学校：乐清市南华寄宿学校
作者：陈思橦、赵章杰
一、探究起源
使用替换笔芯，避免了旧笔杆被闲置浪费，是节约资源的好办法。
但在实际操作中，却出现了意外状况。当把新购的笔芯放入旧笔杆后，刚一开始动笔，笔芯便陷了进去。仔细查看后才发觉，原来是新笔芯的长度过短。
就想，有没有一种笔芯可以伸缩，能满足大多数长度的笔杆呢？
二、探究过程
常用中性笔有按动式和盖帽式两种，长度从10cm到13cm不等，要适用于大多数长度的笔杆，则笔芯不宜过长，还需要有调节装置，使其能被固定。
根据上面的思考，我们做了如下探究：
（一）生活中调查
先从同学们的笔入手，看看笔芯是如何被固定的，又有怎样的设计优点。
经过整理，我们选出“典型代表”进行归纳：
我们发现：市面上的笔芯虽然种类繁多，提供了丰富的选择，但不同品牌和规格的笔芯，可能存在长度和直径的适配问题，导致无法在某些笔壳中正常使用。我们想到可以去除笔尖上的一圈卡口，避免堵住主体管口，解决笔帽过短导致无法固定的问题。如果笔芯能伸长，尾部刚好顶住主体管的末尾，就能起到良好的固定作用。
怎样的设计，既能实现长度的变化，又能保障使用质量，不会一用力写字就变形呢？
带着这个问题，我们进行网络搜索，调查整理他人同类研究的情况，寻求更优的可伸缩笔芯设计。
（二）网络搜索
我们分别从数据库和购物平台，进行全面查找。
经老师指导，我们在“万方数据资源系统”中检索关键字“伸缩笔芯”，得到专利项目1094条。基本措施是在笔芯上端插装螺栓、装伸缩头、用紧固螺栓固定延长部分等方法，解决了笔芯长度不可调的问题。
但还是存在缺点：笔一般长度从10cm到13cm不等，笔芯可伸长部分达3厘米，能增加适用的笔壳范围，但伸缩部分增加了组件，仅起到伸长作用，势必造成另一种形式的资源浪费。
为此，我们提出来一种卡槽式双头伸缩笔芯，组合两只短笔芯，中间采用卡槽与笔芯的一体化设计，减少了组件数量，既满足笔芯总体长度可调，又实现笔芯利用率的最大化，节约了资源。
（三）笔芯的设计
两只短笔芯使用不同的颜色组合，更能满足人们“一笔多用”的学习或工作需求。
1.绘制设计图
有了进一步的设想，我们开始着手绘制设计图。
卡槽的间距多少比较合适？完全伸长后还能否有支撑力，不易变形也是个问题。
我们决定动手制作双头笔芯模型试试。
2.制作笔芯模型
笔芯完全伸长长度为13cm。为了不浪费材料，我们用吸管研究伸缩装置，再用旧笔芯制作模型，看看我们的设想是否可行。
经过尝试我们发现在套管笔芯口作收口设计，可以增加两根笔芯的紧密度，增强了笔芯完全伸长后的稳定性。
3.测试笔芯模型
伸缩演示
可调节伸缩装置
我们从笔芯伸缩便捷程度和伸缩后使用性能两个方面进行实验测试，发现卡槽式双头伸缩笔芯能实现调控总笔芯长度的作用，并且伸长后书写不易缩进、偏移。但缩进时出现了沿中央轨道向内推，用力过大导致笔芯接触到另一支笔芯油墨的问题，需要进一步改进。
三、继续研究的方向
接下我们将从材料精简、笔尖可持续、缩进卡位固定等方面继续开展试验，优化笔芯的性能。