小小原子筆構造不簡單,沒點工匠精神很難造出來! - 今天頭條
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原子筆書寫工作原理:主要是利用球珠在書寫時與紙面直接接觸產生摩擦力,使球珠在球座內滾動,利用重力帶出筆芯內的油墨或墨水,使原子筆油墨或墨水下滲到 ...
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小小原子筆構造不簡單,沒點工匠精神很難造出來!
2020-06-12 瘋狂機械控
原標題:小小原子筆構造不簡單,沒點工匠精神很難造出來!
【瘋狂機械控第504期】原子筆是使用干稠性油墨,依靠筆頭上自由轉動的球珠帶出油墨,轉寫到紙上的一種書寫工具,具有結構簡單、攜帶方便、書寫潤滑,且適宜於用來複寫等優點。
01
原子筆書寫工作原理:主要是利用球珠在書寫時與紙面直接接觸產生摩擦力,使球珠在球座內滾動,利用重力帶出筆芯內的油墨或墨水,使原子筆油墨或墨水下滲到筆頭,通過筆頭球珠滾動形成圖形文字。
後續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。
早期的大多數球珠筆芯在靠近尾部的地方,都會鑽一個小孔以保證空氣流通。
原子筆球珠直徑的大小,決定了字跡線條的粗細。
常見的球珠直徑有1毫米、0.7毫米、0.5毫米三種(產品的筆身或原子筆芯上往往會註明)。
原子筆的油墨是特製的,主要以色料、溶劑和調黏劑混合而成。
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。
02
一個小小的原子筆有十幾個零件組成
原子筆零件
原子筆伸縮過程
原子筆的伸縮工作過程,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。
原子筆結構運動示意圖是由三個零件組成,分別為黑色的頂杆,黃色的轉盤,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。
(彈簧是保證黃色轉盤與藍色滑槽緊密接觸)。
【1-4步講解】我們用手指按壓原子筆頂部時,是給頂杆施加一個向下的壓力,頂杆沿滑槽運動壓迫轉盤向下運動,當轉盤與滑槽的嚙合處脫離時,頂桿頭部的尖狀特徵與轉盤的斜面接觸處產生徑向力強迫轉盤旋轉,筆芯伸出。
【5-8步講解】當再次按壓頂杆時,頂桿頭部的尖狀特徵與轉盤的斜面分離,轉盤受徑向力旋轉,轉盤與滑槽的嚙合處重合,筆芯縮回。
原子筆的伸縮工作原理動圖
原子筆的伸縮工作原理動圖
03
筆頭和墨水是原子筆的關鍵,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,我國已經具有很好的基礎,不僅可以滿足國內生產需要,還大量供出口。
原子筆頭的生產對加工的精度、材料的選擇上都有很高的要求。
筆頭上不僅有小「球珠」,裡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。
原子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」藍色原子筆和「322」黑色原子筆,用它書寫的字跡耐久性較好。
原子筆的冒油原因:原子筆在書寫時,一部分油墨從球珠轉印到書寫物上,球珠轉印後變白,另一部分油墨會隨球珠轉動帶回球座內。
好的筆頭,隨球珠轉動將油墨帶回球座較徹底,油墨沾在球座頭外面較少,比較乾淨。
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,即我們所稱的冒油現象,書寫時,很容易污染書寫物。
原子筆要流利,出墨就多,但負作用是落墨多,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,則是原子筆製造業一直研究的課題。
一件工業產品,哪怕小如原子筆,也要經歷從設計到製作,再到檢驗和疊代的嚴謹工業流程,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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