一个基础的发明:“Spiromax®”摆轮游丝

A fundamental innovation: the “Spiromax®” balance spring

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3月 2006

一年前,Patek Philippe百达翡丽在‘百达翡丽高级研究’的项目里,通过一个叫做‘选择性照相平板术’的过程,创造出了一个新颖的矽质擒纵齿轮。这项已经被医学和航空业采用的深层蚀刻过程,更技术的名称是‘深反应离子蚀刻’(DRIE)。这个过程的重要优势是,每个手表都很类似 – 一种集体克隆,如果可以这样称呼 – 因而不必单独加工每个齿轮。结果能产出有著完美平滑垂直表面的高度微测精准。

这个日内瓦品牌现在使用同一基本过程来创造新的“Spiromax®”摆轮游丝。此项新技术的开发是与瑞士手表工业的几个主要成员(斯沃琪集团和劳力士等),还有瑞士手表研究协会ASRH,洛桑的瑞士联邦理工学院(EPFL),以及Jura地区的数家大学和研究实验室联合进行的。

基础研究虽然是集体合作行爲,“Spiromax®”的特殊几何学已经受到专利保护,并独家属于百达翡丽。 这项创新的基本问题和主要优势是什么呢?

改进等时性

使用“Spiromax®”的基本原因是改进手表的等时性。‘等时性’,即影响手表运作的调节机关振动的规则。

至于经典摆轮游丝,等时性会受到不同因素的干扰,尤其是摆轮游丝收缩和扩展的不对称,温度变化造成伸缩性的差异,磁场的影响,离心力和重力,以及摆轮游丝连接两处的热量和机械变化。

计时历史上的几个关键的进步,尤其是弥补了宝玑摆轮游丝的菲利普曲线和能够补偿温度变化的合金Invar的发明,促成了等时性的改良。

百达翡丽的基本创新在于这款矽摆轮游丝的特殊几何。除了“Spiromax®”发条质量和性能始终如一的事实以外,它们的几何结构不受常温,机芯位置,或者任何可能的磁场干扰,能够提供完美的等时振动。

虽然无须过多讨论这项特殊几何结构的复杂细节,我们仍需提到数点。不象普通摆轮游丝那样,“Spiromax®”游丝不能以菲利普曲线完结。相反,专门设计了一种外端较厚的特殊终端曲线(普通合金无法达到),促使游丝保持同心扩张和收缩。

这项特殊几何学的第二个重要的优势是,没有菲利普曲线,“Spiromax®”游丝比普通摆轮游丝薄三倍(0.12毫米相比0.40毫米)。这本身爲构造新一代超薄机芯打开了一条捷径。

其它的优点之一是,“Spiromax®”的附件,摆轮轴和摆轮游丝螺栓,都与装置设计融爲一体,而不是以电焊、镶嵌或其它步骤链接。这种一体化保证百达翡丽“Spiromax®”两端的最佳位置。

比较摆轮游丝

如果我们将今天使用的多个摆轮游丝比较,我们会观察到,不象普通游丝那样,由于使用以矽爲基础的材料,

“Spiromax®”没有磁性,一体化附件的几何结构决定游丝活跃的长度。结果是内在的等时性不需要微调,考虑到该项 普通运作的微妙程度,这是一项巨大的改进。“Spiromax®”也更加抗震,而传统摆轮游丝如果受到1000G以上的震荡,就会变形。新游丝的重量还比普通游丝轻(每立方厘米2.37克相比8克),它特别扁平的构造比传统摆轮游丝薄很多。

“Spiromax®”是制表最传统和古典的领域爲了获得最大精准和可靠性而保证持续研究的一项显著成果。毕竟,这些正是制表科学和艺术的两个主要目标。

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