文房四宝中的笔、墨、纸、砚，笔居首位，可见古人对书写工具的重视程度。毕竟巧妇难为无米之炊，墨客难行无笔之文。而早期的书写工具，例如毛笔，是需要去蘸墨水的，而如今是将墨水贮存在笔里面，被称为贮水笔（Reservoir Pens），钢笔和圆珠笔都包含在内。

钢笔的笔尖在粗糙的纸面上非常难以书写，于是一位美国人在1888年构想出了用圆珠作为笔尖的设计，也就是圆珠笔的雏形。圆珠笔很快就在世界上盛行起来。圆珠笔之所以可以写字，是由于笔头里的球珠在滚动时，能将墨水带出到纸上。有时候，我们书写的字数一多以后，球珠磨损笔头内表面，使墨水流出的通道变小，笔慢慢就写不出来了，有时候我们用的墨水太稀，还会从笔头间隙中漏出来，常常会沾污衣物等等，使人感到非常不高兴。

那如何做好一支笔？让这些不高兴的事情少发生，而这就需要涉及到制笔的一些“秘密”，而这些就涉及到我们今天采访的主角——温州大学温州市制笔行业技术研究中心。温州大学的这所实验室是2003年4月为响应温州市政府打造“温州轻工城”的号召，与温州市制笔协会、温州市大型制笔企业联合组建的，2004年5月由温州市政府正式授牌并命名为“温州市制笔行业技术研究中心”，经过15年的发展，实验室目前已经发展成为国内唯一一所专门从事制笔及文教化学品制造技术研究的专业研发机构，2015年获批中国制笔产业技术创新战略联盟副秘书长单位，2016年被中国轻工业联合会评定为“中国轻工业制笔材料重点实验室”。

坚持

在孤独中艰难地探寻

从温州大学校园大门进去，顺着校园的小路一路走进，一路上就看到郁郁葱葱的树林，拐过黻宸路，就能够看到一座老旧的两层小楼，小楼在小树林之间显得十分幽静。谁能想到，就这样的一幢小楼，却是温州乃至我国制笔产业技术创新的聚集地和发源地，我国制笔行业核心关键技术的开发、行业技术进步和产品质量提升均有着他们的贡献，这里未来可能还会引领我国乃至全球制笔产业技术发展和市场走向。

目前温州市制笔行业技术研究中心一共有正式人员4人，其中博士2人，另外还有兼职人员10余人，临聘人员5人。实验室现有场地1500平方米，拥有包括墨水、笔头、匹配技术研发在内的检测仪器、设备及中试生产线。

在接受记者采访时，温州大学温州市制笔行业技术研究中心主任王兆伦教授说的最多的一句话就是：“幸好当初我们坚持下来了！”王兆伦是2001年来到温州，2003年起参与组建温州市制笔行业技术研究中心。他回忆道：“当初刚组建温州市制笔行业技术研究中心时，国内高校和科研机构都还没有制笔技术这个研究方向，也没有从事制笔技术研究的老师，我们的工作都是从零开始探索。制笔技术研究涉及到很多学科，学科交叉性强，是一个系统工程，实验室老师通过与很多企业的接触，不断摸索和分析实际生产中，产品制造过程与化学、材料、机械、物理等相关专业领域知识的结合点，慢慢地开始了解并涉足行业技术的研究。就这样，实验室的老师们对制笔行业不断进行深入的探索，一步步地拓展研究内容，不断完善，不断突破。”

而在这个探索的过程中，遇到的最大困难是合作企业对于产品研发的积极性不是很高，刚开始，温州市制笔行业技术研究中心发展跟企业的沟通也十分不畅通。王兆伦说，笔类产品是快速消费品，利润相对稳定，温州制笔产业自上世纪80年代开始到现在，数量和规模上都有了很大的发展。而且温州笔类产品以外销为主，销量和产量都还挺高，例如温州爱好笔业等大型制笔企业，笔类产量都很大，总体利润还是可观的，所以表面上看，温州制笔业还处于一个欣欣向荣的状态，转型升级看起来并不是很紧迫，导致了我们的科研成果与企业技术需求的对接存在障碍。”

温州市制笔行业技术研究中心发展过程中遇到的另外一个问题是，科学研究特别是产品开发是一个漫长的积累过程，需要耐得住寂寞。王兆伦说：“一个科研项目往往数年，甚至十余年才能够有一点研究成果，而将科研成果转化成为产品，又需要一个漫长的过程”。温州市制笔行业技术研究中心成立后的数年间，由于很多科研项目还没有达到较深层次，还很难与企业结合，加上行业比较小，温州市制笔行业技术研究中心拿到的经费也越来越少。作为教师，温州市制笔行业技术研究中心的老师们除了上课，还要搞科研，需要两头兼顾。有一些科研项目往往因为会因为人力物力的缺少而无法持续下去，一些人都在困惑，到底是要继续坚持下去，还是就这么放弃。不过在王兆伦教授等老师的坚持下，温州市制笔行业技术研究中心在最艰难的那几年，依然在孤独中艰难探寻，以制约制笔行业发展的关键共性技术问题为主要研究方向，将这些科研项目一点点推进下去，不断攻克笔头和墨水制造等核心技术的堡垒。

2016年10月，温州大学制笔实验室获批全国重点实验室

转折发生在2011年，那一年的全国两会报告，提出了“调整优化产业结构”。其中一个重点就是“改造提升制造业，加大企业技术改造力度，重点增强产品开发能力和品牌创建能力，……技术工艺系统集成水平，提高产品质量、技术含量和附加值。”我国民生产业面临的空心化问题得到重视，大力度研发制约我国民生产业发展的关键核心技术也迫在眉睫。而关系全民教育的民生产业——制笔行业，其核心技术匮乏的问题显得尤为突出，作为中国高校当中唯一一家专门研究制笔技术的实验室，温州大学通过多年的积累和拥有的制笔技术研发条件，开始主持和参与了国家重点科研项目的研发，与国内外一些大型制笔及配套企业建立了深入的合作关系。

温州市制笔行业技术研究中心目前已承担包括温州市重点研发项目、浙江省重大招投标项目和“十二五”、“十三五”国家重大科技项目在内的各类国家、省、市纵向项目20余项。其中，2011年，承担科技部国家科技支撑计划重点项目《制笔行业关键材料及制备技术研发与产业化》课题一和课题三研发内容；2016年，实验室承担了科技部“十三五”国家重点研发计划项目《制笔新型环保材料》项目课题二《新型环保高分子笔头制造技术研发与产业化》，并参与课题五《基于新型安全环保材料的笔头与墨水匹配技术应用与产业化》研究开发任务。

凝练

要让“温州造”升级为“温州制造”

2016年初，一则“中国居然造不出圆珠笔头”的新闻引起人们关注。文章提到，虽然中国有3000多家制笔企业，20多万从业人口，年产圆珠笔已达400多亿支，但这一连串值得骄傲的数字背后，却是核心技术和材料高度依赖进口、劣质假冒产品泛滥的尴尬局面，大量的圆珠笔笔头的“球珠”还需要进口。

不过对于“中国造不出圆珠笔头”的说法，王兆伦老师纠正说，实际上是制造圆珠笔头的材料无法国产化。王兆伦老师说，中国是圆珠笔制造大国，也有较多的圆珠笔球珠和笔头的配套生产企业，中国能生产圆珠笔笔头，但制造圆珠笔笔头用的易切削不锈钢材料，多年来一直不能国产化。此外，国产笔头制造专用机床与国外同类设备相比，技术水平还较相差大，这些材料和设备涉及的技术含量非常高。近年来，国内大型企业和一些民营企业开始研发笔头用的易切削不锈钢和笔头制造专机，目前，笔头用的易切削不锈钢材料制造水平已接近国外同类产品水平，笔头制造专机制造的研发水平也获得了较大的提升。

受到中国该类技术发展的刺激，现在日本等国易切削不锈钢材料价格在下降，国内该类技术的突破让他们压力很大。不过王兆伦也说，目前笔头易切削不锈钢材料的国产化率只有10%左右，严格来说，还达不到国产化的程度，技术的产业化推广，任重而道远。

中国制笔行业改自革开放至今，整体发展水平有了较大的提升，产品种类齐全，产量大，但笔类产品质量和设计水平相比国外同类产品，还处于中低端层次，价格低、利润低、质量没保证、品牌意识薄弱是制笔乃至我国传统行业面临的同样问题，企业生存竞争的主要方式还是以“价格战”为主，代加工型企业居多，行业核心技术匮乏，企业没有把人才和质量、品牌放在第一位。随着我国劳动力成本提升、原材料价格上涨，印度、巴西等发展中国家制笔行业快速发展带来的压力，我国制笔行业的发展面临较大的压力。

作为轻工产品制造大市，温州被称为中国制笔之都、世界制笔工厂，是全国制笔行业一大集聚区域，但曾经依靠低成本闯市场的温州制笔业，如今也正经历艰难的转型。

想要做好一支书写流畅的圆珠笔，涉及到墨水的理化性能，流体力学、摩檫学、毛细力学等知识，而这些又与精细化工、材料科学、力学等学科相关。温州大学温州市制笔行业技术研究中心目前的工作方向就是努力将“温州制造”提升到“温州智造”。实验室主要研究方向涉及新型及环保笔用材料、产品匹配技术、配套专用原材料、表面处理、产品设计、装配智能化改造和制笔高新材料与技术的研究开发。

“圆珠笔是人们的日常生活中的一种快速消费品，然而很少有人会想到这种常见产品中所蕴藏的科技含量与技术难度，笔制造水平从一个侧面也可以反映目前我国的工业发展水平。”王兆伦教授为记者详细解释了制笔工艺和技术。他告诉记者，一支笔从外观看起来很简单，但是笔也是“麻雀虽小 五脏俱全”，一支笔的制造涉及如精细化工、材料科学、摩擦学、毛细力学、精密加工、机械制造等专业学科，“一支笔看似简单，单笔头精密加工制造就有20多道工序，别看笔头上这一个小小的球珠，其加工精度和加工难度不亚于精密手表零部件。”王兆伦说。温州大学温州市制笔行业技术研究中心多年来已积累了较多的科研成果，一些技术广泛应用于得力、晨光等制笔企业。

某种程度上，圆珠笔笔头制造的技术含量比手表零部件还要高。首先是加工难度大。实验条件下，一支圆珠笔书写1500米的长度，笔头球珠和球座的摩擦就达到30万次，要确保二者的匹配，精度要求非常高。同时，由于材质是不锈钢，硬度高、耐磨性强，加工难度大。其次是质量检测难。手表的零部件是实心的，外部加工差，可以通过测量器检测出来，而笔头是空心的，检测难度大。而想要生产出质量始终如一的笔头，必须保证产品质量的稳定性。在加工过程中，刀具的磨损的变化，都会影响笔头的加工参数，需要适时对笔头加工参数进行微调。比如要保证笔头球珠与球座体间隙在30-40微米，这就要求在从事相关实验研究工作中，需具备严谨细致的科研态度。温州市制笔行业技术研究中心高级工程师潘明初介绍说：“实验室进行的都是系统性实验，工作人员需要一遍遍检测笔头、墨水的各项性能，然后进行组装，最后再根据标准整体检测，每一个程序的工作都十分耗时耗力。”

培养

为了中国的制笔业输送人才

作为有“中国制笔之都”称号的温州，目前全市共有制笔企业180多家，年总产值超40多亿元，年产量150亿支，为全国规模最大、品种最全、品牌最集中的制笔生产基地，全市从事制笔相关的人员达到数万人。不过2013年至2015年，温州的制笔外贸却经历了连续三年的出口负增长的尴尬局面。

王兆伦说，造成这种情况的一个很关键因素就是制笔行业缺乏人才，企业产品开发能力薄弱，多数靠模仿抄袭，品牌意识淡薄。为了抢占市场，在相互模仿之中又不断升级“价格战”，所以产品淘汰率也极高，导致产品生存时间短，形成不了竞争力。潘明初说：“一支性能卓越的好笔，对于生产工艺过程、操作人员的技术水平、检测技术和生产管理等方面要求很高，就需要有一支优秀的制笔研究人才队伍，而优秀的制笔研究人才更是需要有专业的机构多年的培育。”

2013年5月，温州大学化学与材料工程学院根据现有专业中的应用化学、化学工程与工艺、材料科学与工程专业学科培养的需要，在温州大学温州市制笔行业技术研究中心的基础上组建制笔工程实训中心。2014年，温州市制笔行业技术研究中心在中国轻工业联合会、中国制笔协会及国内大型企业的支持下，以企业需求为导向，开展了具有“化学或材料学”专业基础的制笔方向专门人才（本科）的培养工作，目前已累计招收120余名本科生进入“制笔化学班”进行定制培养，毕业生进入国内大型制笔及配套企业工作，获得了好评，并有多名学生进入国外制笔企业工作，为我国制笔行业技术进步奠定人才基础。

温州大学温州市制笔行业技术研究中心目前是中国制笔产业技术创新战略联盟副秘书长单位，负责全行业团体标准的编制工作，为高质量笔类的制造提出要求。近年来，实验室与国际知名第三方检测认证机构进行了合作，正筹建笔类及文教用品检测及技术服务机构。2018年，负责国家第二次污染源普查文教办公用品制造行业产排污系数的制定工作，为全行业的绿色清洁化生产奠定基础。

据介绍，温州市制笔行业技术研究中心制定了未来几年的发展规划。一是通过学校的制笔专门人才的培养，为国内外制笔行业提供所需人才；二是通过国家重点研发计划项目课题的实施，实现行业关键技术的突破，借助产学研合作机制，凝练大成果；三是通过产业化推广，树立温州大学制笔品牌，增强温大制笔的国际影响力。 王兆伦表示：“我们希望通过大家的努力，突破制约中国制笔行业发展的瓶颈技术难题，实现行业产品质量的提升，为中国制笔强国梦做出贡献。”

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