Innovision 2

雅典表:毋庸置疑的创新时计先驱

在 80 年代初期若果没有罗夫‧W‧史耐德的出现,没有人知道雅典表会变成什么样?石英危机之后,这个创立于1846年的传统品牌也迎来了一段艰难时期,同时也为我们的竞争对手带来严重影响。然而,一位有远见卓识的企业家在1983年收购了雅典表,预言品牌创新时代的来临,创意自那时起引领着雅典表勇往直前。1985年推出的《伽利略星盘腕表》、1988年的《哥白尼运行仪腕表》、1992年的《克卜勒腕表》、或是1996年的《Ludwig路德维格万年历腕表》至今仍然是一枚无与伦比的万年历腕表。这些作品都是钟表制作中的重要里程碑。

路德维格‧欧克林博士是这些作品和其他卓越时计背后的驱动力,令雅典表再一次重返缺席多年的顶级制表中心地位。21世纪初期,欧克林博士是首位使用一种只会应用在电子零件的材质,对之后这一材质的应用有着决定性的影响。这一崭新材质的应用不仅令《Freak奇想》陀飞轮在2001年推出时,即成为腕表革新的真正体现;其独具创新的“双向擒纵装置” (Dual Direct escapement) 令锚式擒纵叉和擒纵轮不需任何红宝石来减低摩损,也不需要再上油。能量会经由两个擒纵轮直接传送至摆轮,这两个擒纵轮表面非常光滑,是以硬度高且重量轻、拥有高弹性及完全耐磁的硅材质制成。换言之,这枚腕表预示着一个前所未有的机械制表新时代的到来。雅典表随后成为全球首家在所有机械腕表的核心组件中使用热处理(thermally stabilized) 硅材质的制表厂,其中也包括细小但极为重要的游丝。此举令雅典表成为机械腕表制作的硅材质先峰。


当然,雅典表并没有在传奇的《Freak 奇想》陀飞轮面世后而停止研究,相反,这挑战让研发团队感到特别振奋,继续发掘在机芯中使用钻石的优点。2005年推出的《Freak奇想》钻石心陀飞轮及其钻石零件,是首次采用人类已知最坚硬的材质制作而成,由于制作成本巨大,2年后于2007年,花费较低的《DIAMonSIL钻石硅晶体》陀飞轮问世。《DIAMonSIL钻石硅晶体》陀飞轮是在硅擒纵表面覆盖一层人造多晶钻石薄膜,就硬度而言,这种合成钻石绝不逊于纯钻石。

 

同年,雅典表的《InnoVision 1》再次引起轰动,腕表集合十个不同特征,使它在众多竞争对手中脱颖而出。数百年来,黄铜、精钢和人造红宝石在机械腕表机芯中发挥着重要作用。然而,雅典表证明这一系列的全新材质和生产技术应用在机械腕表制作上的时机来临了。选择光学微影技术 (Selective Photolithography Technology)在雅典表的创新发明中发挥着很大的作用,当中包含的“DRIE” 深层离子蚀刻技术 (Deep Reactive Ion Etching) 和 “LIGA” 深刻电铸模造技术 (德语Lithography, Electroplating and Molding首字母缩写),这是第一次将这两种技术合并为一,为机芯零件的设计提供了难以预计的可能性。这标志着雅典表走向新视野,展开漫长的时计之路。在2017年日内瓦国际高级钟表沙龙,在行政总裁何伯凯的支持下,《InnoVision 2》凭借其十个无可匹敌、引起轰动的创新发明,将为雅典表的发展写下重要里程碑。

 

 

InnoVision 2
雅典表研发团队的广泛专业知识毫无疑问的在《 InnoVision 2 》得以充分发挥。一方面,这在基本设计功能上可见,如自动上链装置、振荡器装置、擒纵装置和时间显示。另一方面,应用了新兴材质及先进的生产技术。总括而言,《InnoVision 2》汇集10项创新科技,必定成为雅典表有史以来首次参加2017年国际日内瓦高级钟表沙龙的话题之作。

创新1:

双向恒定摆动擒纵装置

(Dual Constant escapement)
擒纵装置在机械腕表中进行两个基本任务。

首先,它可以防止发条装置的动力不受限制地释放。第二,擒纵装置将规律的脉冲传送至摆动系统,以维持摆轮和游丝的摆动。2001年发布的“双向擒纵装置” (Dual Direct escapement),雅典表已经为效率设定新标准。在传统的瑞士擒纵装置中,大部份的能量都是供应给擒纵装置。此外,擒纵系统的脉冲力会随着主发条的力度递减而导致扭力减弱,“双向擒纵装置”也是如此。因此,这减低了摆轮的摆幅,因而对精准度造成负面影响。这正是“双向恒定摆动擒纵装置”可以有效抵消此负面影响。它是一个复杂的恒定动力擒纵装置,微弱的脉冲传送至摆轮和游丝永远相同,因为它们不是依赖主发条的张力,而是由一个复杂的硅结构附带锁定组件与硅质擒纵交互配合,这巧妙的装置正如 “双向擒纵装置” 一样经过精心设计。

双向恒定摆动擒纵装置的主要特点为富有弹性的硅制刀片,刀片起初会让摆轮每摆动半圈的装置预先绷紧,即是刀片会吸收大约 150 纳焦耳的能量,其中 60 纳焦耳会 快 速 释放,并在随后的摆动由静态转化为亚稳定状态时,高度准确地传送到 摆动系统。这一过程将一直持续直到腕表能量耗尽。抓住擒纵轮的阻塞控制杆 (Blocking Lever)经过特别设计,由具有弹性的刀片固定着,如此可以省却传统的轴承轴杆,优点是减少不必要的摩擦。逻辑上,虽然双向恒定摆动擒纵装置的专利仍在申请中,但已经在等时性上获得正面回响。制表师的意思是当摆轮每摆动半次,都会持续相同时间,不受摆轮的摆幅所影响。当然,这也代表此超卓非凡的腕表可享有无人可媲美的精准度。(已经获得2项专利,1项专利申请中)。

创新 2:

硅材质黏合

(Direct silicium bonding)
DRIE 深层离子蚀刻技术 (Deep Reactive Ion Etching) 是雅典表利用光学微影深层蚀刻过程,从单晶硅材质制作擒纵部件的名称。由于极度复杂的三维立体结构,生产过程需分为两个部分,然后必须将两部分连接在一起。这便需要利用──黏合过程 (Bonding),一个于1986年发明的工序。然而,雅典表却是首次运用黏合过程来制作相对较小的腕表零件。过程需要在华氏1800至2200度之间 (摄氏1000至1200度),高温下压缩无水的表层,过程中需加入氧气,形成密封的接合。与众不同的是这一过程,会生成出稳定的一氧化硅连接,由垂直表面的各个接触点,分散到其他各个方向,这样将原本是两件的组件合二为一(1项专利申请中)。

创新 3:

硅制摆轮金质部件微型稳定桨叶

(Silicon balance wheel with gold mass elements and stabilizing micro paddles)
任何人如果想度量时间流逝的长短,必须先将其分成相等的时段,然后精心翼翼地计算。无论是电子表或者机械表,其功用都是一样。在传统时计里,擒纵装置是负责这项工作:换言之,摆轮和游丝的摆动必须是一致的。

在《InnoVision 2》里,雅典表是以硅材质制作摆轮和游丝,由于这一材质具有宽泛而卓越的特性,密度比用来制作传统摆轮的铍青铜合金 (Glucydur) 低3.6 倍。此外,硅结构分布均匀,具有很强的稳定性,在相同体积分布的材质中易于传递,节省动力损耗。另外,硅材质有防磁、耐腐蚀、防震及弹力十足尽管其高硬度。

至于摆轮,对于工程师和制表师而言,摆轮必须精确地满足指定标准规格,其摆轮中心必须是最小的体积,且高惯性矩。

《InnoVision 2》的全新摆轮具备这两种明显矛盾的特点。那可能勉强被描述为主体的部分是一个仅重7毫克的细小对象。雅典表利用DRIE 深层离子蚀刻技术从硅芯片制作而成,再在其表面进行氧化处理,以产生所需的机械和温度的稳定性。此外,氧化过程会产生稍为圆滑的边缘,调校杆看似桨叶的不平常形状并不是巧合,可通过它消除表壳内的空气流动,使它能保持恒定摆动。另外更重要的是,其横向和垂直位置切换时所产生的不同摆幅会是相等的。最终,这意味着走时质量不会因其位置的不同而改变,这是通过摆轮和游丝在无需要额外能量下的摆动次数计算出来的。再观察齿轮装置的控制,以8 mg cm²移动,摆轮具备相当高的惯性矩。惯性矩可以透过外围细小的金质部件来作调校,从而调校精密时计的精准度。总括而言,摆轮的整体质量较传统制作的明显轻很多。这正是腕表制作应有的演变过程(1项专利申请中)。

创新4:

「磨床」式自动上链装置

(Grinder” )
大约在1770 年开始,腕表才有自动上链装置。这设计可以避免用钥匙去旋紧发条。自动上链在上世纪20年代面世,直到1932年,才有无限转动的单向自动盘的出现。

十年后,摆舵才可以双向旋转,将能量传送至发条盒。自此之后,工程师、技师和制表师长期集中寻求方法以优化自动上链装置的功能和效率,尤其是使自动盘的转动提供持续性优化的动力来源。部分传统设计在传输时显示有明显的摩擦损失和显著的低效率闲置状态。经过详细分析后,雅典表有足够理由彻底地重新设计《InnoVision 2》的自动上链装置。在自动能量产生链的起点,位于中心位置有一个轴承自动盘,下面有三个较细小的轴承,由两对丝状结构的叶形弹簧所操控,而固定在此结构的环,共有4个具弹性的棘轮。其细小、钩状的松开的一端与有角锯齿状的发条盒上方中央的上弦齿轮 (winding wheel) 相互切合。摆舵每摆动一圈,整个结构和环会随着摆动,从背面看,这四个棘轮其中一个或两个棘轮会沿顺时针方向推动上弦齿轮。

最后,需要一个精心设计两个阶段卫星减速齿轮 (two-stage satellite-reduction gear),这能够将相对快速但低能量动作的创新中心变换器 (excenter changer) 变换为慢速,因而提供更强劲的操作力,从而收紧中间的主发条。

“Grinder” 是创新的自动上链装置的名称,令人马上想起高性能帆船,这也正是雅典表与瑞典 Artemis 帆船赛队的紧密联结的因素。此自动上链系统象征高效率,在高速帆船掦帆启航也是优先考虑效率的,它甚至能够将最细小的动能变换为势能,让它于实际操作上不会产生闲置状态。如有需要,亦可以透过转动腕表的后底盖来旋紧主发条,如《Freak奇想》陀飞轮般的操作方法(已取得1项专利,1项专利申请中)。

创新 5:

蓝宝石水晶镀膜硅制中心轮桥板

(Sapphire-coated silicium center wheel bridge)
目前,硅材质应用在机械腕表机芯中的各种优点已经众所周知。早在2007年,雅典表成功的在硅制零件上覆盖一层合成纳米钻石晶体镀膜,证明了硅技术仍有改进空间。

钻石是最珍贵的原材料,也是现存原材料中硬度最高的,其摩氏硬度值为 10 或维氏硬度值10,600 。硬度仅次于钻石的是蓝宝石或钢玉,其摩氏硬度值为9或维氏硬度值2,200。这是雅典表与洛桑洛桑联邦理工学院(EPFL High School of Lausanne) 和Sigatec公司合作研发的一种新型的材料,制作方法是将一层蓝宝石薄芯片覆盖在硅材质之上,这方法已取得专利。在制作的过程中,当然要考虑到其涂层的厚度仅仅约一微米(μm),《InnoVision 2》其细长的中心轮桥板便以此材质组合制成。因此,整个零件具备更坚硬的表面及更高的机械稳定性(已取得1项专利)。

创新 6:

24K 硬金 (hard gold) 齿轮系齿轮

(24-Karat hard gold gear train wheels)

机械腕表机芯的传动齿轮通常以黄铜制成,但《InnoVision 2》则采用另一种材质。雅典表特别选用硬金 (hard gold) 制作这些零件,过去传统常用的黄铜计时齿轮系的传动齿轮与钢制小齿轮互相配合,但最终会产生磨擦力。如果利用黄金可以确保动力能够传送得更好,因此会有更高的效率。这对整个装置的能量损耗是有正面作用,最终也确保腕表的动力储存。这是要利用光学微影深刻电铸模造技术制作黄金传动齿轮,同时可以制作一个细致稳定的华美外观。

创新 7:

整合防震设计的玻璃摆轮桥板

(Glass balance wheel bridge with integrated shock protection)
现今,一个没有防震设计的机芯是不可行的。一个传统的避震系统设计,如因加百禄避震器 (Incabloc)是由5件微型部件组成,包括轴承、穴石、盖石和弹簧片。当机芯受到冲击时,轴心会在环形宝石内移动,弹簧片会将摆轮轴心推回环形宝石的中心位置,因此,摩擦力是必须要能被克服的。在《InnoVision 2》的创新系统却然,雅典表是以玻璃制作摆轮夹板和整个综合避震装置,此避震系统由一个具备弹力的悬浮摆轮轴心轴承、固定的螺旋弹簧片和一个高度限制的盖板所组成。由于采用了这种创新的单一结构 (monobloc)方法,当玻璃弹簧由变动回到其静止位置时,轴承便可以在没有被摩擦力减慢的情况下,返回原来的位置。除了弹性和韧度之外,玻璃具备非常好的抗摩擦特性。与2007年推出的《InnoVision 1》的硅材质摆轮桥板及避震装置相比,玻璃是完全透明,而且不会是乍看起来那般脆弱。雅典表凭着以往的玻璃实验累积的经验,在此领域已经拥有相关专业知识。

创新 8:

玻璃摆轮桥板 内含注满 Super LumiNova 荧光剂管道

(Super LumiNova filled channels integrated into the glass balance wheel bridge)
《InnoVision 2》的摆轮桥板 以透明玻璃制作而成,为工程师和材料科学家带来很多意想不到的可能性。在生产这零件时,他们可以在玻璃里面做出一条微细管道。由于在管道内注满Super LumiNova荧光剂,在夜间能显现出炫目的灯光效果,雅典表已经就此复杂工序申请专利。

创新 9:

瞩目的 1 – 11 13 – 23 时间显示

(Eye-catching 1 – 11 and 13 – 23 time display)
一天有 24 小时,通常会分为两个 12 小时时段。当需要展示正确时间的方法,有些腕表的指针会以24小时围绕其轴心旋转一次,或者是加入昼夜指示。就现今市场所提供的时间显示方式,雅典表在《InnoVision 2》采取了创新的方法。此时间显示会先以数字方式显示1至11小时,然后再显示13至23小时。数字可以通过适当形状的孔显示,方便读取,而对应的印刷环圈,是由大发条盒直接移动;相闗的装置在每次中午和午夜之间的切换,会需要15分钟。(在中午(AM)前,和下午(PM)后的小时会在显示窗以不同颜色呈现。) 雅典表已经为这非凡的时间显示申请专利。(1项专利申请中)。

创新 10 :

三维立体玻璃分针

(Three-dimensional glass minute hands)

坦白说,在一天当中,男士们和有些女士们看他们的腕表的次数多于照镜子。除了特别的数字时间显示以外,《InnoVision 2》配备一支市面上独一无二、无与伦比的分针。事实上,它是一支利用精密激光雷射切割而成的三维立体玻璃雕塑,通过这过程,分辨率可达至3到5微米之内。为了确保精细的玻璃不受剧烈冲击所损坏,它会放在一块精致的金属板上。

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