组件能固定住（见上方动画）。

下一步把笔套加上。

然后有一个机器测试每支圆珠笔是不是能顺利地咔哒咔哒，这一步还可以保证圆珠笔的笔头都缩回去了。

工厂还会随机抽样几支笔进行耐久性测试，每支笔要按头10万次。这家工厂的圆珠笔可以连续写4千米。

最后，圆珠笔有驱蚊功能哦！你肯定不知道吧。

圆珠笔墨里常用的油性物质之一，是有机化合物苯氧乙醇。苯氧乙醇是一种驱虫剂，防蚊液和蚊香里的有效成分就包括它。所以你可以在家做下面这个有趣的试验。

抓一只小虫，比如蚂蚁或者三叶螨来，用圆珠笔画一个圈，就可以利用圆珠笔里的苯氧乙醇把小虫封印在里面。

三叶螨：(//̀Д/́/)

蚂蚁：( >﹏< 。)

但是别抓白蚁，因为圆珠笔里的苯氧乙醇是白蚁追寻的踪迹物质。你不想引蚁入室吧。

原来沉迷于写作业的孩纸，会受到圆珠笔大神的庇佑而不会被蚊子咬呢。

( ͡° ͜ʖ ͡°)

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来源：把科学带回家（ID：steamforkids）

编辑：菁

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