硅被引入手表,但在過去的20年里,它被稱為手表行業(yè)最跨時代的創(chuàng)新。說到硅,必然會和雅典表聯(lián)系在一起。作為第一個將硅元素引入制表行業(yè)的品牌,2001年,雅典表首次使用硅元素制作機芯零件。這一技術(shù)創(chuàng)新對整個制表行業(yè)極具啟發(fā)性,為現(xiàn)代制表找到了理想的材料。今天,我們來談?wù)勓诺渥钜詾榘恋牟牧霞夹g(shù)。
硅到底是什么?
在介紹雅典的硅料技術(shù)之前,我們先來看看。什么是硅材料?硅是一種非常常見的元素。然而,它很少以單質(zhì)的形式出現(xiàn)在自然界中。它以復(fù)合硅酸鹽或二氧化硅的形式存在于巖石、礫石和塵埃中,在地殼中的含量非常高,僅次于氧。硅的用途也很廣泛,但用于一些高科技的航空航天、電子電氣領(lǐng)域,如半導(dǎo)體、晶體管、微處理器制造行業(yè),也可用于制作金屬陶瓷復(fù)合材料。硅零件雖然與金屬相似,但不具備后者的所有特性,尤其是硬度。
從特性來看,硅是機芯的完美材料。
在雅典和腕表領(lǐng)域,我們喜歡硅的原因是它的特性。我先把硅的特性放在這里,往下看我們會更清楚地看到硅的發(fā)展。硅零件最突出的特點是完全無磁,具有恒定的彈性,硅零件的接觸位置不需要任何潤滑。它們還質(zhì)輕,能有效提高能量利用率,避免金屬疲勞,對溫度的敏感性低,加工性和可塑性高。從以上特點來看,它們比傳統(tǒng)的金屬材料,包括后來的合金材料,更適合制作運動部件。
很長一段時間,機芯里的部件,比如游絲,擒縱輪,都是用鋼做的,后來又用合金做的。然而,只要傳統(tǒng)的機芯組件含有少量的鐵,它們就可能被磁化。對于腕表來說,擒縱齒輪系是心臟。一系列的齒輪系使發(fā)條盒的能量穩(wěn)定釋放并帶動指針轉(zhuǎn)動,所以這個系統(tǒng)的任何影響都直接反饋到腕表的精度上。
尤其對于游絲來說,這是一根很細的彈簧,很容易受到外界的影響。因此,硅的廣泛應(yīng)用可以看作是制表業(yè)向高抗磁性和高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)變的一個重要趨勢。畢竟電氣化的時代正在到來。即使我們在日常生活中佩戴手表,也很少接觸到能讓手表磁化的磁場水平,但還是要跟著發(fā)展。
羅爾夫施奈德先生和奧克林博士
雅典是如何將硅元素帶入制表業(yè)的?
在上個世紀,Nivarox合金實際上對瑞士鐘表行業(yè)形成了一定的壟斷。為了另辟蹊徑,各個品牌一直在尋找新的材料來替代它。20世紀末,時任雅典手表總裁的Rolf Schnyder先生聽說瑞士納沙泰爾大學(xué)附屬的瑞士電子與微技術(shù)公司(CSEM)在使用DRIE的深度反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)。開發(fā)了硅材料的用途后,故事表的朋友都熟悉了。百達翡麗、勞力士、斯沃琪集團和湯雅典都開始在投資研發(fā)硅。
Freak開創(chuàng)了鐘表領(lǐng)域的硅時代。
古怪的手表
領(lǐng)先他人一步的雅典,也在2001年率先推出了第一款由硅制成的異想天開的手表。無論是設(shè)計、機芯性能還是內(nèi)部硅部件的使用,都是開創(chuàng)性的。當時剛剛過了千年,當各家都在琢磨如何制作N 1復(fù)雜腕表的時候,它卻以這樣一款史無前例的腕表驚艷了整個制表界。
在這個古怪的想法中,它的雙向擒縱機構(gòu)是由硅制成的。奧克萊恩博士發(fā)明這個裝置的目的很明確。通過對稱設(shè)計相同的擒縱部件,可以解決同軸擒縱中擺輪與能量過度碰撞摩擦造成能量損失的問題,擒縱中的金屬部件也存在磨損的問題。改用硅后,無論是輕硬度還是高硬度,都不需要潤滑。或者防磁能力提高,也可以通過深反應(yīng)離子刻蝕進行高精度加工。形狀可以更復(fù)雜,比如齒輪齒數(shù)增加,更精細。
Sigatec制造的不同硅元件
管理家務(wù)
2006年,雅典宣布在硅材料研發(fā)方面獨立,并找到了紫外LIGA技術(shù)的開創(chuàng)者Mimotec,共同創(chuàng)立了Sigatec,專門從事硅元件的研發(fā)和微米級精度定制零件的生產(chǎn)。
木柴大小的硅制擒縱輪。
Sigatec的優(yōu)勢在于他們對硅材料技術(shù)的絕對成熟掌握,即深度反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)技術(shù)。有些表友會對光刻機和蝕刻機有一些誤解。他們總說雅典的硅料是光刻機做的,這個不全面。我們可以理解為蝕刻機和光刻機是兩個步驟。蝕刻機蝕刻硅片多余的部分,只留下你想要的,而光刻機蝕刻硅片上的圖形。
硅片的深度反應(yīng)離子刻蝕
在自己科技公司的支持下,雅典從未停止硅材料的研發(fā)和應(yīng)用。我再給你們舉幾個雅典在硅材料上創(chuàng)新的例子。
畸形鉆石心的夢想鉆石心
為了更好地闡明雅典的持續(xù)創(chuàng)新,我們將首先追溯到一年前Sigatec的成立。2005年,雅典推出了怪胎DIAMON DHEART手表,它用人造鉆石制作了鉆石游絲和鉆石擒縱輪。雖然雅典從來沒有說過鉆石游絲和擒縱機構(gòu)對后來的鉆石硅晶技術(shù)是否有任何啟發(fā)和關(guān)聯(lián),但我覺得這顆鉆石心更像是一個試用模型。雖然讓所有人都了解鉆石是一個很好的嘗試,但也很明顯,成本仍然不可控,這進一步加強了雅典的需要。
畸形鉆石手表
2007年,F(xiàn)REAK DIAMonSIL手表誕生,采用Diamondsil鉆石硅晶技術(shù)。硅和人造金剛石結(jié)合形成互補,就是讓硅材料錦上添花。這項技術(shù)在制造上也很好理解,就是相當于在硅制零件外面鍍了一層人造金剛石膜。有了這種薄膜,不僅提高了硅零件的硬度和平滑度,還克服了硅在加工過程中容易斷裂的問題。雖然現(xiàn)在越來越多的品牌在使用硅擒縱機構(gòu)和其他部件,但是唯一一個使用硅擒縱機構(gòu)和人造鉆石膜的是雅典。
2012年雅典自產(chǎn)機芯UN-118也使用了DIAMonSIL鉆石-硅水晶擒縱機構(gòu),真正實現(xiàn)了保質(zhì)保量的量產(chǎn)。這就像一輛概念車。各種高科技都很酷,但是把技術(shù)的量產(chǎn)分散化,普及化,卻很少見。雅典做到了。甚至可以說,即使比PP強,也只是通過“先進技術(shù)研究項目”。那一套5250、5350、5450、5550完成了硅材料的分步排列,而且和Gyromax硅擺輪一樣,不是針對常規(guī)手表,只針對高端限量生產(chǎn)。比如今年公開價200多元的百達翡麗1/10秒計時碼表。
UN118機芯的鉆石硅晶體擒縱機構(gòu)從橫截面輪廓顯示其外部鉆石膜。
目前雅典的航海系列手表和DIVER X手表都使用這種UN-118機芯,價格定位也不算太高??梢詮?萬元的硅機芯入手。雅典還推出了一個全新的UN-118機芯認證標準,命名為天文鐘性能證書,要求測試精度達到每天-2/6秒,甚至高于COSC天文臺的要求。
UN-250機芯磨床式自動上弦系統(tǒng)(賓爵攝)
2018年,UN-250運動,雅典繼續(xù)研發(fā)硅技術(shù),推出自動研磨機纏繞系統(tǒng)和超輕天平平衡輪。我們先來看自動磨床上發(fā)條。這項技術(shù)以硅作為創(chuàng)新的纏繞系統(tǒng),通過四個對稱的棘爪,可以靈敏地捕捉佩戴者的任何細微動作,并將其轉(zhuǎn)化為能量,效率是傳統(tǒng)纏繞結(jié)構(gòu)的兩倍。
UN-250運動研磨機型自動纏繞系統(tǒng)的透視圖
UN-250機芯的橫截面
之所以用硅代替金屬,是因為通過刻蝕技術(shù)可以更好的集成??梢钥闯錾霞€是很薄的,硅的使用也意味著減少了摩擦帶來的能量損失。因為我一開始就告訴你,硅幾乎沒有摩擦,不需要潤滑,實際上增強了動力傳輸,提高了防震性能。
FreakVision創(chuàng)意腕表珊瑚礁限量版(賓爵攝)
另一個亮點,超輕硅擺輪,擺脫了傳統(tǒng)的黃金調(diào)節(jié)砝碼,取而代之的是更輕的鎳配重塊,并增加了硅葉片來穩(wěn)定擺輪的擺動,有效提高了擺動的準確性。這種硅擺輪在freak X手表上也得到了普及,而且從視覺效果來看,這種大尺寸的硅擺輪會有輕快的跑步效果。
怪胎下一個手表
2019年,F(xiàn)reak NeXt手表采用彈性硅片技術(shù)作為錨式恒擺擒縱機構(gòu),而不是傳統(tǒng)的驅(qū)蚊游絲和寶石軸承。在超大硅擺輪上,用四層硅片鏈接32個微小的硅葉片,每個葉片只有16微米寬,而不是游絲,直接把擺頻提高到12 Hz,高擺頻儲能不降反升,還升了。其實有表友提到,它還突破了光照射下硅材料的制造技術(shù),只能做平面建模的限制。
畸形硅材料
今年雅典作品展,一艘集成了所有硅技術(shù)的星艦FREAK S亮相。采用金剛石硅單晶技術(shù)制作了傾斜式雙振蕩器和研磨式自動卷繞系統(tǒng)。我們以后也許能拍這張桌子??梢云诖敿毜慕榻B。
奇異系列怪胎X硅精細鑲嵌工藝
以硅為機芯部分后,雅典有了更顛覆性的設(shè)計,想到用硅做怪胎X盤,并結(jié)合了一種傳統(tǒng)的藝術(shù)工藝,鑲嵌精細。這種手工工藝在珠寶制作中有著非常悠久的歷史。在腕表上,有很多品牌保持傳統(tǒng)的藝術(shù)工藝,會使用木屑、麥秸等材料進行鑲嵌裝飾。雅典選擇使用硅芯片進行精細鑲嵌,這是古代技術(shù)和
硅材料真的有問題嗎?
硅雖然有不可比擬的優(yōu)點,但是有一個缺點,就是作為非金屬材料,確實存在脆性問題。但是,很久以前就有很多資料說,硅料在使用中斷裂、破碎。久而久之,我們發(fā)現(xiàn)這種新聞多少有點“散布謠言”的意思。硅確實存在脆性問題,但在多年的實際使用中,問題相當罕見。
UN-118機芯內(nèi)置鉆石硅晶擒縱叉
但目前硅料只能通過官方售后服務(wù)更換,第三方機構(gòu)無法維修保養(yǎng)。雅典對硅料也是有保障的,推出了10年質(zhì)保,最大程度上讓大家在使用時更放心。
畸形的UN-251運動
剛接觸手表的時候,看到這樣一個問題。硅材質(zhì)是否讓手表更好看?如果從今天來看這個問題,我會回答硅確實讓機械制表的發(fā)展從停滯狀態(tài)走向了新的方向。如果我們今天提到硅,那就不再是這樣了。Heyek Jr .曾在一次采訪中談到硅,它缺乏傳統(tǒng)制表的手工魅力,這讓許多制表師對它有點抵觸。相反,硅成為了大多數(shù)制表師在選擇手表時的硬性需求。
怪胎
2022年,硅材料專利技術(shù)即將到期。很多苦于防磁能力不足的手表品牌,必然會在硅材料上投入大量資金,但我想,時間久了,依然沒有一個手表品牌能撼動雅典在硅材料技術(shù)上的領(lǐng)先地位。畢竟從擺輪、游絲、擒縱輪、擒縱叉,到上弦系統(tǒng),連盤面都是全硅的。普及去中心化和量產(chǎn)真的沒那么容易。