2014巴塞尔表展技术解析之硅擒纵

       [腕表之家 技术解析]如果说前几年硅还算是个稀罕玩意儿，现在已经是家常便饭了，特别是今年，无论大品牌还是小品牌，要是不和硅沾点儿边，那绝对是不够时尚，之前一直有人问我，硅到底是噱头还是真正有用，我没用过，所以我能按照自然界的普遍规律为他解释，众所周知，结构越简单的东西往往越可靠，虽然现在硅还没有真正的被市场检验，但有一点可以确定的是，擒纵叉由原来的三个零件变成了一个零件还是挺靠谱的，下面就让我们详细分析一下硅擒纵到底有哪些好处。

       硅是宇宙含量排名第八位、地壳中含量仅次于氧的元素，它的化学结构与碳相似，均为四价类金属，硅有四个电子，外电子层有四个空余空间，可以通过诸多化学键与其他物质链接。这种电子组态同样使单晶硅具备了与钻石、某些金属以及玻璃相同的晶体结构。

       因此，晶体硅坚硬而质轻，防磁且耐蚀，可以抛光成为光滑低摩擦的状态，所有这些都是钟表部件的理想特性。然而，由于两大限制因素，直至前不久，硅才开始被机械表制造业所采用：首先，硅像玻璃一样，非常易碎。其次，由硅制成的微机械学部件需要由极度复杂且高科技的光刻工艺来精细地打造。当然，现在已经解决。

      将硅引进制表业的真正动力的出现始于上个世纪90年代末，当时，一家位于Neuchâtel（纳沙泰尔）的私人公司CSEM（瑞士电子与微技术中心）受数家制表企业（包括m88help中文、劳力士和斯沃琪集团）的委托研发一种硅制手表部件。然而，他们却不是最后的赢家，因为首款面世的含有单晶硅部件的机械表是雅典表的Freak系列（于2001年面世）腕表。这款Freak手表采用了独具匠心的“双向”擒纵装置，两个等离子蚀刻的硅制擒纵轮可以交替向摆轮提供推动力。有趣的是，硅制擒纵轮的设计理念正是源于CSEM。

       硅这种极具先锋气息的高科技材料，它无需润滑，它比精钢还要坚硬，质地更加轻盈，摩擦系数较低，可有效减缓部件磨损，更小的运行力度，因此可获得相同的精准计时结果。硅不含磁性，具有极佳的抗磨抗腐蚀性能，它可以将精准计时机制的制造极限带入一个全新领域。对于硅擒纵，雅典绝对可以算作是先驱，今年全新推出的雅典锚式擒纵装置采用一个圆形硅制框架，擒纵叉则由两片相互垂直，且受到压力会弯曲的刀片悬挂着。此复杂装置的有效运转全依赖于刀片弹簧的物理特质──当刀片沿一个方向弯曲时，其他方向则完全不能弯曲，以便再产生一条支轴的动力功能。

       摆轮每来回摆动半次，能量便会传送至刀片，刀片彷如一个发夹般弹动，会突然从一稳定状态转为另一状态，没有擒纵叉轴支撑的擒纵叉会左右摆动，但却不会产生摩擦力。所以当擒纵叉返回其原点位置时，系统则会提供已储存的能量，其损耗接近于零。除此之外，由于擒纵叉不需要在轴上转动，从而省却了擒纵叉轴，使擒纵叉的活动变得更加流畅。虽然目前该系统尚处于概念阶段，但注定会对日后硅擒纵的发展产生重要影响。

       除了雅典，真力时的ELPrimero Synopsis同样开始了向硅擒纵进军，Synopsis采用了一款名为ELPrimero 4613的机芯，该机芯去掉了原来的计时功能，但依然保持了EL机芯标志性的每小时36000次的震频，虽然这款机芯不可以计时，但我反而觉得这款机芯变得更加的纯粹，而硅擒纵的加入则更令这款机芯如虎添翼，此表的擒纵叉和擒纵齿轮皆采用硅材质，制成。由于硅本身比钢坚硬，质地轻盈，摩擦系数较低，所以将这一材质用在高震频机芯上可以最大限度发挥硅材质的作用。 

       除此之外，此表独特的开心设计可以说更是与硅材质完美合为一体，有了这一设计，其幽蓝色的硅质擒纵叉和擒纵轮的相互作用便可尽收眼底。因为Synopsis开心腕表是以极富传奇色彩的ELPrimero机芯为灵感源泉，所以其每个夹板、机构和零件的位置都经过仔细研究且经历过市场检验的，所以我相信这款EL的非计时硅擒纵机芯在未来一定会取得良好的市场表现。

       除了上述两个顶级品牌，今年我们也欣喜的看到，素有表圈Zara美誉的康斯登也加入了硅擒纵的阵营，自2004年康斯登首款心跳自产机芯获得成功以来，每年都会为该系列增添新成员。其今年全新的FC-945心跳机芯，经过两年的设计、发展及提升用上现今技术上最领先硅材质。与其它品牌一样，康斯登在制作硅擒纵轮时，同样采用了被称为DRIE（Deep Reactive Ion Etching）的深层反应离子蚀刻技术。先将擒纵轮的影像投射到直径100毫米，仅厚0.5毫米的硅晶圆 (silicium wafer) 上，硅晶圆的直径一般在25.4毫米到300毫米之间，采用钻石锯或钻石索锯从半导体梨晶 (boule) 切割出晶圆，然后进行单面或双面抛光。一个 直径100毫米的矽晶圆，能够制作大约250个擒纵轮。

       制作好硅制擒纵轮，具有与钻石相同的立体结构，质轻、高硬度、抗腐蚀性，因此在齿轮的咬合面可以不必使用润滑油；同时，还具有良好的摩擦性能，减少摩擦，最适合取代现有的金属材质，达到擒纵过程最高效率的要求。

       从上述的文字我们可以看到，硅擒纵有着得天独厚的优质性能，我想随着其加工技术不断的成熟，在不久的将来，硅擒纵一定会全面取代目前的金属材质。（图/文 腕表之家 毛壮）