毋庸置疑的創新時計先驅-雅典表InnoVision 2

    2017-3-6 14:30

      雅典表研發團隊的廣泛專業知識毫無疑問的在《InnoVision2》得以充分發揮。一方面,這在基本設計功能上可見,如自動上鏈裝置、振蕩器裝置、擒縱裝置和時間顯示。另一方面,應用了新興材質及先進的生產技術。總括而言,《InnoVision2》匯集10項創新科技,必定成為雅典表有史以來首次參加2017年國際日內瓦高級鐘表沙龍的話題之作。

      創新1:

      雙向恒定擺動擒縱裝置

      (DualConstantescapement)

      雅典表Innovision2

      擒縱裝置在機械腕表中進行兩個基本任務。

      首先,它可以防止發條裝置的動力不受限制地釋放。第二,擒縱裝置將規律的脈沖傳送至擺動系統,以維持擺輪和游絲的擺動。2001年發布的“雙向擒縱裝置”(DualDirectescapement),雅典表已經為效率設定新標準。在傳統的瑞士擒縱裝置中,大部份的能量都是供應給擒縱裝置。此外,擒縱系統的脈沖力會隨著主發條的力度遞減而導致扭力減弱,“雙向擒縱裝置”也是如此。因此,這減低了擺輪的擺幅,因而對精準度造成負面影響。這正是“雙向恒定擺動擒縱裝置”可以有效抵消此負面影響。它是一個復雜的恒定動力擒縱裝置,微弱的脈沖傳送至擺輪和游絲永遠相同,因為它們不是依賴主發條的張力,而是由一個復雜的硅結構附帶鎖定組件與硅質擒縱交互配合,這巧妙的裝置正如“雙向擒縱裝置”一樣經過精心設計。

      雙向恒定擺動擒縱裝置的主要特點為富有彈性的硅制刀片,刀片起初會讓擺輪每擺動半圈的裝置預先繃緊,即是刀片會吸收大約150納焦耳的能量,其中60納焦耳會快速釋放,并在隨后的擺動由靜態轉化為亞穩定狀態時,高度準確地傳送到擺動系統。這一過程將一直持續直到腕表能量耗盡。抓住擒縱輪的阻塞控制桿(BlockingLever)經過特別設計,由具有彈性的刀片固定著,如此可以省卻傳統的軸承軸桿,優點是減少不必要的摩擦。邏輯上,雖然雙向恒定擺動擒縱裝置的專利仍在申請中,但已經在等時性上獲得正面回響。制表師的意思是當擺輪每擺動半次,都會持續相同時間,不受擺輪的擺幅所影響。當然,這也代表此超卓非凡的腕表可享有無人可媲美的精準度。(已經獲得2項專利,1項專利申請中)。

      創新2:

      硅材質黏合

      (Directsiliciumbonding)

      雅典表Innovision2

      DRIE深層離子蝕刻技術(DeepReactiveIonEtching)是雅典表利用光學微影深層蝕刻過程,從單晶硅材質制作擒縱部件的名稱。由于極度復雜的三維立體結構,生產過程需分為兩個部分,然后必須將兩部分連接在一起。這便需要利用──黏合過程(Bonding),一個于1986年發明的工序。然而,雅典表卻是首次運用黏合過程來制作相對較小的腕表零件。過程需要在華氏1800至2200度之間(攝氏1000至1200度),高溫下壓縮無水的表層,過程中需加入氧氣,形成密封的接合。與眾不同的是這一過程,會生成出穩定的一氧化硅連接,由垂直表面的各個接觸點,分散到其他各個方向,這樣將原本是兩件的組件合二為一(1項專利申請中)。

      創新3:

      硅制擺輪附設黃金塊組件及穩定的微細槳葉

      (Siliconbalancewheelwithgoldmasselementsandstabilizingmicropaddles)

      雅典表Innovision2任何人如果想度量時間流逝的長短,必須先將其分成相等的時段,然后精心翼翼地計算。無論是電子表或者機械表,其功用都是一樣。在傳統時計里,擒縱裝置是負責這項工作:換言之,擺輪和游絲的擺動必須是一致的。

      在《InnoVision2》里,雅典表是以硅材質制作擺輪和游絲,由于這一材質具有寬泛而卓越的特性,密度比用來制作傳統擺輪的鈹青銅合金(Glucydur)低3.6倍。此外,硅結構分布均勻,具有很強的穩定性,在相同體積分布的材質中易于傳遞,節省動力損耗。另外,硅材質有防磁、耐腐蝕、防震及彈力十足盡管其高硬度。

      至于擺輪,對于工程師和制表師而言,擺輪必須精確地滿足指定標準規格,其擺輪中心必須是最小的體積,且高慣性矩。

      《InnoVision2》的全新擺輪具備這兩種明顯矛盾的特點。那可能勉強被描述為主體的部分是一個僅重7毫克的細小對象。雅典表利用DRIE深層離子蝕刻技術從硅芯片制作而成,再在其表面進行氧化處理,以產生所需的機械和溫度的穩定性。此外,氧化過程會產生稍為圓滑的邊緣,調校桿看似槳葉的不平常形狀并不是巧合,可通過它消除表殼內的空氣流動,使它能保持恒定擺動。另外更重要的是,其橫向和垂直位置切換時所產生的不同擺幅會是相等的。最終,這意味著走時質量不會因其位置的不同而改變,這是通過擺輪和游絲在無需要額外能量下的擺動次數計算出來的。再觀察齒輪裝置的控制,以8mgcm2移動,擺輪具備相當高的慣性矩。慣性矩可以透過外圍細小的黃金塊組件來作調校,從而調校精密時計的精準度??偫ǘ?,擺輪的整體質量較傳統制作的明顯輕很多。這正是腕表制作應有的演變過程(1項專利申請中)。

      創新4:

      “Grinder”自動上鏈裝置

      雅典表Innovision2

      大約在1770年開始,腕表才有自動上鏈裝置。這設計可以避免用鑰匙去旋緊發條。自動上鏈在上世紀20年代面世,直到1932年,才有無限轉動的單向自動盤的出現。

      十年后,擺舵才可以雙向旋轉,將能量傳送至發條盒。自此之后,工程師、技師和制表師長期集中尋求方法以優化自動上鏈裝置的功能和效率,尤其是使自動盤的轉動提供持續性優化的動力來源。部分傳統設計在傳輸時顯示有明顯的摩擦損失和顯著的低效率閑置狀態。經過詳細分析后,雅典表有足夠理由徹底地重新設計《InnoVision2》的自動上鏈裝置。在自動能量產生鏈的起點,位于中心位置有一個軸承自動盤,下面有三個較細小的軸承,由兩對絲狀結構的葉形彈簧所操控,而固定在此結構的環,共有4個具彈性的棘輪。其細小、鉤狀的松開的一端與有角鋸齒狀的發條盒上方中央的上弦齒輪(windingwheel)相互切合。擺舵每擺動一圈,整個結構和環會隨著擺動,從背面看,這四個棘輪其中一個或兩個棘輪會沿順時針方向推動上弦齒輪。

      最后,需要一個精心設計兩個階段衛星減速齒輪(two-stagesatellite-reductiongear),這能夠將相對快速但低能量動作的創新中心變換器(excenterchanger)變換為慢速,因而提供更強勁的操作力,從而收緊中間的主發條。

      “Grinder”是創新的自動上鏈裝置的名稱,令人馬上想起高性能帆船,這也正是雅典表與瑞典Artemis帆船賽隊的緊密聯結的因素。此自動上鏈系統象征高效率,在高速帆船掦帆啟航也是優先考慮效率的,它甚至能夠將最細小的動能變換為勢能,讓它于實際操作上不會產生閑置狀態。如有需要,亦可以透過轉動腕表的后底蓋來旋緊主發條,如《Freak奇想》陀飛輪般的操作方法(已取得1項專利,1項專利申請中)。

      創新5:

      藍寶石水晶覆蓋硅材質中心輪橋板

      (Sapphire-coatedsiliciumcenterwheelbridge)

      雅典表Innovision2

      目前,硅材質應用在機械腕表機芯中的各種優點已經眾所周知。早在2007年,雅典表成功的在硅制零件上覆蓋一層合成納米鉆石晶體薄膜,證明了硅技術仍有改進空間。

      鉆石是最珍貴的原材料,也是現存原材料中硬度最高的,其摩氏硬度值為10或維氏硬度值10,600。硬度僅次于鉆石的是藍寶石或鋼玉,其摩氏硬度值為9或維氏硬度值2,200。這是雅典表與洛桑EPFL學院和Sigatec合作研發的一種新型的材料,制作方法是將一層藍寶石薄芯片覆蓋在硅材質之上,這方法已取得專利。在制作的過程中,當然要考慮到其涂層的厚度僅僅約一微米(μm),《InnoVision2》其細長的中心輪橋板便以此材質組合制成。因此,整個零件具備更堅硬的表面及更高的機械穩定性(已取得1項專利)。

      創新6:

      24K硬金(hardgold)齒輪系齒輪

      (24-Karathardgoldgeartrainwheels)

      雅典表Innovision2

      機械腕表機芯的傳動齒輪通常以黃銅制成,但《InnoVision2》則采用另一種材質。雅典表特別選用硬金(hardgold)制作這些零件,過去傳統常用的黃銅計時齒輪系的傳動齒輪與鋼制小齒輪互相配合,但最終會產生磨擦力。如果利用黃金可以確保動力能夠傳送得更好,因此會有更高的效率。這對整個裝置的能量損耗是有正面作用,最終也確保腕表的動力儲存。這是要利用光學微影深刻電鑄模造技術制作黃金傳動齒輪,同時可以制作一個細致穩定的華美外觀。

      創新7:

      附有綜合避震裝置的玻璃擺輪橋板

      (Glassbalancewheelbridgewithintegratedshockprotection)

      雅典表Innovision2

      現今,一個沒有避震裝置的機芯是不可行的。一個傳統的避震系統設計,如因加百祿避震器(Incabloc)是由5件微型部件組成,包括軸承、穴石、蓋石和彈簧片。當機芯受到沖擊時,軸心會在環形寶石內移動,彈簧片會將擺輪軸心推回環形寶石的中心位置,因此,摩擦力是必須要能被克服的。在《InnoVision2》的創新系統卻然,雅典表是以玻璃制作擺輪夾板和整個綜合避震裝置,此避震系統由一個具備彈力的懸浮擺輪軸心軸承、固定的螺旋彈簧片和一個高度限制的蓋板所組成。由于采用了這種創新的單一結構(monobloc)方法,當玻璃彈簧由變動回到其靜止位置時,軸承便可以在沒有被摩擦力減慢的情況下,返回原來的位置。除了彈性和力度之外,玻璃具備非常好的抗摩擦特性。與2007年推出的《InnoVision1》的硅材質擺輪橋板及避震裝置相比,玻璃是完全透明,而且不會是乍看起來那般脆弱。雅典表憑著以往的玻璃實驗累積的經驗,在此領域已經擁有相關專業知識。

      創新8:

      玻璃擺輪橋板內含注滿Super-LumiNova熒光劑管道

      (SuperLumiNovafilledchannelsintegratedintotheglassbalancewheelbridge)

      雅典表Innovision2

      《InnoVision2》的擺輪橋板以透明玻璃制作而成,為工程師和材料科學家帶來很多意想不到的可能性。在生產這零件時,他們可以在玻璃里面做出一條微細管道。由于在管道內注滿Super-LumiNova熒光劑,在夜間能顯現出炫目的燈光效果,雅典表已經就此復雜工序申請專利。

      創新9:

      奪目耀眼的1–11及13–23時間顯示

      (Eye-catching1–11and13–23timedisplay)

      一天有24小時,通常會分為兩個12小時時段。當需要展示正確時間的方法,有些腕表的指針會以24小時圍繞其軸心旋轉一次,或者是加入晝夜指示。就現今市場所提供的時間顯示方式,雅典表在《InnoVision2》采取了創新的方法。此時間顯示會先以數字方式顯示1至11小時,然后再顯示13至23小時。數字可以通過適當形狀的孔顯示,方便讀取,而對應的印刷環圈,是由大發條盒直接移動;相闗的裝置在每次中午和午夜之間的切換,會需要15分鐘。(在中午(AM)前,和下午(PM)后的小時會在顯示窗以不同顏色呈現。)雅典表已經為這非凡的時間顯示申請專利。(1項專利申請中)。

      創新10:

      三維立體玻璃分針

      (Three-dimensionalglassminutehands)坦白說,在一天當中,男士們和有些女士們看他們的腕表的次數多于照鏡子。除了特別的數字時間顯示以外,《InnoVision2》配備一支市面上獨一無二、無與倫比的分針。事實上,它是一支利用精密激光雷射切割而成的三維立體玻璃雕塑,通過這過程,分辨率可達至3到5微米之內。為了確保精細的玻璃不受劇烈沖擊所損壞,它會放在一塊精致的金屬板上。
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