Đồ vật tí hon kích thước chưa đến 1mm nhưng lại khiến siêu cường châu Á ‘đau đầu’: Mất 5 năm ròng rã nghiên cứu, tiêu tốn 1.000 tỷ đồng mới sản xuất thành công

Bút bi là vật dụng quen thuộc được sử dụng nhiều trong cuộc sống hàng ngày từ đi học đến làm việc.

Dù chỉ có kích thước rất nhỏ từ 0,5 – 1mm nhưng viên bi nhỏ gắn ở đầu bút lại đóng vai trò vô cùng quan trọng. Với cơ chế chuyển động xoay tròn, đầu bi sẽ cho phép mực ra đều theo từng nét chữ.

Hiện chỉ có 4 nước trên thế giới gồm Thụy Sĩ, Đức, Nhật Bản, Trung Quốc sở hữu công thức tạo ra đầu bút bi bởi đây được xem là một trong những chi tiết khó làm nhất thế giới.

Một vật nhỏ chưa đến 1mm nhưng khó chế tạo đến mức chỉ có 4 quốc gia trên thế giới nắm giữ công thức làm ra. Ảnh: Chinadaily

Vì sao đầu bút bi khó chế tạo?

Việc sản xuất một viên bi sắt xoay tròn có thể viết được một cách thoải mái trong thời gian dài đòi hỏi kỹ thuật rất cao, Chinadaily cho biết.

Là quốc gia sản xuất bút bi "lành nghề" nhất, nhưng một công ty Thụy Sĩ phải mất hơn 20 công đoạn để sản xuất một đầu bút bi. Độ chính xác gia công là 1/1000 mm và sai số không được phép vượt quá 0,003mm.

Đầu bút có tổng 5 rãnh mực khác nhau, yêu cầu nghiêm ngặt về sự ăn khớp giữa bi và đầu bút và vị trí rãnh. Độ dày ở đỉnh đầu bút chỉ từ 0,3-0,4 mm. Nguyên liệu dùng để sản xuất viên bi này phải là loại đặc biệt - Tungsten carbide có độ cứng gấp đôi thép thường.

Phải mất hơn 20 quy trình để sản xuất một đầu bút bi nhỏ. Ảnh: Chinadaily

Do quy chuẩn sản xuất khắt khe như vậy nên trước năm 2017, chỉ có 3 nước là Thụy Sĩ, Đức, Nhật Bản mới có thể tự sản xuất chi tiết này. Kể cả Mỹ cũng không nằm trong số đó.

Giám đốc Xu Jundao của Beifa Group, một trong những nhà sản xuất bút lớn nhất Trung Quốc cho biết: "Thép không gỉ được sử dụng để làm đầu bút đều được nhập khẩu từ Nhật Bản".

Mặc dù 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 với những yêu cầu khắt khe trong từng khâu sản xuất.

Gần như quốc gia nào cũng có thương hiệu bút bi của riêng mình, thế nhưng trên thế giới hiện chỉ có 4 nước sản xuất được viên bi đầu bút.

Thủ tướng phiền lòng

Chinadaily đưa tin, trước năm 2017, có hơn 3.000 công ty sản xuất bút ở Trung Quốc, thế nhưng không công ty nào sở hữu công nghệ đủ tiên tiến nào để sản xuất viên bi đầu bút mà hầu hết phải nhập khẩu từ Nhật Bản, Đức và Thụy Sĩ.

Trung Quốc sản xuất 38 tỷ chiếc bút bi mỗi năm, chiếm khoảng 80% tổng số bút bi của toàn thế giới. Tiêu tốn 17,3 triệu USD mỗi năm để nhập khẩu thép dùng làm đầu bút nhưng quốc này chỉ kiếm được chưa đến 0,1 NDT trên mỗi chiếc.

Việc không thể chế tạo được một chiếc đầu bút bi – bộ phận quan trọng nhất và khó chế tạo nhất của cây bút, khiến Trung Quốc từng đau đầu và coi đây như một sự yếu kém về năng lực công nghệ.

Cựu Thủ tướng Trung Quốc Lý Khắc Cường xem đây là điều đáng trăn trở của đất nước tỷ dân. Ảnh: Baidu

Vấn đề nan giải về đầu bút lần đầu tiên được cựu Thủ tướng Trung Quốc Lý Khắc Cường nhắc đến vào năm 2015.

Đến đầu năm 2022, ông một lần nữa đề cập tới vấn đề và nói rằng: "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".

Một số nhà phân tích cho rằng lý do khiến "đại công xưởng thế giới" không thể tự sản xuất được đầu bút bi chất lượng cao là vì nước này không thể sản xuất được loại thép không gỉ chất lượng cao dùng để tạo ra bộ phận này.

Theo Forbes, các nhà sản xuất không sẵn sàng đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ cao cấp. Một phần là do việc này sẽ không mang lại lợi nhuận và thị phần bổ sung do thiếu sự bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ và nạn sao chép tràn lan của các đối thủ cạnh tranh khác.

Nỗ lực của Trung Quốc

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. Hiện quốc gia này đang chiếm 80% thị trường bút bi cả nước với gần 40 tỷ chiếc bút bi được sản xuất trong một năm.

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 thực hiện. Mất 5 năm và tiêu tốn 60 triệu NDT (hơn 1.000 tỷ đồng) vốn đầu tư từ từ Chính phủ, TISCO cuối cùng cũng nghiên cứu thành công lọai công nghệ cần thiết để phát triển bộ phận này.

Sau quá trình nghiên cứu không ngừng, Trung Quốc trở thành nước thứ 4 trên thế giới tự sản xuất được bộ phận siêu nhỏ này. Ảnh: Chinadaily

Wang Huimian, một kỹ sư cao cấp tại TISCO, chia sẻ rằng phần khó nhất 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.

Không bỏ cuộc, nhóm của Wang tiến hành nhiều thí nghiệm để tích lũy dữ liệu, điều chỉnh các thông số nhằm tìm ra công thức.

Kỹ sư này thông báo: "Cuối cùng, chúng tôi đã đạt được 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 cố gắng cắt chúng thành các mảnh tuyến tính nhỏ để có được tương tác hóa học tốt hơn nhằm làm cho thép bền hơn".

Thành tựu này được xem là sự 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 và không còn phụ thuộc vào những nước khác. Bên cạnh đó, nó còn giúp giải quyết được vấn đề về khả năng cạnh tranh yếu trong công nghệ cốt lõi từng khiến các nhà sản xuất Trung Quốc lo ngại.

>> Siêu cường châu Á xây 'đại dự án' năng lượng sạch lớn nhất hành tinh: Diện tích gấp 5 lần Thủ đô Paris, cung cấp điện cho 16 triệu ngôi nhà