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通过周周

聊聊钟表圈的碳纤维

【腕表文化】极具爆发力的设计,如果没有与之相匹配的顶级材质,是无法完美表达设计意图的。如果设计强调的是外观,那么材质表现的就是质感,产品的好坏最终是由质感决定的。说到材料,法拉利和宇舶无疑是影响最大的。无论材料多么昂贵,制造工艺多么复杂,法拉利都会毫不犹豫地改善车辆的性能,哪怕只是一点点。后者在用料上可以说比前者更有追求。宇舶表的理念是,只要能有助于表达设计意图,展现宇舶表独特的核心理念,地球上所有可用或可制造的材料都会被立即使用。当然,这也不排除宇舶表后期会使用地球以外的材料。

除了金属,还有一种材料也不容忽视,那就是碳纤维。现在不仅F1,其他顶级赛车、超级跑车都已经使用碳纤维作为车身材料。这种材料最大的优点是重量极轻。同样体积下,它的重量是钢的五分之一,但强度是钢的五倍。现在,就连法拉利的刹车盘也升级为碳陶瓷刹车盘,既能耐高温,又能保证其轻量化。目前,碳纤维也有了它的升级版本,一种叫做CFRP(碳纤维增强塑料)的材料。这种材料比普通碳纤维的强度高,所以可以用来支撑车身结构。现在这种材料已经用在F1赛车的关键部位。

虽然宇舶现在用到的材料种类还没有法拉利那么多,但要从材料的级别上看,宇舶则要比法拉利奢很多。Big Bang系列在2005年一经推出,宇舶就以用遍宇宙所有材料的气魄来表达“融合的艺术”这一核心理念,虽然现在用到的材料还仅限于地球,但之后如果用上河外星系的材料也不是不可能,从最初的拥有棱纹和光滑等多种纹路的天然橡胶与各种贵金属,到稀有的钻石和五颜六色的宝石,再到凯夫拉纤维、碳纤维、陶瓷、钛金,以及到现在经由宇舶工厂自主研发而成的王金、魔力金和魔力红陶瓷材质。一路走来,宇舶一改制表材质来源于工业生产材质的传统,变成了由制表业率先研发新材质,再广泛运用到其他行业中。下面就让我们一同来了解一些近年来宇舶在制表材质上取得成果。

在众多顶级制表品牌中,有许多品牌可以生产自己的机芯,但拥有自己材料工厂的品牌可谓毛峰焦玲。Chacha Hublot有自己的碳纤维工厂。碳纤维现在广泛应用于宇舶表Big Bang法拉利系列等产品系列。两年前,宇舶组建了碳纤维专业团队。团队的每一个成员不仅对碳纤维了如指掌,而且对手表制造的每一个环节及其所有部件的特性都了如指掌。因此,碳纤维不仅由宇舶自主设计、研发和制造,还采用了与F1赛车和航空空航天用碳纤维相似的制造标准。

在宇舶表碳纤维的尺寸锻造工艺中,采用多层原理锻造碳纤维组件:该工艺要求将堆叠的多层碳纤维(最多12层)压入模具中,放入聚合炉中。利用这种原理生产的碳纤维不会产生气泡,因此材料具有优异的均匀性和较高的机械强度。碳纤维的内部加工由专用的五轴数控机床完成,在整个加工过程中会对表壳和机芯的各个部分进行持续测试。例如,每块手表在组装过程中都会进行三次防水测试。

我承认我是一个对各种特殊材料很痴迷的人,所以当我看到万国推出一款碳纤维表壳的手表时,我激动得差点哭出来。因为我真的对这种材质特别有感觉,从外观上看,钛合金颜色太深;陶瓷太亮太脆;只有碳纤维不仅有漂亮的花纹,而且有足够的强度和韧性。在使用方面,我自行车的车架是碳纤维的。高强度骑行时,其硬度、强度、韧性、重量都比铝合金车架强。当然,它的价格是铝合金边框的5倍。

当然,除了对材质的兴奋之外,最让我兴奋的还是手表本身,因为我一直希望先进的钟表行业能推出一款碳纤维表壳的手表。由于碳纤维特殊的物理化学性质,它们之间的连接无法焊接,只能用胶水粘合。随着时间的推移,连接部位会出现问题,所以碳纤维产品的寿命问题至今没有解决。这就是为什么高级制表行业对这种材料敬而远之的原因。虽然之前也推出过碳元素的手表,但都是产量很少,还停留在概念层面。但是今天,万国的碳纤维手表终于可以在市场上看到了。虽然红色和黄色刻度手表各只限量100块,但这也是一个了不起的成就。下面就来详细解释一下这款手表的制造工艺吧!

我首先要说明的是我们现在看到的任何形状的碳纤维制品都是碳布变成的,碳布则是由每束纵向纤维均交替两次在上方并两次在下方与横向纤维束交织纺织而成的,所以大家会看到一种极具特色的图案,它的单一的纤维比人的头发丝细五倍。另外碳纤维的杨氏模量(描述固体材料抵抗形变能力的物理量)是专门制作防弹背心的凯芙拉(Kevlar)纤维的2倍,而且耐腐蚀。

第二步就是要在环氧树脂里进行浸泡,这样做的目的是通过气相或液相氧化,赋予纤维化学活性,增大对树脂的亲和性,从而达到防止纤维损伤,提高与树脂母体亲和性的效果。

第三部则要将浸过环氧树脂的纤维板在模具中塑造成形,在高温高压中烘焙,之后进行树脂硬化处理。

第四部开始进入塑型阶段,把之前经过硬化处理的碳纤维胚胎通过CNC(数控机床)铣削成工程师的模样,CNC是目前流行的精密产品加工方式,这种方法的最大的优点就是一体成型且加工精密,避免了粘合带来的麻烦,但由于碳纤维本身硬度极高,铣的时候要极为小心,如有闪失就会完全报废,至于万国是怎么做到的,他们的研发部总监没有告诉我。

最后一步,当然是组装。我们可以看到这款手表的外壳是由表圈、表壳、后盖三个碳纤维部件组成,通过螺丝组装而成。这意味着各国都要铣削三种不同形状的碳纤维构件,加工难度可想而知。另外,还要注意一个细节。桌子下面的纸条明明写着钛合金。这是什么意思?我们知道碳纤维只靠物理固定是不防水的,所以碳纤维不能直接接触蓝宝石水晶玻璃,中间必须有介质连接。这种介质是钛合金。在这里,我们做一个大胆的假设,这款手表的每个螺丝孔都应该有钛。如果这个假设成立,我们不能不佩服各国的精湛技艺和良苦用心!

在碳纤维中,理查德·米勒是最特别的一个。该品牌率先将NTPT(薄层复合技术)碳纤维应用于手表制造。经过几个月的精心研发,它终于推出了第一款NTPT碳纤维表壳。NTPT碳纤维最初是作为帆船竞赛中的风帆开发的,很快成为帆船运动不可或缺的材料。这种材料显著优化了游艇船帆的续航能力和轻便性,成为世界各地赛艇运动的必备材料。NTPT碳纤维材料已经成为复合材料的标杆,在过去的两个赛季中,它被用于制造一级赛车的车架。也因为用于未来太阳能飞机太阳动力2号的机身而进入了航空空行业的殿堂。

NTPT(薄层复合技术)碳纤维材料特殊,视觉效果独特。NTPT(薄层复合技术)碳纤维因其规则的波浪形图案而具有独特的视觉效果。它由多层平行的细丝组成,细丝从碳纤维中分离出来。这些厚度不超过30微米的薄层首先被浸在树脂中,然后由特殊的机器编织而成,层间角度为45度。在6巴的压力下加热到120度后,NTPT碳纤维材料可以被送到Proart的Richard Mille表壳厂,由数控机床进行加工。与物理性能优异的复合材料相比,NTPT碳纤维的断裂应力优化了25%,微裂纹改善了200%。RM 35-01外壳采用两个丁青O型密封圈,可保证50米的防水性能。它由12个5级钛合金花键螺钉和316L细钢垫圈装配而成。

与被认为具有优异物理性能的复合材料相比,NTPT碳纤维的断裂应力外观优化了25%,微裂纹外观改善了200%。NTPT材料完全保护RMAC1机芯。RMAC1机芯在12点钟位置有一个大日期窗口,在4点钟位置有一个月份显示,还有一个飞返计时功能。全钛机芯,带双弹簧盒装置,可通过可变几何自动上链,动力储存可长达55小时。全新RM 011碳NTPT腕表为现代制表业带来了创新和尖端的技术解决方案。(图/文茂庄)