HEART BEAT MANUFACTURE

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经过 3 年努力,我们于2004 年的巴塞尔钟表珠宝展中傲然展示我们的成果 – 心跳系列自动机械机芯。心跳系列机芯是由 Ecole d’Horlogerie de Geneve 、the Ecole d’Ingenieurs de Genee 及 the Horloge Vakaschool Zadkine 的 8 名钟表专家透过康斯登组成的团队共同研究的成果。能够有机会与上述钟表学院的专家合作无疑扩阔了康斯登的视野。康斯登不断壮大研发团队,并增聘了更多经验丰富的钟表匠。直至今天,康斯登共开发了 4 款新型号机械机芯,全部也取得产品的设计专利。
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最新研发硅制擒纵轮陀飞轮

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康斯登傲然向世界展示首枚硅制擒纵轮陀飞轮腕表。以自制心跳机械机芯为基础,康斯登迈进制表艺术的最高领域,开发了首枚硅制擒纵轮陀飞轮。秉承一贯大胆起用高科技物料,创造出精良可靠、隽永不凡的机械腕表,康斯登的硅制擒纵轮陀飞轮有以下特色:
由于具备以上3 大优势,硅制擒纵轮比起传统的擒纵轮更能优化陀飞轮的表现。高硬度、低摩擦性及低惯性大大提高了机芯的动能效率。配置了硅制擒纵轮的康斯登陀飞轮腕表,在静止正放及静止反放时,摆轮摆幅仍能维持于300 度以上;就算静止右侧放 (表冠向下) 时,摆幅也可以保持于275 度以上,其卓越的表现更胜许多高价品牌的陀飞轮。

“Smart Screw”重量补偿平衡装置
康斯登硅制擒纵陀飞轮共由80件组件组成。全赖康斯登于Plan-les-Ouates 的工作坊内最新型的计算机数控切割机,机芯组件的公差范围皆控制于1-2 微米 (即0.001-0.002mm) 内。可是这样仍未足以保证陀飞轮准确地运行,因为以上的些微的公差将仍导致重量未能100% 平均分布,继而影响机芯的表现。为此康斯登运用了“Smart Screw”重量补偿的方法克服这问题。康斯登经验丰富的钟表匠会仔细地测量向心的重力平衡,在陀飞轮外框架底部更换或加入小垫片以平衡机芯的重力平衡。每一枚机芯平均需要由康斯登富经验的钟表匠花8 小时以上的调校才能令陀飞轮达至绝对平衡,发挥分毫不差的超卓性能。
每小时高达 28,800 次摆频
高摆频增加了机芯的扭距,因而减低摆轮在腕表受到震荡时所受到干扰的机率。一般陀飞轮的摆动周率为3Hz,而康斯登陀飞轮摆轮则以4Hz 周率前后摆动,摆频每小时高达28,800 次,即传动装置以每24 小时便向前移动691,200 次;每4 年便跳动十亿次。胜人一筹的高摆频,大大提高康斯登陀飞轮机芯走时的精确性及稳定性。
独立编码
每一枚康斯登硅制擒纵轮陀飞轮腕表的陀飞轮上,均刻有全球限量 188 枚的独立编码,而且机芯上的编码更是对应表壳上的限量编码,彰显每一枚康斯登陀飞轮腕表的独一无二及收藏价值。
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SILICIUM MANUFACTURE

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机械机芯的准确度有赖于定时器的准确度。康斯登心跳机械机芯的定时器由摆轮、游丝发条和擒纵器所组成,摆轮以 4Hz 周率前后摆动,摆轮摆动的周期则决定准确度如何。擒纵设计的关键在于提供刚好足够摆轮持续摆动的动能,并尽可能去除妨碍摆轮自由摆荡的因素。当擒纵器的润滑油变干时,摩擦会增加,导致传送到摆轮的动能减少。
研发

擒纵器负责游丝发条的摆动及停止摆动。历来制表史上如要满足这些条件时,擒纵器大多需要维持相当的摩擦作用。擒纵齿轮齿纹的动力来自于主发条,齿纹咬紧前其实是顺着棘轮齿滑动,这就是启动锚型轮的摩擦作用,不过需要有润滑油。现代擒纵器的棘轮齿虽由极为坚硬和光滑的石材制成,润滑油的角色仍然极为重要。康斯登腕表的滴答声就是摆轮齿轮和擒纵齿轮互相咬合时发出的声音。一旦失去润滑的效果 (因时日较久导致润滑油变薄或干燥) 时,将会损坏擒纵器以致需要更换金属零件。现代腕表的可靠性提高,主要就是因为采用更高质量的油剂来润滑擒纵器。机械机芯通常每四年就需要清洁及重新上油。
康斯登在心跳自制机芯的新材料研究方面,向来与钟表业的发展并驾齐驱,而不需要固定上油的擒纵器显然是一大进展。康斯登很荣幸能够推出限量的系列表,由于采用了硅制擒纵齿轮因此再不需要上油。由于硅不具磁性、极为坚硬 (相较于钢的 700 Vickers,硅的硬度高达 1100 Vickers) 且高度抗腐蚀,因此是制表的理想材料。硅制擒纵齿轮最大的优点是不需要上油,因此之前提及因时日渐久导致润滑油变薄或干燥的缺点也不复存在。
硅
硅是化学元素周期表的化学元素,化学符号为 Si,原子序数为 14。硅属于四价类金属 (tetravalent metalloid),反应性低于同类化学元素碳,因此不会产生自由性。硅主要存在于矿物中,此类矿物含有各种晶体型态的纯二氧化硅 (石英、玉髓、蛋白石),另外长石等硅酸盐 (含有硅、氧、一种或两种金属的各种矿物) 中也有硅的成分。多数半导体装置的主要成分是硅,硅也以硅石和硅酸盐的型态存在于玻璃、水泥和陶瓷中。半导体广泛使用硅的原因在于,硅半导体的温度较锗半导体高,同时在炉管中也较易生成硅的自然氧化物,从而形成几乎较其他所有材质结合起来还要优良的半导体 / 介质界面。晶体型态的硅是深灰色,就像玻璃一样闪耀着金属光泽,但比玻璃还要坚硬。由于自由电荷载体的数量随温度而增加,因此纯硅具有电阻负温度系数。
制作
制作硅制擒纵齿轮需要采用新技术「深层反应離子蚀刻 (DRIE)」:制作擒纵齿轮的多重影像后,将其投影到直径 100 厘米、厚 0.5 厘米的硅晶圆上。晶圆通常有各种尺寸,直径从 1 英吋 (25.4 厘米) 到 11.8 英吋 (300厘米) 都有,厚度则是以 0.5 厘米为基准往上加。通常先用钻石锯或钻石索锯从半导体梨晶 (boule) 切割出晶圆,接着进行单面或双面抛光。100 厘米的晶圆约可制造 250 只齿轮。晶圆由三层不同的硅组成, 中层是隔离层。先将擒纵齿轮的影像投射到晶圆上,再清除曝光的瓷漆层,留下晶圆上未经曝光的部分,接着未经曝光的瓷漆层会以电浆蚀刻至隔离层,至此硅制擒纵齿轮便从等向性蚀刻 (isotropic etching) 工序中完成。经由这个作业程序生产的擒纵齿轮只需稍加清理表面即可,所有成品完全相同,不需要平衡、集中或抛光。因此晶圆对于康斯登硅制擒纵齿轮能否产生摩擦作用极具重要性。
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