为了机芯，人类对摩擦学下了狠功夫！

何谓‬摩擦学‬？为什么现代‬制表业‬越来越投身‬于‬摩擦学的研究‬？‬为什么摩擦学‬如此‬重要‬？今天‬我们就来讲讲‬这其中的‬二三事‬。

‬‬摩擦学是力学的重要分支，、是研究运动表面之间相互作用机理及相关问题和实践的一门理论与技术，主要研究摩擦、磨损和润滑等三个方面。

摩擦学‬的研究‬，其实‬就是‬为了‬追求‬机械‬运行效率的‬最大化‬，磨损的‬最小化‬。

反映在钟表的‬机芯‬上‬，就是‬走的更准‬，走的‬更久‬，更耐用‬，保养周期的延长‬等等‬。是不是‬听起来‬解决了‬机芯‬所面临‬的最重要的挑战‬？

当年宝玑大师就曾经对‬路易十六‬国王‬说过：“如若‬给我完美的润滑油，我便能造出完美的表。”

宝玑大师‬在当时就已经意识到摩擦学‬的重要性‬。除了零件公差与制作瑕疵上所带来先天误差，以及使用者的后天因素外，还有一个难以克服的变数，就是出现在零件运作所产生的磨损与摩擦。

宝玑大师曾经一度为了‬减小‬摩擦‬系数‬与‬更好的润滑效果‬‬，还‬‬研究起了‬润滑油‬与‬新合金‬材料。但‬这一切的‬‬天马行空终究还是输给了时代的科技束缚，终其一生都没寻得减小摩擦与避免磨损的好办法。

大众所最了解的摩擦学便是有关于润滑油，制表业中最早期的润滑油是动物性油脂或者是植物性油脂。除了味道诡异以外，植物‬和‬动物性‬油脂‬最大缺点是会随时间而快速变质。

直到‬60多年前，化学工业开发出了‬具特性的合成手表润滑油。并且‬为了‬机芯的‬更好‬润滑‬，依据不同的‬特性‬细分‬开发‬出了‬不同部位‬用油‬。具有更长久‬的‬保持性‬，并能抗腐蚀和抗氧化，成为现今手表所使用主流润滑油。

随着科技发展，如今劳力士等品牌开始自行开发自研的高科技润滑，匹配自己的机芯，可以带来比传统合成润滑油更好的润滑效果和更久的润滑时效，某些特殊部位用油可以达到15年时效。

润滑油是液体润滑物，那么固体润滑物也当然有所运用，例如特殊的润滑镀层与镀膜。

比如说劳力士最有名的红轮，便是采用特氟龙材料涂层，就有极好的润滑性，并且还具有非粘附性。

欧米茄的黑轮也是相当有名，欧米茄现在8系列双发条盒多用的是DLC黑色镀膜，硬度达3000 Vickers，有效降低‬摩擦‬，减少零件之间的‬磨损‬。（硬度‬越高‬，相对‬摩擦‬越小‬）

除了探寻性能更佳的润滑油，寻找新型材料降低摩擦系数同样是制表业长期所追求的目标。

人类早在‬1704年便‬发现使用天然宝石轴承，可以‬有效‬降低摩擦‬。在1902年则是发明人造红宝石轴承，透过金属零件‬与宝石轴承之间的超低摩擦系数，能减少零件磨损同时提高运转效能。

欧米茄8系列机芯所用自动上链系统里的黑色锆石轴心‬，和‬红宝石‬原理‬类似‬，一样是‬拥有超高的‬硬度和光滑度‬，‬也可以‬有效‬降低‬摩擦‬，并且‬避免传统‬金属‬销‬轴‬的‬磨损后‬产生‬金属碎屑‬与‬形变‬。

随着高精密加工技术的发展，机芯某些关键结构，可以实现轻量化特殊结构。轻量化是摩擦学的另一个研究方向。简单来说，同样的机械结构，减少质量可以减少摩擦。

比如说精工的GS采用微机电技术(Micro-Electro-Mechanical Systems)制造镂空的擒纵叉与擒纵轮，重量‬减少了‬25%，镂空轻量化不仅可以降低摩擦。精工更在擒纵轮上阶梯状的切面(如右下角放大处)，这可以为提供润滑油更多的附着‬。

劳力士最新的Chronergy擒纵系统，就通过Liga技术加工，不仅更薄与镂空轻量化，其擒纵叉红宝石的厚度缩减一半，但是擒纵轮的接触面积则增加一倍，另外擒纵叉中央的主体不再对齐中央轴心，而是明显朝左偏移透过这样的改变，可提升推动摆轮的性能，减低摩擦力。最高‬可以提升‬15%的效能‬。‬相同‬情况下‬，可以提升‬7.5小时‬的‬动储。

其实早在三百多年前人类就思考过自润滑材料的运用，其中最著名的便是John Harrison使用油性木材制作机芯。

三百年来人类都在追求这个目标，如果轻量化遇上自润滑材料，那么便是王炸。可以让摩擦显著的下降，极大的提升效率。

这其中一说到硅，现在很多表友下意识的反应是防磁，实际上硅还有个很显著的特点，那就是自润滑！而且硅材质还相当轻盈！

而雅典表作为硅材料运用的元祖之一，关于硅的自润滑和轻量化特性运用的最为魔幻，Freak上的这套飞行卡罗素要是没有硅材料，克服摩擦都将是难于上青天。

Freak运用了大量的硅零件，其中最直观的例子就是其结构摒弃了传统擒纵叉与擒纵轮，在中央改用硅制双擒纵轮。每个擒纵轮配有18齿，以顺时钟与逆时钟方向转动，交互啮合，将能量传送至摆轮。无需润滑，确保能量始终沿着摆轮方向释放，从而有效降低摩擦力。

再说个更直接的例子，那便是m88help中文的5550P万年历的机芯，就是以普通的240Q机芯换装全套的Oscillomax硅‬套件‬，轻量化‬与‬自润滑‬属性‬，极大地降低了‬摩擦‬，将原本‬240机芯‬的‬48小时‬动力‬延长至‬70小时‬。

上个世纪的塑料早在硅之前，就成为初代目明星材料。当时金属材料并未有如今的优越，塑料在当时一举成为“高科技”的代名词。主打的同样是自润滑和轻量化。

其中代表便是1970年代的欧米茄率先在Cal.861机芯中用上了自润滑Delrin尼龙塑料计时秒轮刹车件，一直沿用至今的Cal.1861机芯。避免传统金属材料摩擦大，易产生碎屑的问题。

降低摩擦，这也让Cal.861机芯的安全性和稳定性进一步提升，超长的稳定性使其垄断了美国的太空探索，成为空间站的常客。甚至后期还成为了苏联和俄罗斯的太空常见装备。

同样在1970年代，天梭破天荒‬的‬推出了一款名为Astrolon 2001的塑料机芯，这枚机芯所有的擒纵轮与擒纵叉以及传动轮系与夹板皆采用塑制成，仅有部分零件那就是摆轮、游丝、发条与上链齿轮采用金属。

整个机芯零件也仅仅只有52个。仅仅只有2.5克重！半自动化装配‬，且‬号称自润滑从来不需要保养洗油！可见在当年‬就已经‬实现了‬如今的某些‬夙愿‬。

以目前的科技来看，再高效的润滑油，也都会变质。那么有没有可能不需要润滑油‬的机芯呢？

当然有！厉峰集团就对无油自润滑机芯情有独钟。早在2014年卡地亚就发了概念ID Two真空腕表。

特殊的碳晶材质擒纵装置不仅硬度更高，而且自润滑，避免了依赖润滑油。

卡地亚‬还‬采用极简的差动齿轮总成，减少传动距离，机芯表面基本上都镀上了ADLC镀层，全芯无油，且动力效率提升50%。

发条材料是见所未见的玻璃纤维材质‬，镀以‬Parylene聚对二甲苯镀层，摩擦率仅为0.2！

由于‬机芯‬内‬一滴‬液体‬也没有‬，所以‬真空‬并不会‬有液体‬沸腾‬现象‬，因此‬卡地亚‬将透明‬陶瓷‬‬表壳‬施以‬纳米‬密封‬，并且‬抽至‬真空‬，避免‬‬空气阻力‬，让机芯‬更加稳定‬持久运行‬。

卡地亚‬的概念‬相当超前‬，但本就没考虑过‬量产‬。于是乎‬2017年‬同样是‬厉峰‬集团‬的‬沛纳海就落实了‬量产的‬大任务‬！在其LAB-ID表款中，不仅‬无需润滑油，保修期长达五十年。其所搭载的P.3001/C机芯仅仅只有4个宝石轴承，而且都镀有自润滑性的DLC钻碳镀层。

机芯的夹板件都是采用钽基类陶瓷材料。其原料是由钽金属与碳元素所制成的类陶瓷材质，能降低摩擦力，同时会产生自润效果，除去了传统机芯对于红宝石轴承与润滑油的依赖。

除了擒纵结构换成了硅材质以外，同样是原本用油大户的发条盒，也采用了自润滑类碳镀膜发条，一滴油也不加。

机芯在动能传导过程中，通常都浪费七成左右的能量，随着摩擦学的发展，现在高效的机芯将这个数值降低至了三到四成。避免磨损的发生与精准度的提升更是显而易见的。

可见的未来摩擦学的研究将进一步深入，克服摩擦的束缚，实现宝玑大师的梦想也将指日可待！

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