把圓珠筆和複雜的技術工藝聯繫在一起,很多人可能都不以為然,但事實就是如此。圓珠筆雖然隨處可見,但並不等於製作圓珠筆就很簡答。圓珠筆之所以被稱之為圓珠筆,就是源於其筆尖部分的金屬滾珠。可不要小看這小小的滾珠,製作這種滾珠通常需要極高硬度的材料,所以最為常見的圓珠筆滾珠材料就是碳化鎢。碳化鎢可能很多人都比較陌生,但我們應該知道的,這種材料的硬度可以和金剛石相媲美,所以你從來都不會見到圓珠筆的滾珠碎裂損毀。除了由碳化鎢材料製作的拋光筆珠之外,筆頭上的另一個關鍵部件就是球座了,拋光球必須完美安裝在球座之上。
筆珠與球座的結合是非常精密的,這種結合的精度可以一直追溯到百分之一毫米。筆珠上所出現的一點點瑕疵都是不被允許的,而這種瑕疵的發現通常要依靠電子顯微鏡,而一旦發現瑕疵,同一批生產的所有筆珠都要報廢。正是因為圓珠筆筆珠和球座的製作精度要求非常之高,所以即使是在今時今日,這兩種部件的製造仍然只掌握在瑞士和日本等少數幾個國家手裡。所以平日裡你所使用的圓珠筆,無論是幾百塊的高大上產品,還是一塊錢兩根的便宜貨,上面可都是有進口的部件呢。筆珠與球座裝好之後,一根圓珠筆就算是完成一半了。接下來的關鍵就是油墨的流出。在我們用圓珠筆書寫的過程中,會將筆珠壓在紙面上進行拖動。而油墨在重力的作用下被推到滾珠上,滾珠滾動帶出油墨,於是就寫出了字。
圓珠筆寫字的原理看似簡單,但工藝絕不簡單。滾珠與球座的結合是一種加壓密封狀態,這種狀態可以保證筆芯內的油墨不與空氣接觸而乾燥,同時又能夠保證筆珠所帶出的油墨恰到好處。我們在使用圓珠筆的時候,有時會遇到有多餘油墨流出的情況,這種情況的出現就是筆珠與球座的密封結合出現了問題。圓珠筆雖然是用途廣泛,但也不是哪裡都可以用,在太空中就無法使用圓珠筆。太空中為什麼不能使用圓珠筆呢?這是由圓珠筆的工作原理所決定的,在圓珠筆的工作原理中,重力是一個不可或缺的因素,如果沒有重力,油墨就沒有辦法保證被推到筆珠上,筆珠轉動也就無法帶出油墨,圓珠筆也就寫不出字。
表面上看起來,圓珠筆在太空中寫不了字並不是什麼大問題,但實際上卻真是個難題。沒法在太空中使用圓珠筆,那宇航員工作的時候應該使用什麼筆呢?鉛筆?曾經還真的使用過鉛筆,國際上啟動航天計畫比較早的前蘇聯和美國都使用過鉛筆,但很快就不用了。原因就在於太空中用鉛筆太危險,首先削鉛筆會產生木屑塵埃,即使不削鉛筆,僅僅是書寫的過程也會產生粉塵,而在失重的狀態下,這些粉塵會在空間裡飄散。宇航員吸入這些粉塵會引起健康問題,即使宇航員不吸入,這些粉塵也會對太空艙內的設備造成損壞。一點點粉塵能損壞什麼?鉛筆芯的主要成分是石墨,而石墨對於電子設備可以說具有致命的危害。而且鉛筆在書寫過程中一旦斷裂,斷裂的鉛筆尖在空間裡飄蕩同樣也是危險隱患。
鉛筆和圓珠筆都不能在太空中使用,那就必須要設法找到新的替代品。令人想不到的,備受矚目的太空筆並不是曾經的兩個航天大國研製的,而是由費舍爾公司的Fisher自己投資百萬美元進行研發的。太空筆的原理簡單來講就是利用加壓氮氣將凝膠狀的油墨擠壓出來,從而完成書寫。這支太空筆不僅能夠在失重狀態下正常書寫,還能夠應付零下45攝氏度到204攝氏度的極端環境,太空筆一經問世,美國宇航局就立刻購買了400支,此後前蘇聯也購買了100支。研發太空筆雖然耗資上百萬美元,但是這種筆賣的卻一點也不貴,當時的售價只有2.39美元,絕對是良心價。而Fisher通過太空筆的研發與其說收入的財富,倒不如說收穫的是名聲。