Der Kugelschreiber, den Sie täglich verwenden, enthält tatsächlich so viel Wissen

Viele Menschen wissen nicht, dass in gewöhnlich aussehenden Schreibwaren, wie zum Beispiel Kugelschreibern, tatsächlich ungewöhnliche Technologien stecken.

Auch wenn die Spitze eines Kugelschreibers unscheinbar erscheint, ist sie in Wirklichkeit klein, verfügt aber über alle notwendigen Funktionen.

Um die Kugelschreiberspitze glatt und benutzerfreundlich zu machen, ist es notwendig, exquisite Handwerkskunst zu beherrschen, wie beispielsweise das Herzstück der Kugelschreiberspitze – die fünf Rillen. Diese fünf Rillen sind dünner als ein Haar. Sie können sich also vorstellen, wie schwierig es ist, sie herzustellen!

Verstehen Sie den Kugelschreiber in Ihrer Hand wirklich?

01

Was ist ein Kugelschreiber?

Ein Kugelschreiber ist ein Stift, der eine Kugel am vorderen Ende des Stifts oder der Mine verwendet, um das Schreibmedium herauszurollen.

Ein Kugelschreiber ist ein Stift mit einer winzigen rotierenden Kugel aus Messing, Stahl oder Wolframkarbid, die beim Schreiben Tinte auf das Papier abgibt.

Der Kugelschreiber unterscheidet sich stark von seinen Vorgängern – dem Rohrfederhalter, der Federkielfeder, dem Metallfederhalter und dem Füllfederhalter.

02

Wie schwierig ist es, einen Kugelschreiber herzustellen?

Der Grund für die gleichmäßige Tintenabgabe von Kugelschreibern liegt darin, dass beim Schreiben die kleine Kugel an der Spitze des Kugelschreibers durch die Reibung, die beim Kontakt mit dem Papier entsteht, rollt und so die Tinte im Stiftkern herausbekommt, um die Handschrift zu formen.

Einfach ausgedrückt besteht die Struktur einer Kugelschreiberspitze darin, dass oben in der Kugelaufnahme eine Kugel eingebettet ist, sodass sich die Kugel reibungslos drehen kann und nicht so leicht aus der Kugelaufnahme fällt.

Allerdings stellt eine solch einfache Konstruktion hohe Anforderungen an die Kugeln.

Bei der Herstellung von Kugelschreiberspitzen gibt es drei wesentliche technische Schwierigkeiten. Um ein reibungsloses Schreiberlebnis zu gewährleisten, ist zunächst die Passung zwischen Kugel und Sitz entscheidend. Der Spalt zwischen Kugel und Kugelsitz beträgt ca. 5 Mikrometer. Wenn der Spalt zu klein ist, kann die Tinte nicht gleichmäßig herausfließen. Wenn der Abstand zu groß ist, kann es zu einem Auslaufen der Tinte kommen und sogar dazu, dass die Kugel von der Stiftspitze fällt.

Zweitens wird sich während des Schreibvorgangs aufgrund der ständigen Reibung zwischen der Kugel an der Spitze des Stifts und dem Papier der Abstand zwischen der Kugel und dem Kugelsitz allmählich vergrößern. Mit der Zeit tritt leicht Tinte aus den Zwischenräumen aus und beeinträchtigt das Schreiben.

Darüber hinaus weist die Kugelschreiberspitze eine extrem hohe Verarbeitungsgenauigkeit und Montagegenauigkeit auf . Im Inneren der Feder befinden sich unebene Stufen und Ölführungsrillen zur Führung der Tinte. Die Verarbeitungsgenauigkeit jeder Ölführungsnut muss 1 Mikrometer betragen.

Alle oben genannten Faktoren stellen höhere Anforderungen an die Materialleistung von Kugelschreiberkugeln.

Zusammenfassend sind bei der Herstellung einer Kugelschreiberspitze mehr als 20 Schritte nötig. Die für jeden Prozess erforderlichen Materialien sind sehr fein und komplex und erfordern eine äußerst hohe Präzision. Beispielsweise beträgt die Dicke der Stiftspitze insgesamt weniger als 0,1 mm, der Fehler darf jedoch 0,003 mm nicht überschreiten! Der Bauaufwand ist mit dem eines Flugzeugträgers vergleichbar.

03

"in China hergestellt"

Die chemische Zusammensetzung und die technischen Parameter von Federstahl wurden lange Zeit von Unternehmen in Japan, der Schweiz und anderen Ländern kontrolliert.

Obwohl China schon früher in der Lage war, Kugelschreiber herzustellen, liegen die Kerntechnologie und die Kernmaterialien für Kugelschreiber noch immer in den Händen Japans und anderer Länder. China muss jedes Jahr 15 Millionen US-Dollar in Devisen für Kugelschreiber bezahlen.

Doch auch ohne technische Unterstützung und trotz der Schwierigkeiten des Projekts konnte das Forschungs- und Entwicklungsteam von TISCO nach fast hundert Tests schließlich Schwierigkeiten wie die Stabilität und Korrosionsbeständigkeit der in Kugelschreiberspitzen verwendeten Materialien überwinden. Dabei beherrschte TISCO viele Schlüsseltechnologien und erreichte 2017 die inländische Massenproduktion von Stiftspitzenstahl.

Bislang sind China, die Schweiz und Japan die einzigen Länder, die Kugelschreiberspitzen produzieren können. Von da an verfügten die Chinesen über eigene Kugelschreiberminen und die chinesische Fertigungsindustrie machte große Fortschritte.

Der wichtigste Punkt ist jedoch, dass China von nun an in vielen Aspekten nicht mehr auf andere angewiesen ist. Die Motivation und Entschlossenheit des chinesischen Volkes haben die Welt erneut beeindruckt!

Quelle: Science Popularization China