Một vật nhỏ chưa đến 1mm từng khiến Trung Quốc 'mất ăn, mất ngủ' vì không chế tạo được: Nghiên cứu suốt 5 năm, tiêu tốn 60 triệu USD mới tự sản xuất thành công

Sản xuất mọi thứ từ iPhone, hàng không mẫu hạm, đường sắt cao tốc cho đến tàu vũ trụ, nhưng trong quá khứ, Trung Quốc từng rất đau đầu vì không sản xuất được viên bi đầu bút mà phải nhập khẩu từ nước ngoài.

"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."

Đó là những chia sẻ của Thủ tướng Trung Quốc Lý Khắc Cường khi nói về khả năng công nghiệp của Trung Quốc nhiều năm về trước. Trước năm 2017, 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 của công nghệ của đất nước tỷ dân.

Theo Chinadaily, vào thời điểm đó, có hơn 3.000 công ty sản xuất bút ở Trung Quốc, thế nhưng không có công ty nào có công nghệ cao cấp 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, đáp ứng khoảng 80% nhu cầu bút bi của toàn thế giới nhưng kiếm được chưa đến 0,1 NDT trên mỗi chiếc bút, mặc dù đã chi hàng triệu USD để nhập khẩu thép dùng để làm đầu bút, với giá 120.000 NDT (17.000 USD)/tấn.

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.com, nguyên nhân gốc rễ của sự "lạc hậu" nằm ở chỗ các nhà sản xuất không sẵn sàng đầu tư vào nghiên cứu và phát triển. Điều này 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 đạo văn tràn lan của các đối thủ cạnh tranh khác.

Trên thực tế, việc sản xuất một viên bi sắt xoay tròn có thể viết được một cách thoải mái trong thời gian dài không phải là điều đơn giản mà đòi hỏi kỹ thuật rất cao. Độ chính xác gia công là 1/1000 mm. Sai số không được phép vượt quá 0,003 mm. Nguyên liệu dùng để sản xuất viên bi này phải là loại đặc biệt - Tungsten carbide có độ cứng gấp đôi thép thường. Vì vậy, đây còn còn được mệnh danh là một trong những chi tiết khó làm ra nhất trên thế giới. 

Xu Jundao, giám đốc của Beifa Group, một trong những nhà sản xuất bút lớn nhất Trung Quốc cũng 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 và có những yêu cầu khắt khe trong từng khâu sản xuất.

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.

Theo đó, dự án này được giao cho TISCO - tập đoàn sản xuất thép nhà nước nhằm phát triển sản xuất đầu bút bi trong nước nhằm đưa ngành công nghiệp này lên chuỗi giá trị vào năm 2011. TISCO đã phải mất 5 năm và khoản đầu tư từ phía chính phủ lên tới 60 triệu NDT 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, nói 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".

Đối với Trung Quốc, thành tự này được xem là một "tiến bộ vượt bậc" 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. Đồng thời 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.