Món đồ động chạm vào "lòng tự ái" Trung Quốc, mất 5 năm kỳ công mới làm được: Rất quen thuộc với người Việt

Nghịch lý của sự giản đơn trong lòng bàn tay

Trong dòng chảy lịch sử văn minh nhân loại, hiếm có phát minh nào đạt được sự phổ quát tuyệt đối như chiếc bút bi, nhưng đồng thời lại gánh chịu sự thờ ơ to lớn đến vậy.

Chúng ta coi sự tồn tại của bút bi là điều hiển nhiên. Một chiếc bút bi vỏ nhựa có thể được mua với giá rẻ mạt, đôi khi chỉ tương đương một mớ rau hay một cốc trà đá vỉa hè, và thường bị vứt bỏ không thương tiếc ngay khi hết mực hoặc thất lạc đâu đó trong ngăn kéo bàn làm việc.

Tuy nhiên, đằng sau vẻ ngoài khiêm tốn và mức giá rẻ tiền ấy là một "kỳ quan" của kỹ thuật cơ khí chính xác, một thành tựu tổng hòa của vật lý chất lỏng, hóa học polymer và luyện kim hiện đại mà nhân loại đã phải mất gần một thế kỷ để hoàn thiện.

Nghịch lý của chiếc bút bi nằm ở chỗ: cấu tạo của nó trông có vẻ đơn giản đến mức nực cười, chỉ gồm một ống mực, một vỏ nhựa và một đầu kim loại. Nhưng để sản xuất ra chiếc đầu kim loại bé nhỏ ấy hoạt động trơn tru, thế giới đã từng chia tách thành những đẳng cấp công nghệ khác nhau.

Trong nhiều thập kỷ, chỉ có một "câu lạc bộ" độc quyền gồm 4 quốc gia nắm giữ được bí mật công nghệ để chế tạo đầu bút bi hoàn chỉnh, trong khi phần còn lại của thế giới - bao gồm cả những cường quốc sản xuất tàu vũ trụ hay bom nguyên tử - vẫn phải nhập khẩu chi tiết nhỏ bé chưa đầy 1mm này.

Điều gì làm nên sự khác biệt giữa một chiếc bút bi viết êm ru và một chiếc bút tắc mực, cào giấy? Câu trả lời nằm ở những chi tiết kỹ thuật có kích thước nhỏ hơn sợi tóc người, đòi hỏi độ chính xác ở cấp độ micron. Đây chính là rào cản kỹ thuật khiến thế giới trong một thời gian dài chỉ có vài quốc gia sản xuất được.

Vật liệu đầu bi: Từ thép đến Vonfram Cacbua

Trong những thập kỷ đầu, viên bi ở đầu bút được làm bằng thép. Tuy nhiên, thép vẫn có thể bị mài mòn hoặc biến dạng nhẹ sau quá trình ma sát liên tục với giấy (vốn có bề mặt nhám như giấy nhám mịn). Khi viên bi mất đi độ cầu hoàn hảo, cảm giác viết sẽ trở nên sần sùi và mực ra không đều.

Ngày nay, tiêu chuẩn cho các loại bút bi chất lượng cao là Tungsten Carbide (Vonfram Cacbua).

Đây là một hợp chất gốm-kim loại có độ cứng cực cao, chỉ đứng sau kim cương và cứng gấp đôi thép. Nó chịu được mài mòn tuyệt đối, đảm bảo viên bi giữ nguyên hình dạng cầu trong suốt vòng đời của cây bút (có thể viết dài tới 2-3km).

Các viên bi này được đúc từ bột kim loại, nung kết ở nhiệt độ cao, sau đó được mài bằng bột kim cương trong các máy chuyên dụng để đạt độ nhẵn và độ cầu gần như tuyệt đối.

Viên bi không tự dính vào bút; nó được giữ trong một hốc kim loại. Đây là chi tiết khó gia công nhất và là bí mật công nghệ của các cường quốc bút bi.

Cơ chế hoạt động dựa trên sự cân bằng tinh tế. Hốc phải ôm viên bi đủ chặt để nó không rơi ra ngoài. Hốc phải đủ lỏng để viên bi có thể xoay tròn tự do 360 độ.

Khoảng cách giữa viên bi và thành hốc chứa quyết định tất cả. Theo các tài liệu kỹ thuật chuyên ngành, khe hở này phải nằm trong khoảng 5 micron (0.005 mm). Nếu khe hở < 5 micron: Mực không chảy ra được, bút bị tắc. Nếu khe hở > 5 micron: Mực chảy quá nhiều gây rò rỉ, hoặc tệ hơn là viên bi rơi ra ngoài.

Để so sánh, sợi tóc người có đường kính khoảng 50-70 micron. Khe hở của đầu bút bi nhỏ hơn sợi tóc 10 lần.

Bên trong hốc chứa, người ta còn phải gia công các rãnh dẫn mực siêu nhỏ. Các rãnh này có nhiệm vụ dẫn mực từ ống chứa đi vòng qua viên bi. Độ chính xác gia công các rãnh này yêu cầu sai số không quá 1 micron (0.001 mm). Việc gia công các chi tiết phức tạp như vậy trên một đầu kim loại có đường kính tổng thể chỉ khoảng 2mm đòi hỏi máy móc có độ ổn định cực cao, không chịu ảnh hưởng của rung động hay giãn nở nhiệt.

Tại sao chỉ có 4 nước làm được?

Câu chuyện về bút bi trở nên ly kỳ khi chúng ta nhìn vào bản đồ sản xuất thế giới. Cho đến trước năm 2017, dù Trung Quốc sản xuất tới 38 tỷ chiếc bút bi mỗi năm (chiếm 80% thị phần thế giới), họ vẫn hoàn toàn bất lực trong việc tự sản xuất đầu bút bi chất lượng cao.

Thế giới trong một thời gian dài chỉ có 3 quốc gia thực sự nắm giữ trọn vẹn chuỗi công nghệ từ luyện kim đến gia công chính xác đầu bút bi, đó là Thụy Sĩ, Đức và Nhật Bản. Sau năm 2017, Trung Quốc mới chính thức gia nhập nhóm này, nâng con số lên thành 4.

Thụy Sĩ nổi tiếng với truyền thống đồng hồ và cơ khí chính xác. Các máy gia công đầu bút bi nổi tiếng nhất thế giới (như máy Mikron Multistar) đều xuất phát từ đây. Thụy Sĩ cung cấp các đầu bút thành phẩm với độ chính xác tuyệt đối cho các hãng bút trên toàn cầu.

Đức là cường quốc về kỹ thuật và hóa chất. Các công ty Đức như Schmidt Technology không chỉ làm đầu bút mà còn làm các bộ ruột bút trứ danh, cung cấp cho các thương hiệu bút sang trọng.

Với các tên tuổi như Pilot, Mitsubishi Pencil (Uni-ball), Ohto, Nhật Bản nổi tiếng với việc tự chủ hoàn toàn từ loại thép đặc biệt, công nghệ mực cho đến máy gia công. Họ đi đầu trong các loại bút bi mực gel và bút bi nét siêu nhỏ (0.28mm, 0.38mm) mà phương Tây ít sản xuất.

Dù là công xưởng thế giới, Trung Quốc từng phải nhập khẩu 90% đầu bút bi từ Nhật, Đức, Thụy Sĩ. Mỗi chiếc bút bi xuất xưởng, các doanh nghiệp Trung Quốc chỉ lãi khoảng 0.1 nhân dân tệ (khoảng 300 VNĐ), trong khi phần lớn lợi nhuận chảy vào túi các nhà cung cấp đầu bút nước ngoài.

Năm 2015, trên sóng truyền hình quốc gia, Thủ tướng Trung Quốc Lý Khắc Cường đã công khai than phiền về việc nền công nghiệp nước nhà có thể đưa tàu vũ trụ lên không gian nhưng không thể làm ra một chiếc bút bi viết trơn tru. Ông chỉ trích các đầu bút nội địa cho cảm giác "thô ráp" và kém xa hàng nhập khẩu. Lời nói này đã trở thành một mệnh lệnh chính trị, động chạm đến lòng tự ái quốc gia của các nhà sản xuất thép và cơ khí Trung Quốc.

Vấn đề không chỉ là máy móc, mà là vật liệu. Để gia công được các rãnh mực và hốc chứa siêu nhỏ với tốc độ hàng nghìn sản phẩm mỗi phút, loại thép sử dụng phải là "thép dễ cắt".

Loại thép này cần được pha trộn với các nguyên tố vi lượng (như Lưu huỳnh, Chì, Tellurium...) theo một tỷ lệ vàng để phoi thép khi cắt sẽ vụn ra dễ dàng thay vì dính vào dao cắt, đồng thời không được làm nứt vỡ chi tiết. Công thức pha chế thép này là bí mật thương mại tuyệt mật của Nhật Bản và Thụy Sĩ.

Tập đoàn Gang thép Thái Nguyên (TISCO) - một doanh nghiệp nhà nước khổng lồ của Trung Quốc - đã nhận nhiệm vụ này. Sau 5 năm nghiên cứu với chi phí hàng triệu USD và vô số lần thất bại, đến tháng 1/2017, TISCO tuyên bố thành công. Họ phát hiện ra rằng thay vì thêm các phụ gia dạng cục lớn, việc sử dụng các cấu trúc tuyến tính nhỏ hơn sẽ tạo ra tương tác hóa học tốt hơn, giúp thép vừa cứng vừa dễ cắt. Sự kiện này đánh dấu việc Trung Quốc chính thức phá vỡ thế độc quyền của 3 nước đi trước, trở thành quốc gia thứ 4 tự chủ được công nghệ đầu bút bi.

Ký ức bút bi Việt Nam

Tại Việt Nam, chiếc bút bi không chỉ là dụng cụ học tập, mà còn là một phần của ký ức tập thể về những năm tháng khó khăn và sự đổi mới.

Thế hệ 7X, 8X lớn lên trong thời bao cấp và những năm đầu Đổi Mới chắc chắn không thể quên hình ảnh những quầy "bơm mực bút bi" trên các vỉa hè Hà Nội hay Sài Gòn.

Thời đó, bút bi là tài sản quý. Những chiếc bút Bic hay bút Thái Lan nhập về được nâng niu như báu vật. Khi bút hết mực, thay vì vứt đi mua cái mới (một điều xa xỉ lúc bấy giờ), người dân sẽ mang ra hàng để bơm lại mực.

Sự khan hiếm bút bi thời đó chính là động lực cho sự ra đời của Tập đoàn Thiên Long. Năm 1981, ông Cổ Gia Thọ, khi đó là một người bán bút dạo, đã quyết định tự sản xuất bút bi "Make in Vietnam". Khởi nghiệp từ một xưởng nhỏ tại Quận 6 (TP.HCM) với vỏn vẹn vài chỉ vàng vốn liếng, ông Thọ đã tạo ra những chiếc bút bi đầu tiên mang mã hiệu TL-08.

Trong bối cảnh người tiêu dùng sính ngoại (chuộng hàng Thái), ông Thọ đã phải tự mình chở bút đi chào hàng tại các chợ đầu mối lớn như Bình Tây, Kim Biên. Bằng chiến lược "lấy công làm lãi", chất lượng ổn định và giá thành rẻ, bút bi Thiên Long dần đánh bật thói quen bơm mực. Chiếc bút bi nắp xanh, vỏ trắng đơn giản đã trở thành "bút quốc dân", hiện diện trong cặp sách của hàng triệu học sinh Việt Nam qua nhiều thế hệ.

Ngày nay, Thiên Long không chỉ thống lĩnh thị trường trong nước mà còn xuất khẩu đi 67 quốc gia, đứng thứ 17 trong các đối tác thương mại văn phòng phẩm toàn cầu. Dù Việt Nam có thể chưa nằm trong nhóm 4 nước nắm giữ công nghệ luyện kim lõi cho đầu bút, nhưng khả năng làm chủ dây chuyền lắp ráp, khuôn mẫu và mực in của các doanh nghiệp Việt đã đưa Việt Nam trở thành một mắt xích quan trọng trong chuỗi cung ứng bút viết thế giới.