百達翡麗推出世界首枚採用「矽製擒縱齒輪」機芯的腕錶:Annular Calendar Ref.5250

Watchbus 寫著 "在今年 (2005) 的巴賽爾世界鐘錶珠寶展上,百達翡麗在其旗下的Annular Calendar系列發表了一款限量100只的新款手錶 Ref.5250。看似無奇的錶款其實隱含著震憾性的創新技術,它配備著世上第一個「矽製擒縱齒輪」Silicon Escape Wheel,不但代表了 Patek Philippe 解決了一個世紀的製錶難題,也顛覆了以往「創新精神與世代承襲的製錶傳統互為排斥」的過時觀念。

幾個世紀以來,鐘錶發展走在技術進程的尖端,是科學、經濟、工業,甚至整個人類的發展貢獻中不可或缺的推動力。多個重要的里程碑,諸如機械測時學、便攜式時計、在風高浪急的海上仍能準確導航的鐘錶儀(克服經度問題)、電子計時器、原子鐘等,都對人類文明帶來巨大衝擊。今天,設於日內瓦的百達翡麗工作坊為世界呈獻一項創新技術,其重要性現時絕對無法全面估量:一種用矽材料製造的擒縱齒輪,勢將為機械鐘錶帶來徹底突破。這種擒縱齒輪不僅質輕、堅硬、具有抗磁性和高抗腐蝕性能,造形較任何鋼製齒輪更為完美。最令人讚嘆的是,嚙合面不再需要潤滑處理。矽製擒縱齒輪將挾著「百達翡麗先進研究」PPAR (Patek Philippe Advanced Research) 概念的美名,首次在錶壇亮相,而百達翡麗更採限量生產配備這種新零件腕錶的策略,讓少數鍾情蘊含技術特色的時計的鑑賞家和收藏家,有機會率先體會這項具劃時代的創新製錶技術。More…


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Annular Calendar Ref.5250


給我完美的潤滑油,我就能給你完美的機芯

二百多年前,製錶大師寶璣就曾抱怨說:「給我完美的潤滑油,我就能給你完美的機芯。」惟兩個世紀過去,雖然科學家在研發新潤滑油方面取得很大的進展,有機油被礦物油取代,但我們仍然未找到完美的潤滑油。正是基於這原因,百達翡麗決定改變研究方向,致力為某些部件找尋完全不須潤滑的解決方案。直至目前為止,在正常和苛刻操作條件下進行的測試顯示,當採用矽製擒縱齒輪時,齒輪的接觸表面,以至紅寶石擒縱叉的所有表面都能夠保持鏡子般平滑。這全賴矽的出色物理性能、硬度、表面性質、低密度,以及與紅寶石接觸時的極佳摩擦系數所致。配備無須潤滑的矽製擒縱齒輪的機芯,其性能表現與傳統需要潤滑的機芯完全相同。結果清楚顯示,矽製擒縱齒輪對機械機芯的長期性能穩定性和可靠性有顯著的影響

百達翡麗秉承一百六十年優良傳統和不懈創新的精神

這樣的研究成果驗證了自 1839 年創立以來,百達翡麗一直擁抱「創新與傳統兼容」的座右銘。這家譽滿全球的日內瓦製錶商,時刻堅持研發新裝置、技術和生產工序,更時刻不懈探尋新材料、應用基礎研究的成果、優化既有的技術方案,同時不斷追求新意念和新目標。正是憑著這種持續創新的精神,使百達翡麗成為機械製錶的翹楚,能於一百六十多年來穩抱美譽,屹立不倒。百達翡麗在拍賣場上亦享負盛名,權威地位無出其右。在製錶業內企業合併頻仍的風潮下,百達翡麗的財政和技術獨立性不曾受到影響。自 1839 年以來,公司內部人員在研發技術和科學發明方面不斷努力,為百達翡麗贏得七十項專利,其中二十項更對製錶歷史有著最深遠的影響。如果我們回顧一下百達翡麗悠久的製錶歷史,很容易可以發現很多至今依舊十分重要的專利革新項目,包括:


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Silicon Escape Wheel


(1) 1854 及 1860 年:無匙上弦腕錶;世上首批無須獨立鑰匙上弦和調校指針的腕錶,正是由百達翡麗率先製造。專利編號 1317 及 46981。

(2) 1949 至 1951 年:Gyromax 襬輪,無須傳統的指標調節器亦能準確調校腕錶日常襬動頻率 (專利編號 231 431 及 280 067)

(3) 1953 至 1979 年:在電子計時發展上的二十二項突破性專利項目

(4) 1996 年:Annual Calendar 年曆裝置,能根據週年循環 (由三月第一天至二月最後一天) 內不同月份的長短,作出自動調校(專利編號 CH 685 585)

(5) 2000 年:世界時間裝置,可用單一按鈕調校二十四個時區現行的時間 (專利編號 690 205)


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Annular Calendar Ref.5250


堅持傳統和研究新科技雙管齊下

在製錶技術的研究上,百達翡麗從事多方面的活動,涉及的領域十分廣泛,包括培養和保存日內瓦傳統鐘錶製造工藝、生產傑出時計,以及研究新的技術、材料和製造工序。百達翡麗一方面全力保存和追溯面臨失傳的傳統工藝,例如日內瓦的搪瓷精繪技巧及人手製作交錯格狀飾紋等。另一方面,百達翡麗也積極進行重要的革新政策,正是開發新款的時計、機芯、裝置及部件(例如錶殼、錶帶及錶面等)。這些工作全由日內瓦工作坊負責推行。工作坊的研究及發展部現時僱用近四十名人員,專責研發機芯和裝置,另外十五名人員則負責研發部件。每年,兩個研發小組都能製成一至兩項的鐘錶革新成果,以及十多種新款時計。

百達翡麗同時投入巨大資源開發和研究新科技,塑造鐘錶未來發展的路向。歷年來,除研發個別錶款和產品系列外,百達翡麗亦積極參與科學探索的工作,發掘可塑性甚高的新材料和技術。其中一個研究範疇,正是研究一些無須油劑潤滑的方法,涉及利用新的物料研製無須潤滑的腕錶裝置。在過去十五年,百達翡麗曾開展多個有關方面的研究項目,並成立了一個特別部門,專注研究新技術和材料。這個「新技術部」與外界的多家研究機構、研發實驗室和培訓機構密切合作,包括了:洛桑聯邦科技大學 (EPFC)、紐夏特大學微技術研究所 (IMT)、瑞士電子與微技術中心 (CSEM)、IMT 與 CSEM 共同營運的實驗室 COMLAB。而其中一個研究範疇,正是研究一些無須油劑潤滑的方法,涉及利用新的物料研製無須潤滑的腕錶裝置。


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Annular Calendar Ref.5250


矽元素:締造未來的重要材料

眾所周知,矽是電晶體、集成電路和微型晶片的基礎材料或原料,在半導體工業,以至整個資訊科技工業中被廣泛應用。位於美國三藩市的資訊科技重鎮就名叫「矽谷」。現在,矽元素快將征服微機械的世界。

矽元素:無處不在,卻彌足珍貴:矽是一種半金屬元素,化學符號是Si,原子序為14,屬於元素周期表中第四個主要組別。純矽元素的顏色是灰黑,帶點金屬典型的藍紫色彩。在大自然中,矽主要以氧化物的形態存在:一般是二氧化矽或矽質礦物。矽亦是地殼的最主要成分,佔數達百分之二十八,因而稱得上是耗之不盡的物質。惟就本篇介紹而言,我們討論的重點是單晶矽,即微型晶片生產中所採用的矽結構,是通過柴式熔化程序由純淨的多晶矽衍生而成。用此方法取得的單晶矽 (Single Crystal Silicon,簡稱 SCS),具有與鑽石相同的面心立方晶格結構。

單晶矽由於具有下列的物理特性,使它最適合應用於微機械的領域: (1) 抗磁性 (2) 硬度很高:矽的硬度達 1100 Vickers(維氏硬度單位),而鋼僅有 700 Vickers,至於鑽石則達 3000 Vickers,而紅寶石為 2000 Vickers。更微妙的是:矽的硬度雖然十分高,但它的微結構卻十分柔韌,例如光纖中的玻璃纖維就非常柔韌兼纖幼的物料。(3) 質輕(矽的密度為 2.33 克/立方厘米;鋼是 8 克/立方厘米) (4) 抗腐蝕性極高 (5) 表面絕對平滑,因而無須潤滑。


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Caliber 315 for Ref.5250


百達翡麗又一嶄新技術成果的展現:將矽製擒縱齒輪,應用於瑞士槓桿式擒縱器內

Annular Calendar Ref. 5250 的全新 Caliber 315 機芯齒輪組內的一個小巧矽製齒輪 Silicon Escape Wheel,標誌著機械鐘錶製作的一大進步。全球第一枚單晶矽製的擒縱齒輪,堪稱製錶歷史上一次大躍進。由於矽原料的密度低,矽製擒縱齒輪的質量,只是同一大小的鋼製擒縱齒輪的三分之一。視乎襬輪的襬動頻率,腕錶的擒縱齒輪在每一秒內會停頓,然後再加速六至八次(半襬動)。舉例來說,頻率為四赫的腕錶,擒縱齒輪每小時便要半襬動二萬八千八百次,即每天六十九萬一千二百次,每年二億五千二百萬次。在典型的瑞士槓桿式擒縱器中,單是這種停止/起動的動作便耗用了擒縱器所發送能量的百分之六十五。因此,擒縱齒輪的質量對機芯的操作起著關鍵的影響。擒縱齒輪的質量愈低,加速所需要的能量便愈少,亦即是說,傳到襬輪的能量便愈高。

這樣就把我們帶回前面所提及的日內瓦傳統製錶工藝上,涉及著名的「日內瓦優質印記」內包含世上最嚴謹的規格。只有符合規格的機芯才可獲加這個印記。「日內瓦優質印記」法則中第三條第八段訂明:「擒縱齒輪必須輕巧,大型機芯的擒縱齒輪厚度不得超過零點一六毫米,直徑小於十八毫米的機芯,擒縱齒輪厚度不得超過零點一三毫米。擒縱齒輪上的嚙合面必須拋光。」矽材料製造的擒縱齒輪輕易符合這些規格,其嚙合面甚至較經打磨的鋼製擒縱齒輪更為平滑。


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Silicon Wafer


矽擒縱輪:優點多於一切

與鋼材比較,矽作為基礎材料的優點已多不勝數,而用矽製造的擒縱齒輪更使這些優勢更形突出:

(1) 矽製擒縱齒輪的接觸表面永不需要潤滑,而且其性能表現與傳統需要潤滑的機芯完全相同。結果清楚顯示,矽製擒縱齒輪對機械機芯的長期性能穩定性和可靠性有顯著的影響

(2) 在深活性離子蝕刻工序 (DRIE 工序) 中,矽部件的加工精確度可達到一微米 (1/1000 毫米)。得出的結果,正是同心度更佳、更精確的直徑大小,以及齒輪間的距離絕對均勻等優點

(3) 矽製擒縱齒輪的輪輻形狀是經由百達翡麗設計,其重點在於確保副齒輪的支座穩固和絕對置中

(4) 生產符合「日內瓦優質印記」標準的鋼製擒縱齒輪需要最少三十個不同工序:由沖壓、銑面、磨邊,以至拋光等。相比之下,製造矽擒縱齒輪只需要單一個工序,而最終得出的成品不僅形狀完美、絕對置中和穩定平衡,兼且表面絕對光滑


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(5) 矽的硬度很高,而且十分耐磨。擒縱器配備硬度達 1100 Vickers 的矽擒縱齒輪時,可以無須潤滑而不會出現可見的磨損。因此,採用矽製擒縱齒輪的調節裝置不但更為準確,而且更為可靠

(6) 矽擁有完全抗磁的特性。採用矽製擒縱齒輪的機芯因而不會受磁場和電磁脈衝影響

(7) 矽材料的耐磨性甚高,因此擒縱齒輪的表面,特別輪齒尖端的嚙合面能夠時刻保持絕對平滑,即使是暴露在濕度較高的狀況下,亦不會改變這種特性

集創新與獨特於一身:「百達翡麗先進研究」 PPAR (Patek Philippe Advanced Research) 概念

百達翡麗製造全球首枚矽製擒縱齒輪,勢將成為未來機械製錶發展路上一個重要的里程碑。然而,即使矽製擒縱齒輪的優點繁多,百達翡麗機芯所有的齒輪不可能全部由矽製造;矽材料的應用範圍,將限於那些必須採用具備某些特性的材料的部件之上,例如低質量、高硬度、抗磁性、無須潤滑操作及抗腐蝕性等。正如百達翡麗所有其他嶄新的研發成果一樣,研發新矽材料技術的首要目的是製造更優質、精確和可靠的鐘錶。而矽製擒縱齒輪正是展現「百達翡麗先進研究」概念的首個項目。


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Caliber 315 for Ref.5250


百達翡麗這個 PPAR 的嶄新和獨特概念,具體來說,就是在市場全面推出新產品前,由工作坊率先限量製造某一款配備全新部件的時計款式。此舉能為少數鍾情彰顯精湛科技時計的鑑賞家和收藏家創造機會,讓他們能擁有標誌鐘錶發展一個重要里程碑的複雜性能時計。而首枚採用矽技術的百達翡麗時計為 Annual Calendar 編號 5250 腕錶,正世屬於「百達翡麗先進研究」系列的限量腕錶的第一個系列。百達翡麗挑選 Annual Calendar 腕錶作為首枚運用矽技術的時計,其實並非巧合。究其原因,正是腕錶的日歷裝置亦屬這家日內瓦製錶商創新能力的另一重大標誌。這只百達翡麗 Annual Calendar Ref. 5250 自動上鍊腕錶,限量 100 只推出,更特別配備了直徑達 39 毫米的大型 18K 白金錶殼。Annual Calendar 特別版的錶面設計亦獨特過人。鍍銀的放射狀色調錶面,配上黑藍色的小時刻度和指針,與矽元素的典型藍黑光澤相呼應。


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Caliber 315 Ceramic Ball Bearing


Annular Calendar Ref.5250 配備的百達翡麗全新 Calibre 315 自動上鍊機芯,率先採用矽材料製造的擒縱齒輪,作為調校時間的部件。為更凸顯這枚先進的部件,齒輪組夾橋板上特別銑製開孔,並把放大鏡綜合於寶石玻璃錶殼底鑉之中,讓帶有藍紫閃光的灰黑色擒縱齒輪清晰呈現眼前。此外,寶石玻璃錶殼底鑉上還刻有 Patek Philippe Advanced Research (「百達翡麗先進研究」) 字樣。為增添新穎的感覺,機芯的 21K 金上弦襬動陀的軸承裝有鋯元素化合物 Zirconium Oxide 製成的軸承小球 Ceramic Ball bearing。這些小球跟矽製擒縱齒輪一樣,可在完全乾涸的環境下操作,無須定時潤滑。
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發表於 Monday, April 25 @ 07:00:00 CST 由 watchbus