1.000 tỷ đồng để nghiên cứu vật thể nhỏ xíu chưa đến 1mm: Chỉ 4 quốc gia đủ trình làm ra trên thế giới, 'đại công xưởng' Trung Quốc cũng từng phải chào thua

Trong cuộc sống hàng ngày, bút bi là một trong những vật dụng mà chúng ta đã vô cùng quen thuộc và không thể thiếu. Bút được gọi là bút bi vì phần ngòi của nó chứa một viên bi nhỏ, chính viên bi này có nhiệm vụ đẩy mực ra từ ruột bút khi cần.

Dù chỉ có kích thước từ 0,5 đến 1mm, viên bi này lại đóng vai trò quan trọng đối với việc viết. Viên bi xoay tròn tự do, giúp mực được phân phối đều mỗi khi viết. Tạo ra các viên bi có thể di chuyển nhẹ nhàng và mực ra đều là một kỹ thuật phức tạp. Chính vì vậy, việc sản xuất viên bi bút bi được coi là một trong những công đoạn khó khăn nhất trên thế giới.

Sản xuất chi tiết nhỏ này khó đến mức nào?

Trên thực tế, quá trình sản xuất một viên bi sắt xoay tròn có thể viết được một cách mượt mà trong thời gian dài không hề đơn giản, đòi hỏi sự chính xác và kỹ thuật cao cấp.

Viên bi này có nhiệm vụ đẩy mực ra từ ruột bút

Để tạo ra một đầu bút bi nhỏ, công ty Thụy Sĩ phải trải qua hơn 20 công đoạn sản xuất với yêu cầu nghiêm ngặt. Chính xác của quá trình gia công phải đạt 1/1000 mm, đầu bút có 5 rãnh dẫn mực và sự ăn khớp giữa bi, đầu bút và rãnh dẫn mực phải được kiểm soát trong khoảng sai số không quá 3 micron. Độ dày ở đỉnh đầu bút chỉ từ 0,3 đến 0,4 mm. Nguyên liệu để sản xuất viên bi này phải là loại đặc biệt - tungsten carbide, có độ cứng gấp đôi so với thép thường.

Xu Jundao, giám đốc của Beifa Group - một trong những nhà sản xuất bút lớn nhất Trung Quốc - cũng nói rằng: "Thép không gỉ được sử dụng để làm đầu bút phải được nhập khẩu từ Nhật Bản". Mặc dù việc chế tạo một cây bút bi có vẻ đơn giản, nhưng để tạo ra một đầu bút siêu nhỏ với hiệu ứng viết trơn tru đòi hỏi hơn 20 quy trình và có những yêu cầu khắt khe trong từng bước sản xuất.

4 quốc gia nắm giữ "công thức quý"

Một chi tiết nhỏ xíu không đến 1mm lại đòi hỏi sự đầu tư kỹ thuật lớn, Trung Quốc đã chi ra hơn 1.000 tỷ đồng để nghiên cứu và sản xuất, nhưng cũng chỉ có 4 quốc gia trên thế giới được biết đến là nắm giữ công thức sản xuất viên bi này.

Đó là Thụy Sĩ, Đức, Nhật Bản và Trung Quốc. Trong đó, Thụy Sĩ là quốc gia sản xuất bút bi thành thạo và chuyên nghiệp nhất. Theo đó, trước năm 2017, chỉ có 3 quốc gia là Thụy Sĩ, Đức và Nhật Bản có khả năng tự sản xuất chi tiết này.

Vào thời điểm đó, Trung Quốc có hơn 3.000 công ty sản xuất bút, tuy nhiên không có một công ty nào sở hữu công nghệ cao cấp để sản xuất viên bi đầu bút, phần lớn phải nhập khẩu từ Nhật Bản, Đức và Thụy Sĩ. Trung Quốc sản xuất khoảng 38 tỷ chiếc bút bi mỗi năm, chiếm khoảng 80% nhu cầu bút bi của thế giới, nhưng lợi nhuận trên mỗi chiếc bút chỉ đạt chưa đến 0,1 NDT, mặc dù đã chi hàng triệu USD để nhập khẩu thép dùng để sản xuất đầu bút, với giá 120.000 NDT (khoảng gần 17.000 USD) mỗi tấn.

Một chi tiết vật lý nhỏ bé không đến 1mm đã khiến Trung Quốc phải bỏ ra hơn 1.000 tỷ đồng để nghiên cứu sản xuất. Khó chế tạo đến mức chỉ có 4 quốc gia trên thế giới được biết đến là nắm giữ công thức sản xuất viên bi này.

Việc một quốc gia được gọi là "đại công xưởng thế giới" như Trung Quốc chưa thể tự sản xuất viên bi đầu bút bị coi là một dấu hiệu yếu kém về năng lực công nghệ trong quốc gia này.

Thủ tướng Trung Quốc Lý Khắc Cường từng lên tiếng bày tỏ sự lo lắng về vấn đề này, khi mặc dù Trung Quốc có khả năng sản xuất mọi thứ từ iPhone, hàng không mẫu hạm, đường sắt cao tốc cho đến tàu vũ trụ, nhưng vẫn phải nhập khẩu viên bi đầu bút từ nước ngoài.

Ông nói rằng, dù được mệnh danh là đại công xưởng thế giới, sản xuất mọi thứ từ iPhone, hàng không mẫu hạm, đường sắt cao tốc cho đến tàu vũ trụ, thế nhưng không có một nhà sản xuất nào ở Trung Quốc có thể sản xuất được viên bi đầu bút để tạo ra một cây bút viết trơn tru và dễ dàng.

Trên thực tế, nguyên nhân khiến "đại công xưởng thế giới" không thể tự sản xuất được đầu bút bi chất lượng cao là do Trung Quốc không sản xuất được thép không gỉ chất lượng cao dùng để tạo ra bộ phận này. Theo Forbes.com, nguyên nhân gốc rễ của sự "kém hiện đại" này nằm ở việc các nhà sản xuất không đầu tư đủ vào nghiên cứu và phát triển công nghệ. Một phần là do việc này không mang lại lợi nhuận và thị phần bổ sung do thiếu sự bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ và nạn đạo văn từ các đối thủ cạnh tranh.

Để khắc phục sự "kém hiện đại" về công nghệ này, một dự án nhằm phát triển sản xuất đầu bút bi ở Trung Quốc đã được triển khai và giao cho TISCO - tập đoàn sản xuất thép nhà nước. TISCO đã phải mất 5 năm và khoản đầu tư từ phía chính phủ lên tới 60 triệu USD (hơn 1.000 tỷ đồng) để nghiên cứu thành công công nghệ cần thiết để phát triển bộ phận này một cách độc lập.

Wang Huimian, một kỹ sư cao cấp tại TISCO, chia sẻ với Tân Hoa Xã rằng phần khó nhất của công việc là tìm ra công thức phù hợp. Các nguyên tố vi lượng đặc biệt phải được thêm vào thép lỏng để tạo ra đầu bút chất lượng có thể viết liên tục trong khoảng 800m. Công thức này từ lâu đã được các nhà sản xuất nước ngoài giữ bí mật, khiến hàng nhập khẩu trở thành lựa chọn duy nhất cho các nhà sản xuất bút Trung Quốc.

Nhóm của Wang đã tiến hành nhiều thí nghiệm để tích lũy dữ liệu, điều chỉnh các thông số để tìm ra công thức.

Kỹ sư này cho biết: "Cuối cùng chúng tôi đã tạo ra một bước đột phá vào cuối năm 2014. Thay vì sử dụng các chất phụ gia dạng cục, hình dạng thông thường của chúng, chúng tôi đã cố gắng cắt chúng thành các mảnh tuyến tính, nhỏ hơn để có được sự tương tác hóa học tốt hơn nhằm làm cho thép bền hơn".

Sau quá trình nghiên cứu không ngừng, đến đầu năm 2017, Trung Quốc đã làm chủ công nghệ sản xuất bút bi, trở thành nước thứ 4 trên thế giới có thể sản xuất chi tiết này và hiện chiếm 80% thị trường bút bi cả nước. Gần 40 tỷ chiếc bút bi được sản xuất trong một năm.

Thành tựu này được xem là một "tiến bộ vượt bậc" đối với Trung Quốc, khi lần đầu tiên quốc gia tỷ dân có thể tự sản xuất viết bi đầu bút, không còn phải phụ thuộc vào những nước khác và giải quyết được vấn đề lớn mà các nhà sản xuất Trung Quốc đã từng phải đối mặt - khả năng cạnh tranh yếu trong công nghệ cốt lõi.

*Theo Washingtonpos, Craftpaperie, Jingdapen