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客製化原子筆書寫時使用的原理是讓位於筆尖的走珠將筆內的油墨帶出與紙張接觸形成字跡，而整隻原子筆最重要也是技術含量最高的零部件便是這走珠以及配合乘載走珠的球座體。走珠一般由黃銅、不鏽鋼或是碳化鎢所製成，而配合搭載走珠的球座體製造技術卻是更加複雜，球座體的生產設備和原料，掌握在瑞士、日本、中國等國家手中。
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材質
製造筆尖時鋼材是重要的影響因素之一，煉鋼時必須使用到許多微量元素，元素使用的比例需要調配到最佳比例，才能煉製出來符合標準的鋼材品質。
在切削、塑形技術上，客製化筆的球座體的重要部份，例如圓錐口，加工尺寸精度誤差約在二微米，表面粗糙誤差也要求在0.4微米，在筆頭最頂端的地方，厚度僅約0.3至0.4毫米。極高的加工技術要求精度，因此需要極高的性能要求的不鏽鋼原材料，需要容易切削，在加工時也不能有裂痕。
加工
客製原子筆頭的生產加工對於製造加工技術的精細度、特殊要求的高性能不銹鋼金屬原材的品質上都有極高的標準，除了每個客製筆的球座體當中都有五條導流客製化原子筆油墨的溝槽，並且筆尖的開口厚度還必須小於0.1mm，任何細小的偏差都會影響客製化筆頭的書寫流暢度和使用壽命，且需要考慮到客製化原子筆書寫角度和壓力，走珠與球座體、墨水溝槽位必須搭配得精準無比，生產加工誤差不能超過0.003mm。
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直徑僅2.3mm的球座體雖然很小，但需要的技術卻非常複雜，既要和走珠完全貼合，需要書寫流暢，且不能漏墨。舉例來說：一家瑞士企業的筆頭生產線上，生產製造一個不起眼的原子筆頭便需要多達二十幾道工序，筆頭裡面五條導流客製化原子筆的油墨的溝槽，加工要求精度需要達到千分之一毫米的高精度，可見對鋼材及製造技術的要求非常嚴苛。
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客製化原子筆的墨水研製需要化工產業支援，生產設備涉及機械設計製造能力，特殊鋼材取決於國家鋼鐵產業的整體水準，因此客製化原子筆頭的生產製造可以說是整個國家製造技術的縮影。
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