新聞中心news 
CQ9電子平臺網(wǎng)站新一代的機械手表游絲
2024-03-31 23:01:48
瀏覽次數(shù)：
次
返回列表
CQ9電子平臺網(wǎng)站新一代的機械手表游絲機械手表走時準確、使用方便、工藝精細、外表美觀、經(jīng)久耐用，因此得到了許多朋友的鐘愛。然而，許多朋友或許并不了解機械手表的核心機械部件。到底是什么樣的關(guān)鍵部件在影響機械手表的走時？其實，擺輪、游絲等共同構(gòu)成了機芯的調(diào)速器，對表的走時有決定性影響。
擺輪，號稱是每個機械手表中那顆“跳動的心臟”。它由會來回擺動的有軸臂的輪組成，內(nèi)有螺旋狀游絲。然而，擺輪可以左右擺動，完全是因為游絲的存在。顧名思義，游絲，就是如同頭發(fā)一般細的彈簧，使擺輪左右規(guī)律性地搖擺。游絲帶動擺輪往返運動，將時間切割為完全相同的等分。每一回合往返運動 (所謂的滴-答) 稱為擺頻，1次擺頻細分為2次振頻。
所以，在機械手表里，游絲是非常關(guān)鍵的角色，也是一臺機芯里所有部件最輕的部分。游絲形似一個微型的螺旋形平面彈簧。游絲決定了擺輪的頻率和規(guī)律性，進而決定了整個機械手表的精準度。
近日，位于圖恩的瑞士聯(lián)邦材料測試與開發(fā)研究所(Empa)的研究人員，在材料與納米結(jié)構(gòu)力學實驗室展示出一種微型的手表游絲。不同于著名的尼瓦洛克斯合金游絲，這種游絲是通過電氣或電化學方法從冷的鹽水溶液中沉積成期望的形式。
到目前為止，Empa 實驗室的產(chǎn)品已通過了首個先導測試。電鍍的游絲通常會被交付給瑞士主要鐘表制造商的研發(fā)部門，在那里它們被安裝在原型的手表機械裝置中。然后，這些手表會運行起來。然而，基于精度和長期穩(wěn)定性的考量，仍然會有許多工作要做。
就在幾年之前，Empa 還必須依靠合作伙伴來開展特定的處理步驟。同時，整個生產(chǎn)工藝的訣竅都藏在 Michler 的實驗室里。負責監(jiān)視游絲生產(chǎn)的 Laetitia Philippe 解釋了生產(chǎn)步驟。基底材料是一個硅晶圓，這個硅晶圓類似制造計算機芯片和太陽能電池所使用的那些。一開始，研究人員為晶圓涂上了一層導電的金，然后又涂上了一層感光涂料。然后，游絲的形狀被投射到涂料上面，涂料受到光照的部分會被蝕刻掉?，F(xiàn)在，合金可被電鍍到導電的金基底上。
Philippe 非常清楚地知道，工藝中的這個關(guān)鍵步驟是非常微妙的?！拔覀冃枰陔婂儾壑杏蟹浅：玫男D(zhuǎn)、正確的溫度、一些有機添加劑以及強度剛好的電流。如果它是交流電，需要有正確的形狀?！?/p>
最終，目標是從電鍍模具溶解出游絲。一開始，研究人員采用了一個光學顯微鏡去檢查游絲摸具是否被金屬正確地填充。然后，模具的頂端被精拋光，來保證所有的游絲都是定義好的厚度；再通過X光熒光分析來驗證結(jié)果。最后，研究人員采用氧等離子體去除涂料，并采用強堿溶液蝕刻掉硅晶圓，并溶解掉金涂層。然后，剩下的游絲需要放入特殊的專用洗衣機洗滌幾小時，以去除任何皺摺以及凸出的金屬殘留物。然后，這些無瑕疵的游絲會被送進手表實驗室進行原型生產(chǎn)。
然而，對于 Empa 的研究人員來說，這種原型生產(chǎn)只是他們科研工作的一個方面。Michler 表示：“我們的目標當然不是與手表產(chǎn)業(yè)的供應商進行競爭。在Empa，我們主要感興趣的是小型化工藝的本身?！?Michler 的團隊主要感興趣的是來研究小型部件的機械特性。歸根到底，如果我們構(gòu)造的是小型部件，材料的特性會發(fā)生改變：韌性金屬變得更硬；從另一方面說，由于元件尺寸非常小，脆性金屬也會變得具有韌性。
Empa 研究人員解釋道：“然而，任何檢測的先決條件，就是我們能夠基于定義的標準生產(chǎn)我們感興趣的物體?！彼?，Michler 的團隊不僅想要掌握一項工藝步驟，也想緊緊抓住整個工藝鏈的品質(zhì)。Michler 表示：“一些工藝步驟緊密糾纏在一起。如果我們改變一個參數(shù)，例如電鍍模具的幾何形狀或者合金的成分，通常我們也必須調(diào)整前后步驟。我們想要從各個方面理解這些關(guān)聯(lián)以及小型化的效果?！?/p>
除了二維結(jié)構(gòu)，圖恩的研究人員們已經(jīng)在三維結(jié)構(gòu)制造方面取得了進展，同樣也是通過電鍍術(shù)。所需的模具并不是通過在硅晶圓上涂上發(fā)光層來制造，而是通過所謂的“雙光子聚合”。這項工藝包括，在一個具有特殊液態(tài)塑料前驅(qū)體的容器中，發(fā)射一束激光。在光束的焦點上，液體聚合并且固化。Empa 團隊成功地制造出精巧的結(jié)構(gòu)，并且通過鎳硼涂層電鍍它們CQ9電子。在強度測試中，這些金屬化的結(jié)構(gòu)比未經(jīng)加工的高分子聚合物支架具有更好的穩(wěn)定性。同時，研究人員也能夠制造出由固體鎳制造出的橋與柱，它們的尺寸只有幾微米。壓力測試展示了這些尺寸的鎳的表現(xiàn)如何。
Laetitia Philippe 表示：“我們已經(jīng)能夠通過具有良好規(guī)律性以及可復制的方式制造這樣的結(jié)構(gòu)。我們已經(jīng)朝著由電鍍元件制成的微型機械裝置的目標邁出了重要一步?！痹诓痪玫膶?，這些元件可能為鐘表機械裝置帶來特別精細的機械復雜度。
