維基少年:事物是如何製造的/化學/圓珠筆
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圓珠筆 -
圓珠筆在紙張表面書寫的特寫鏡頭 -
圓珠筆筆尖的微觀照片
圓珠筆是一種書寫工具，其特點是筆尖會自動補充墨水。它由一個精確成型的金屬球體組成，球體位於墨水儲存器下方的一個插座中。當筆在書寫表面移動時，墨水就會被送出。現在，圓珠筆在書寫工具市場占主導地位，每年在全球範圍內銷售超過一億支。
金屬、塑膠和其他化學物質被用於製造圓珠筆的元件。
筆尖末端的那個球體是由紋理化的碳化鎢球體制成的。選擇這種材料是因為它具有特別強的抗變形能力，並且設計成一個完美的球體，可以真正地抓住任何書寫表面。凹坑透過一系列貫穿整個球體的通道連線在一起。
大多數圓珠筆的筆尖是由黃銅製成的，黃銅是銅和鋅的合金。這種材料之所以被使用，是因為它具有強度、耐腐蝕性、美觀的表面以及易於成型的特點。然而，塑膠已成為圓珠筆製造中的重要原材料。它們具有易於成型、重量輕、耐腐蝕、價格低廉的優點。它們主要用於構成筆身，但也用於製造墨水盒、按鈕、筆帽。
墨水可以由筆製造商專門製造。為了在圓珠筆中發揮作用，墨水必須略微濃稠，在墨水盒中緩慢乾燥，並且不含顆粒物。這些特性確保墨水能夠持續流到紙張上，而不會堵塞球體。當墨水到達紙張上時，透過滲透和一些蒸發，墨水會迅速乾燥。在墨水配方中，使用各種顏料和染料來提供顏色。其他材料，如潤滑劑、表面活性劑、增稠劑和防腐劑，也被加入其中。這些成分通常分散在油酸、蓖麻油或磺醯胺增塑劑等材料中。
聚丙烯共聚物 (PPC) 用於製造塑膠筆的筆身和筆帽。PPC 既輕便又堅固。
- 步驟 1：被稱為配料員的工人按照配方說明在製造工廠的指定區域製作墨水批次。將原材料倒入批次罐中，並徹底混合。根據配方，這些批次可以根據需要進行加熱和冷卻，以幫助原材料更快地結合。一些較大體積的原材料透過管道直接計量到批次罐中。這些材料的新增只需按下計算機控制面板上的一個按鈕即可。這些控制面板還控制著混合速度以及加熱和冷卻速率。
- 步驟 2：墨水正在製造的同時，筆的金屬元件正在製造。碳化鎢球體通常由外部供應商提供。筆的其他部分，如筆尖和筆身，是使用各種注塑模具製造的。
- 步驟 3：塑膠筆的塑膠元件與其他筆元件同時製造。它們可以透過擠出或注塑成型來生產。
筆身和墨水盒等直的空心零件透過擠出工藝製造，該工藝涉及一個大型螺旋螺桿，它將材料透過一個加熱室，使其成為一種濃稠的流動體。然後它被強迫透過一個模具，冷卻並切割。
更復雜的形狀部件，如筆帽、筆端和機械部件，使用注塑成型製造。在此過程中，塑膠被加熱，使其轉變為液體，然後可以將其強制注入模具。冷卻後，它會固化並保持其形狀，直到模具開啟。
- 步驟 4：碳化鎢球體通常由外部供應商提供。筆的其他部分，如筆尖和筆身，是使用各種模具製造的。首先，黃銅帶被自動插入衝壓機，衝壓機衝出數千個小圓盤。然後，黃銅圓盤被軟化，並倒入一個壓縮室，壓縮室由一個鋼製衝頭和一個彈簧支撐的推出器組成。鋼製衝頭壓在金屬上，使推出器後退，並將金屬壓入一個壓鑄模具。這會壓縮金屬並形成各種筆部件。當衝頭和推出器返回其原始位置時，多餘的金屬被刮掉並回收。然後開啟模具，並推出筆部件。
- 步驟 5：元件成型後，就可以進行組裝。通常，首先將圓珠筆連線到墨水盒上。然後，這些部件被運送到注塑機，注塑機用相應顏色的墨水填充墨水盒。如果要使用彈簧，則將彈簧放置在墨水盒的筆身上。
- 步驟 6：然後將筆尖和墨水盒放在筆的筆身內。在這個階段，會加入其他元件，如筆帽和筆端。
- 步驟 7：然後根據銷售方式包裝成品筆。單個筆可以放入帶有紙板背面的泡罩包裝中。一組組的筆被包裝在袋子或盒子裡。然後，這些銷售單元被放入箱子裡，堆放在托盤上，並運送到分銷商。
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步驟 1：用不同的材料混合墨水 -
步驟 2：用於簡單塑膠部件的擠出工藝 -
步驟 5：影片顯示墨水始終如一地被補充
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