一個基礎的發明:「Spiromax®」擺輪遊絲

A fundamental innovation: the 「Spiromax®」 balance spring

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3月 2006

一年前,Patek Philippe百達翡麗在『百達翡麗高級研究』的項目里,通過一個叫做『選擇性照相平板術』的過程,創造出了一個新穎的矽質擒縱齒輪。這項已經被醫學和航空業採用的深層蝕刻過程,更技術的名稱是『深反應離子蝕刻』(DRIE)。這個過程的重要優勢是,每個手錶都很類似 – 一種集體克隆,如果可以這樣稱呼 – 因而不必單獨加工每個齒輪。結果能產出有著完美平滑垂直表面的高度微測精準。

這個日內瓦品牌現在使用同一基本過程來創造新的「Spiromax®」擺輪遊絲。此項新技術的開發是與瑞士手錶工業的幾個主要成員(斯沃琪集團和勞力士等),還有瑞士手錶研究協會ASRH,洛桑的瑞士聯邦理工學院(EPFL),以及Jura地區的數家大學和研究實驗室聯合進行的。

基礎研究雖然是集體合作行爲,「Spiromax®」的特殊幾何學已經受到專利保護,並獨家屬於百達翡麗。 這項創新的基本問題和主要優勢是什麼呢?

改進等時性

使用「Spiromax®」的基本原因是改進手錶的等時性。『等時性』,即影響手錶運作的調節機關振動的規則。

至於經典擺輪遊絲,等時性會受到不同因素的干擾,尤其是擺輪遊絲收縮和擴展的不對稱,溫度變化造成伸縮性的差異,磁場的影響,離心力和重力,以及擺輪遊絲連接兩處的熱量和機械變化。

計時歷史上的幾個關鍵的進步,尤其是彌補了寶璣擺輪遊絲的菲利普曲線和能夠補償溫度變化的合金Invar的發明,促成了等時性的改良。

百達翡麗的基本創新在於這款矽擺輪遊絲的特殊幾何。除了「Spiromax®」發條質量和性能始終如一的事實以外,它們的幾何結構不受常溫,機芯位置,或者任何可能的磁場干擾,能夠提供完美的等時振動。

雖然無須過多討論這項特殊幾何結構的複雜細節,我們仍需提到數點。不象普通擺輪遊絲那樣,「Spiromax®」遊絲不能以菲利普曲線完結。相反,專門設計了一種外端較厚的特殊終端曲線(普通合金無法達到),促使遊絲保持同心擴張和收縮。

這項特殊幾何學的第二個重要的優勢是,沒有菲利普曲線,「Spiromax®」遊絲比普通擺輪遊絲薄三倍(0.12毫米相比0.40毫米)。這本身爲構造新一代超薄機芯打開了一條捷徑。

其它的優點之一是,「Spiromax®」的附件,擺輪軸和擺輪遊絲螺栓,都與裝置設計融爲一體,而不是以電焊、鑲嵌或其它步驟鏈接。這種一體化保證百達翡麗「Spiromax®」兩端的最佳位置。

比較擺輪遊絲

如果我們將今天使用的多個擺輪遊絲比較,我們會觀察到,不象普通遊絲那樣,由於使用以矽爲基礎的材料,

「Spiromax®」沒有磁性,一體化附件的幾何結構決定遊絲活躍的長度。結果是內在的等時性不需要微調,考慮到該項 普通運作的微妙程度,這是一項巨大的改進。「Spiromax®」也更加抗震,而傳統擺輪遊絲如果受到1000G以上的震盪,就會變形。新遊絲的重量還比普通遊絲輕(每立方厘米2.37克相比8克),它特別扁平的構造比傳統擺輪遊絲薄很多。

「Spiromax®」是制表最傳統和古典的領域爲了獲得最大精準和可靠性而保證持續研究的一項顯著成果。畢竟,這些正是制表科學和藝術的兩個主要目標。

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