
硅被引入手表,但在過去的20年里,它被稱為手表行業最跨時代的創新。說到硅,必然會和雅典表聯系在一起。作為第一個將硅元素引入制表行業的品牌,2001年,雅典表首次使用硅元素制作機芯零件。這一技術創新對整個制表行業極具啟發性,為現代制表找到了理想的材料。今天,我們來談談雅典最引以為傲的材料技術。
硅到底是什么?
在介紹雅典的硅料技術之前,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,它很少以單質的形式出現在自然界中。它以復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、電子電氣領域,如半導體、晶體管、微處理器制造行業,也可用于制作金屬陶瓷復合材料。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條盒的能量穩定釋放并帶動指針轉動,所以這個系統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,硅的廣泛應用可以看作是制表業向高抗磁性和高穩定性轉變的一個重要趨勢。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的?
在上個世紀,Nivarox合金實際上對瑞士鐘表行業形成了一定的壟斷。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附屬的瑞士電子與微技術公司(CSEM)在使用DRIE的深度反應離子刻蝕技術。開發了硅材料的用途后,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硅。
Freak開創了鐘表領域的硅時代。
古怪的手表
領先他人一步的雅典,也在2001年率先推出了第一款由硅制成的異想天開的手表。無論是設計、機芯性能還是內部硅部件的使用,都是開創性的。當時剛剛過了千年,當各家都在琢磨如何制作N 1復雜腕表的時候,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,它的雙向擒縱機構是由硅制成的。奧克萊恩博士發明這個裝置的目的很明確。通過對稱設計相同的擒縱部件,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,也可以通過深反應離子刻蝕進行高精度加工。形狀可以更復雜,比如齒輪齒數增加,更精細。
Sigatec制造的不同硅元件
管理家務
2006年,雅典宣布在硅材料研發方面獨立,并找到了紫外LIGA技術的開創者Mimotec,共同創立了Sigatec,專門從事硅元件的研發和微米級精度定制零件的生產。
木柴大小的硅制擒縱輪。
Sigatec的優勢在于他們對硅材料技術的絕對成熟掌握,即深度反應離子刻蝕(DRIE)技術。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和應用。我再給你們舉幾個雅典在硅材料上創新的例子。
畸形鉆石心的夢想鉆石心
為了更好地闡明雅典的持續創新,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對后來的鉆石硅晶技術是否有任何啟發和關聯,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,FREAK DIAMonSIL手表誕生,采用Diamondsil鉆石硅晶技術。硅和人造金剛石結合形成互補,就是讓硅材料錦上添花。這項技術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。雖然現在越來越多的品牌在使用硅擒縱機構和其他部件,但是唯一一個使用硅擒縱機構和人造鉆石膜的是雅典。
2012年雅典自產機芯UN-118也使用了DIAMonSIL鉆石-硅水晶擒縱機構,真正實現了保質保量的量產。這就像一輛概念車。各種高科技都很酷,但是把技術的量產分散化,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,不是針對常規手表,只針對高端限量生產。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。可以從6萬元的硅機芯入手。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(賓爵攝)
2018年,UN-250運動,雅典繼續研發硅技術,推出自動研磨機纏繞系統和超輕天平平衡輪。我們先來看自動磨床上發條。這項技術以硅作為創新的纏繞系統,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,并將其轉化為能量,效率是傳統纏繞結構的兩倍。
UN-250運動研磨機型自動纏繞系統的透視圖
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可以更好的集成。可以看出上棘爪還是很薄的,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,擺脫了傳統的黃金調節砝碼,取而代之的是更輕的鎳配重塊,并增加了硅葉片來穩定擺輪的擺動,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,Freak NeXt手表采用彈性硅片技術作為錨式恒擺擒縱機構,而不是傳統的驅蚊游絲和寶石軸承。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,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的星艦FREAK S亮相。采用金剛石硅單晶技術制作了傾斜式雙振蕩器和研磨式自動卷繞系統。我們以后也許能拍這張桌子。可以期待詳細的介紹。
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計,想到用硅做怪胎X盤,并結合了一種傳統的藝術工藝,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的藝術工藝,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,這是古代技術和
硅材料真的有問題嗎?
硅雖然有不可比擬的優點,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,我們發現這種新聞多少有點“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機芯內置鉆石硅晶擒縱叉
但目前硅料只能通過官方售后服務更換,第三方機構無法維修保養。雅典對硅料也是有保障的,推出了10年質保,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展從停滯狀態走向了新的方向。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上的領先地位。畢竟從擺輪、游絲、擒縱輪、擒縱叉,到上弦系統,連盤面都是全硅的。普及去中心化和量產真的沒那么容易。