基本信息
- 项目名称：
- 超级笔芯
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本产品为改良型可重复利用中性笔芯。 超级笔芯由储墨端和书写端构成，二者通过螺纹连接，便于拆卸和更换笔头。油墨用完后，可将书写端旋下，采用简易注油装置从储墨端底部注入油墨，实现中性笔芯的重复利用。并在笔头内部增设节流钢珠，控制油墨流出量，使书写更为流畅。最后还采用网络问卷调查方式，对超级笔芯的社会需求和市场前景进行了调查分析，提出了对超级笔芯的改进措施。
- 详细介绍：
- （1）储墨端 储墨端主要用途为储存并供给书写时所需油墨。油墨用完后可向储墨端内再次充入油墨重复利用。 ①油管由一聚苯乙烯长直圆筒加工而成。该油管直径为普通油管直径的1.5倍，具有更大的储油量。油管壁厚也较一般油管厚些，是因为油管重复利用次数较多，回收存放时也易产生磨损或变形。在油管头部内侧有一卡环结构，与荧光垫片凸起部分配合，当油墨用完时，卡环可卡住荧光垫片，并利用垫片塞住油管头部，防止空气进入油管头部而影响补充油墨后的再次使用。在油管头部外侧为外螺纹结构，用于与书写端的内螺纹进行旋合连接。 ②油管内充入书写用油墨。 ③在靠近油管尾端充入硅树脂，与传统笔芯无异。硅树脂的作用主要是防止油墨的挥发和倒流。但硅树脂的使用会直接影响笔芯的可重复利用性。首先，硅树脂进入笔头之后会直接导致笔头不能再次使用；其次，硅树脂与油墨混合之后会影响书写效果。因此，制作超级笔芯需要解决的难题之一就是如何有效隔离硅树脂与油墨，并防止硅树脂进入笔头。 ④为了解决上述难题，在传统笔芯的硅树脂与油墨之间增设了荧光薄膜垫片。荧光垫片的作用主要有三个方面：第一，用于隔离油墨和硅树脂，防止从油管头部添加油墨时油墨与硅树脂混合；第二，当油墨用完时，荧光垫片会卡在油管卡环处，形成塞子，不但可以防止硅树脂进入笔头，而且可以防止书写端旋下后空气进入油管而影响充油后的重复利用；第三，垫片可提示书写者油墨使用进度，并且使笔芯便于在漆黑环境下被发现，同时使笔芯更美观。 （2）书写端 书写端主要由前端的子弹型不锈钢书写头和后端的聚苯乙烯塑料部分构成。 ①后端的塑料部分尾部带有内螺纹结构，用于与油管头部的外螺纹旋合。由于采用了螺纹连接，因此便于拆卸。在补充油墨时只需将书写端旋下，再从油管头部注入油墨即可。若书写头或书写钢珠出现故障，也可方便更换。 ②前端的书写头，可依据书写头最前端的书写钢珠尺寸，分为不同的规格，如0.35mm、0.38mm、0.5mm等，使用者可根据需要自行选用。 ③在塑料部分与书写头结合处，特别增设了一直径为2mm的节流钢珠，用于缓冲上部油墨，使书写更流畅。 3）超级笔芯装配图 将储墨端和书写端通过内外螺纹旋合。超级笔芯的油管直径虽然为目前使用的一次性中性笔芯的1.5倍，但其径向总体尺寸与一般笔芯接近，书写头尺寸及轴向总体尺寸也与一般笔芯一致，这样即可与一般中性笔芯通用，无需为了使用超级笔芯而丢弃旧的笔杆，最大程度上实现中性笔的重复利用。 （4）简易注油装置 笔芯简易注油装置由推杆和注射筒构成，整体是在普通注射装置的基础上改进而成。改进部位为注射筒前端，将其加工成内螺纹结构，与油管的外螺纹旋合使用。添加油墨时只需旋合注射筒与油管的内外螺纹，即可保证添加油墨时的气密性，再通过注射方式添加油墨即可。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的：设计出一款能够重复利用、更换笔头的超级笔芯，达到节能环保的目的，同时对笔头采取改进措施，控制油墨流出量，兼顾书写的流畅性。 基本思路与创新：本产品与传统的一次性中性笔芯相比，实现了中性笔芯的可重复利用，因此可大大减少废弃的传统中性笔芯对环境的污染，实现节能减排的目的。关键词：重复利用，笔芯 技术关键：设计产品的生产与回收。
科学性、先进性
- ①超级笔芯的储油端和书写端采用便于拆卸的螺纹连接，油墨使用完后可再次注油重复利用，因而可以大大减少废弃的一次性中性笔芯对环境的危害。 ②超级笔芯的回收注油工作可以由笔芯生产厂家统一完成，免去个人需配置注油装置及油墨的繁琐工作。超级笔芯的油管直径是普通笔芯的1.5倍，因而具有更大的储油量，使注油工作频率降低，从而节约注油成本。 ③在硅树脂和油墨之间的荧光垫片是本产品的技术关键。其作用主要是隔离硅树脂与油墨，并且防止再次注油时油管中充入空气。同时还兼顾美观效果。 ④书写端分为多种规格，并且可拆卸，消费者可根据需要自行选用，并可减少因为书写头故障而弃用笔芯的现象。 ⑤在书写端增设节流钢珠，可控制油墨流量，避免出油量过大的情况，使书写更为流畅。 ⑥注油装置结构简单，易于加工，成本低廉，理论上可实现大规模生产。
获奖情况及鉴定结果
- 无。
作品所处阶段
- 理论研究阶段
技术转让方式
- 无。
作品可展示的形式
- 设计图纸。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 采用网络在线问卷调查（做了一次超级笔芯的问卷调查。结果显示如下： ①中性笔芯具有较大的消费市场，中性笔使用者占取样人数的82.64%。 ②目前一次性中性笔和笔芯使用浪费严重，当笔芯墨水用完，相当一部分人会把笔和笔芯一同丢弃，而笔芯更是完全无法再利用。调查显示，当笔芯墨水用完后，69.44%的人会购新的笔芯。可见笔芯比笔的成本更低，但市场却更广泛，因此使超级笔芯与现有笔芯通用，可扩大其抢占市场的能力。 ③可重复利用笔芯具有良好的市场前景。被调查者中74.31%的人认为废旧笔芯或笔回收具有商业价值，并有68.75%的人明确表示愿意购买可重复利用笔芯，仅有2.78%的人拒绝购买。可见，可重复利用笔芯的被接受度较高，但价格仍是制约其市场的关键问题。 ④针对废旧笔芯的处理方法，有35.41%的人提出了建议，其中绝大多数提到了发明可重复利用的笔芯。可见，生产可重复利用笔芯的时机已经较为成熟。
同类课题研究水平概述
- 目前，国内的中性笔芯暂时没有被回收利用。其原因主要有：传统的中性笔芯储墨端和书写端不易拆分；油墨用完后，硅树脂会堵塞笔头，若注入油墨，油墨会与硅树脂混合，影响书写；消费者将中性笔芯收集起来重复利用的意识淡漠，使厂家的回收工作困难，回收成本过高。
