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以元素冶金  當代製錶物料學
玩錶 | Sep 29 , 2020  00:00

以元素冶金 當代製錶物料學

「元素的影響力如此之大,也相當有個性:鈾的威力強大令人恐懼;金具有誘惑及催眠的力量;鐵則堅硬又可靠。但是就某種意義來說,它們的故事也不過是質子、中子和電子不同組合的故事⋯⋯每個元素的特性其實是取決於我們所做的抉擇。」——John Browne《改變世界的七種元素》
文/郭書吟  圖/各品牌

瑞士物理學家、1920年諾貝爾物理學獎得主Charles Édouard Guillaume(1861-1938)在1896年合成出Invar®(鐵鎳合金)、1913年Elinvar(鐵鎳溴鎢合金),先後將兩者用於製造擺輪和游絲,而他畢生共生產、測試逾600種合金,對於精密機械如鐘錶業有極大貢獻。

 

一次大戰期間,為義大利皇家海軍供應軍錶多年的Panerai,根據軍方要求創製出以鐳元素為基礎的發光材質Radiomir,應用在儀器和錶盤夜光塗料。Radiomir名稱記載於1916年3月23日專利檔附錄中,是第一批由Panerai研發的夜光專利技術。

 

1970年,CITIZEN所發表的X-8 Chronometer由99.6%純鈦製成,是第一支使用鈦金屬製成的腕錶。

 

2001年,Ulysse Nardin率先將「矽材質」引進製錶,〈Freak〉以無錶冠、無指針、搭載矽材質擒縱的卡羅素條狀機芯,作為指示時間的裝置。

 

2018年,Richard Mille在日內瓦高級鐘錶展發表RM 50-03 McLaren F1超輕雙秒追針陀飛輪計時碼錶,首度將2004年由曼徹斯特大學物理和天文學院教授Andre Geim分離出的石墨烯(Graph TPT™)用於製錶,結合鈦合金和TPT™碳纖維,這支錶連同錶帶不足40克。

 

高硬度的藍寶石水晶玻璃,近年也是製錶業喜愛挑戰的材質。Chanel J12 X-Ray從機芯零件、錶殼、錶體皆採用該材質,表現一體通透的美學。

 

援引週期表  人類佩戴時間的進程

鐘錶時計在現代生活已被視為情感的衍生物,然而它們的生成物料,其實都存在著以「元素」為單位,不斷進行催化與化學作用的結果,而最大的驅動力是來自製錶業對輕巧(如鋁合金、碳纖維、石墨烯)、耐溫差耐震(矽)、高硬度(如陶瓷、鈦金屬等)窮究極致的追尋。

立基於一個元素而產生的材質,甚至能成為品牌的等同代稱,例如鐳元素、氚元素為Panerai塑造夜光軍錶領航者之姿,錶系Radiomir和Luminor便都是以上述專利夜光物料為名。

1990年代迄今,諸多高級製錶品牌透過工藝、天文錶、高複雜功能錶款再次奠定瑞士執錶壇牛耳的地位,我們也能看見錶壇不斷從航太、科技、汽車等產業取經,戰後的革命性材質如「矽」,在2000年左右首度由雅典表運用於機芯零件製作,迄今雅典表依然是深耕矽材質的佼佼者。而「矽」耐溫差、抗磁等高穩定性的特質,在近年也被諸多品牌運用於擒縱輪系之中。星辰表2000年創建出超級鈦Super Titanium™物料,為鈦金屬製錶標示輕量化的未來性。

錶壇對於新興材質物料的嗅覺,遠比我們所想的還要敏銳。近年又一著名的案例,是曼徹斯特大學物理與天文學院教授Andre Geim在2004年首次成功分離出「石墨烯」,他與同事Konstantin Novoselov於2010年榮獲諾貝爾物理學獎殊榮,2015年曼徹斯特大學更創建國家石墨烯研究所,2018年Richard Mille向學院取經,將石墨烯首度用於製錶,不足40克重的RM 50-03 McLaren F1超輕雙秒追針陀飛輪計時碼錶,在該年日內瓦高級鐘錶展帶起話題。

另如現今多用於錶殼、錶圈製造的「高科技陶瓷」,近年在Rado、Hublot、Chanel的推波助瀾下,出現顏色越漸繽紛的變革。人造「藍寶石水晶玻璃」因硬度僅次於鑽石,初始被應用於錶鏡和錶底蓋,近兩年則可見應用在全錶殼、機芯零件的挑戰,旨在呈現腕錶一體通透的美學。

至於錶迷所熟悉的「夜光功能」,2020年Panerai與Roger Dubuis另闢蹊徑,將夜光複合材質延伸到了錶體、錶帶——數世紀以來化學家奉為圭臬的「週期表」,這些元素依舊透過催化複合衍生,掌管著人類佩戴時間的進程。

 

CITIZEN發展出結合Duratect表面硬化技術與鈦金屬的專利,發展出超級鈦Super Titanium™。

 

Hublot近年發展出繽紛鮮豔的高科技陶瓷材質。

 


 

Ulysse Nardin Freak X Silicium Marquetry將矽材質推向工藝領域,把120個矽片鑲出馬賽克圖案。

 

矽 Silicium

約在2005年後迄今,抗磁、抗溫差、高穩定性的「矽材質」逐漸被諸多鐘錶品牌使用在游絲零件上,甚或有愈加普遍之勢。不過,雅典表(Ulysse Nardin)才是率先將「矽」材質科技引進製錶業,且持續耕耘發展的品牌。擁有逾170年的悠久歷史,雅典表骨子裡卻饒富工程師的性格。品牌從1985年至1992年與製錶大師Ludwig Oechslin合作的【天文時計三部曲】,一舉將雅典表拱上石英革命後擔綱復興頂級製錶工藝、開創新局的地位。

2001年,雅典表推出「卡羅素機制」Freak腕錶,以無錶冠、無指針並搭載矽材質擒縱機制的條狀機芯,作為指示時間的裝置,昭示「矽」材質穩定、耐衝擊等特性應用於腕錶的發展性。

2007年〈InnoVision 1〉包括矽材質雙向擒縱機制在內的10項新技術,2017年〈InnoVision 2〉超輕矽質擺輪結合槳葉狀調校桿和金質部件,旨在以概念錶之作,展現將矽材質製錶科技推向量產的可能性。

2019年Freak X把矽材質推向鑲嵌工藝領域,以等離子加速器切割矽晶圓體,再運用手工將120個矽片鑲出馬賽克圖樣,因材質特性,閃閃光芒別具未來感。

 

Ulysse Nardin Freak X Silicium Marquetry將矽材質推向工藝領域,把120個矽片鑲出馬賽克圖案。

 

日前在台上市的Ulysse Nardin Blast鏤空陀飛輪腕錶,將先前只用於Freak系列的矽陀飛輪應用在這只腕錶。Cal. UN-172,自動上鏈,鈦金屬錶殼(45mm),陀飛輪,動力儲存72小時,防水50米,NT1,455,000。

 


 

CITIZEN鈦金屬科技50周年旗艦紀念限量錶CC4025-82E,光動能機芯,鈦金屬錶殼(47.5mm),GPS定位對時,兩地時間,計時功能,萬年曆,星期顯示等,防水10氣壓,NT158,000,限量550只(台灣限量2只)。

 

Titanium

1791年,英國牧師、化學家William Gregor在康沃爾地區Manaccan村的一條河中,分離出一些黑沙物質(鈦鐵礦),是「鈦」首次被發現的紀錄。四年後,德國化學家Martin Klaproth從金紅石分離出二氧化鈦,並以希臘神話的巨人泰坦族(Titan)為之命名,把新元素取名為titanium。同時他也發現了「鈾uranium」,對這兩個元素充滿未知的好奇下,Klaproth詩意地以神話英雄為之命名。然而鈦元素還真如其名(泰坦族讓父親Uranus囚於地底),非常難提煉,直到1910年始由美國冶金學家Matthew Albert Hunter提煉出高純度鈦金屬,距離被發現已超過120年。

「鈦金屬」走向廣泛運用,是在60年代後美蘇兩國冷戰時期的「太空競賽」,尤其阿波羅和水星等太空計畫、間諜機、潛艇等都大量使用鈦金屬。

錶壇第一支使用鈦金屬製錶的品牌是CITIZEN星辰表,1970年X-8 Chronometer的錶殼由99.6%純鈦製成,然而因技術困難,僅發行不到2000只。2000年左右,CITIZEN研發出獨家表面硬化技術Duratect,將之應用在〈ASPEC World Time〉,超級鈦Super Titanium™一詞正式誕生,特徵是輕量、硬度較不鏽鋼堅硬五倍以上,能常保光澤,且低過敏性,使CITIZEN鈦金屬製錶邁向成熟。

今年時逢CITIZEN鈦金屬製錶第50周年,旗艦紀念限量錶CC4025-82E立體錶殼和稜角分明的錶體設計,充滿未來感,個中原因是呼應CITIZEN與新創公司ispace合作的HAKUTO-R(Hakuto意指白兔)月球探測計畫,CITIZEN預計在2021年登月任務、2023年月球表面探測任務開發的月球著陸器和月球車,提供超級鈦的技術,一同探向宇宙。

 

 


 

Piaget Altiplano終極概念腕錶,Cal. 900P-UC,超薄手上鏈,鈷基高科技合金材質錶殼(41mm),一體成形錶框,偏心時分顯示,動力儲存40小時,NT12,300,000。

 

鈷鉻合金 Cobalt Chrome

「鈷鉻合金」(cobalt chrome)特色是質輕、堅固耐磨,且具備「恆新」特質,在材料的剖面上,若以巧克力比喻,是平潤滑順的純可可剖面,而不是榛果巧克力般一掰開會產生凹凸的剖面,因而相較於其他材質,鈷鉻合金的剖面和質地更加純粹,幾無雜質,是近年錶壇的新興材質。例如以鏤空高複雜錶款見長的Roger Dubuis,2017年起便引進鈷鉻合金製錶。2020年獨一無二作品Excalibur Diabolus in Machina鏤空三問飛行陀飛輪的錶殼,便是採用鈷鉻合金製造,從錶體、錶橋的整體設計都是遵從鈷鉻合金的原始色「藍色」基調。

無獨有偶,Piaget在2018年推出的Altiplano終極概念腕錶,今年宣布走向每年生產三至五只的高級訂製,為了保護超薄機芯,錶殼也採用鈷鉻合金製作。

 

Roger Dubuis Excalibur Diabolus in Machina採用剖面純粹的高性能金屬「鈷鉻合金」製造錶殼,Cal. RD107,自動上鏈,CarTech Micro-Melt BioDur CCM™鈷鉻合金錶殼(45mm),雙微型自動盤,飛行陀飛輪,三問報時,動力儲存72小時,日內瓦印記,快拆錶帶系統,NT18,375,000,限量1只(已售出),可接受訂製。

 


 

Hublot Big Bang Unico天空藍陶瓷腕錶,Cal. MHUB1242 UNICO,天空藍陶瓷錶殼(45mm),飛返計時,動力儲存72小時,防水100米,NT668,000,限量100只。

 

高科技陶瓷 Ceramic

錶壇以「高科技陶瓷」製錶的先行者,首推Rado於1986年將此物料應用於Integral精密陶瓷系列腕錶。迄今,高科技陶瓷仍是銘刻雷達表的DNA,並陸續發展出棕色、綠色、等離子色等多樣色彩。高科技陶瓷因為質輕耐磨,且質地溫潤,戴起來舒適,成為眾多品牌愛用的熱門材質。綜觀錶壇,如香奈兒J12之黑白高科技陶瓷與鑽石、琺瑯的結合,Hublot陸續發展出鮮豔的紅色、粉紅、天空藍等專利彩色陶瓷材質,足見此物料在色彩上的豐富性,依然方興未艾。

Richard Mille日前推出限量140只的新作RM 11-05飛返計時GMT自動上鏈腕錶,採用全新獨家材質「灰色金屬陶瓷」(Grey Cermet),是氧化鋯金屬和高性能陶瓷強化材質的結合。品牌與專攻微米技術的IMI集團共同研發出名為「瞬閃燒結flash sintering」的技術,將傳統熱衝壓結合高壓電流脈衝,提高燒結的動力,金屬陶瓷密度較鈦合金低(4.1g/cm3),硬度為2,360維氏硬度,與鑽石2,400維氏硬度相去不遠,使得此全新製錶物料兼具輕量與高硬度的特質。

 

RM 11-05飛返計時GMT自動上鏈腕錶,Cal. RMAC3,自動上鏈,50x42.7mm,灰色金屬陶瓷(Grey Cermet)錶圈、Carbon TPT ®碳纖維中層錶殼與鈦合金錶底蓋,GMT,飛返計時,大日期顯示,動力儲存50小時,限量140只,價格店洽。

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