Patek Philippe: Advanced Research Perpetual Calendar
Какова роль кремния в развитии традиционной часовой механики? Возможности нового материала изучают уже десять лет. У кремния множество очевидных преимуществ, и все же его интеграция в часовые механизмы происходит гораздо медленнее, чем ожидалось. Впрочем, в реализации новых технологий активно участвует Patek Philippe — компания, обладающая высочайшей репутацией в производстве наручных часов. А значит, у кремния есть серьезные перспективы.
Какова роль кремния в развитии традиционной часовой механики? Возможности нового материала изучают уже десять лет. У кремния множество очевидных преимуществ, и все же его интеграция в часовые механизмы происходит гораздо медленнее, чем ожидалось. Впрочем, в реализации новых технологий активно участвует Patek Philippe — компания, обладающая высочайшей репутацией в производстве наручных часов. А значит, у кремния есть серьезные перспективы.
Слово «кремний» прочно вошло в лексикон людей, интересующихся продукцией швейцарских мастеров. Мы все чаще слышим это слово на стендах Baselworld. Производители возлагают на новый материал большие надежды, но пока лишь Omegа наладила серийный выпуск кремниевых спиралей. У прочих компаний часы с кремниевыми деталями спуска — лишь выставочные экспонаты, а не промышленные продукты.
Помещение для изготовления деталей Oscillomax из Silinvar в центре CSEM больше напоминает химическую лабораторию, чем традиционный часовой цех
Кремний: плюсы и минусы
Опытные инженеры знают: не бывает идеально продуманных новых технических систем. На этапе реализации и пилотной эксплуатации всегда возникает масса непредсказуемых проблем. В результате сроки и смета проекта могут увеличиться в 2–3 раза. Например, в процессе опытной эксплуатации кремниевых спиралей инженерам пришлось решать проблемы термокомпенсации и нежелательного пьезоэлектрического эффекта. Поэтому серьезные часовые производители очень осторожно подходят к запуску кремниевой технологии. И об обещанном «кремниевом буме» говорить не приходится, уж слишком велик риск заработать пятно на репутации. Кризис 2008 года заставил почти всех производителей обратить внимание на надежные и проверенные временем бестселлеры. Впрочем, новаторский пыл остыл не только из-за временных проблем с финансированием отделов R&D. Тут вопрос тонкий, идеологический. Дело в том, что кремниевые детали производят при помощи метода глубокого ионного травления (DRIE: Deep Reactive Ion Etching), то есть фотомануфактурой. И эта технология имеет мало общего с традиционным часовым промыслом в его классическом «открыточном» виде. В частности, технология DRIE исключает использование пресловутого ручного труда истинного кабинотье —то есть по сути противоречит консервативной философии больших мануфактур. Конечно, история часового дела знает много примеров подобных улучшений: синтетические рубины вместо металлических подшипников, инвар вместо стали, глюцидур вместо биметаллического баланса, ниварокс вместо латуни. Однако кремниевая технология при всей своей перспективности требует аккуратного и взвешенного подхода. Ее огромный потенциал и стремление часовщиков к совершенству могут обернуться против идеалов отрасли. Ведь недаром самая распространенная форма существования кремния на нашей планете —это его диоксид, то есть кварц.
1. Рама баланса из Silinvar
2. Центробежные массы из золота 24к
3. Регулировочные золотые грузики
Локомотив прогресса
Проект Patek Philippe Advanced Research (то есть дословно «передовые исследования») можно смело назвать локомотивом кремниевого прогресса. Специальное подразделение Patek Philippe было создано в середине 2000-х годов в тесном сотрудничестве с такими профильными организациями, как Швейцарский центр электроники и микроинженерии (CSEM), Институт микроинженерии в Невшателе (IMT) и Швейцарский федеральный технологический институт в Лозанне (EPFL). Главная задача Advanced Research — внедрение новых материалов и технологий в процесс создания часовых механизмов для улучшения их технических характеристик. В 2005 году работа принесла первый результат: не требующее смазки анкерное колесо, изготовленное из сплава Silinvar. Silinvar — запатентованный CSEM материал, получаемый путем окисления кремния в вакууме.
4. Эластичные спицы анкерного колеса, упрощающие сборку спуска
5. Дополнительный внутренний обод анкерного колеса
6. Замки на концах палет, подталкивающие рычаг в идеальную позицию перед следующим импульсом
7. Выступы между двумя зубьями анкерного колеса призваны смягчить непреднамеренный контакт между зубьями и палетами
Основные достоинства Silinvar неоспоримы:
• Легкость (плотность в 3,6 раза меньше, чем у традиционных материалов баланса)
• Однородность (равномерность распределения масс)
• Антимагнитность
• Устойчивость к коррозии
• Твердость
• Ударопрочность.
В следующем году была представлена балансовая спираль из того же Silinvar, которая получила название Spiromax. Ее отличала колодка крепления к оси баланса, а также необычная концевая кривая. Участки с разной толщиной позволяли волоску сжиматься и распускаться строго концентрически, тем самым улучшая изохронность. В 2008 году словарь настоящего любителя часов пополнился новым термином — Pulsomax. Так в AR назвали первый спуск (то есть анкерное колесо с анкерной вилкой), полностью изготовленный из Silinvar. Впервые палеты вилки были сделаны не из синтетических рубинов, а из кремния. Также модификации подверглась форма анкерного колеса и ее зубьев, профиль которых приобрел более надежное зацепление с палетами. Эта модификация позволила, кстати, и уменьшить количество зубьев по сравнению с первым вариантом спуска АR: с 20 до близких к стандартам традиционного анкерного спуска 16 без потери частоты колебаний баланса — 21 600 пк/час. Компания Patek Philippe выпустила три специальные лимитированные серии, приуроченные к презентации каждой из трех новинок. Это были модели с годовым календарем на базе автоматического калибра 324, чьи узлы распределения энергии подвергались соответствующим модификациям. Очевидно, что эти серии раскупались еще на этапе презентации, тем более что и цена на них, в силу явной экспериментальности технологии, поначалу была заявлена весьма осторожно.
8. Концевая кривая Patek Philippe
9. Интегрированная зажимная втулка (цанга)
Кремниевая революция
В 2008 году Patek Philippe Advanced Research взяла трехлетнюю паузу. Тем временем недоброжелатели задавали язвительные вопросы о кремниевых перспективах. Весной 2011 года компания дала эффектный ответ. Впервые в мире Patek Philippe АR представила комплексное кремниевое исполнение важнейшего распределительного узла механических часов. Вслед за спуском и спиралью наступила очередь абсолютно инновационного балансового колеса — GyromaxSi. По правде сказать, это никакое не колесо. GyromaxSi имеет необычную форму бабочки или песочных часов. Рама баланса изготовлена, конечно, из Silinvar, а по краям расположены две центробежные массы из чистого 24-каратного золота. Грузы интегрированы в раму с помощью гальванического наращивания. Эта конструкция позволяет добиться максимальной концентрации масс на периферии баланса и получить исключительно эффективные показатели инерции: низкая плотность Silinvar позволила на 2/3 уменьшить массу баланса у оси вращения. Такая конструкция предъявляет особые требования к балансировке периферийных грузов.
Для презентации Oscillomax был выбран знаменитый автоматический калибр 240 Q с вечным календарем. Диаметр — 27,5 мм, высота — 3,88 мм, 275 компонентов, 27 камней, запас хода 70 часов, миниаютрный инерционный сектор золота 22К, частота работы баланса 21 600 пк/час
На помощь приходит все та же технология DRIE, упомянутая в начале статьи. Дополнительно баланс оснащен четырьмя золотыми балансировочными грузами для максимально точной настройки. Уменьшенное трение и никакой смазки — вот главные плюсы GyromaxSi. А еще особая форма, которая позволяет улучшить аэродинамические свойства баланса, ведь на сопротивление воздуха приходится около 60% общих потерь энергии движения, то есть больше, чем потери на трение между деталями механизма. GyromaxSi по сравнению с обычным колесом баланса экономит 21% энергии — это подтверждают динамические контрольные измерения. В паре с GyromaxSi работает спираль Spiromax. В отличие от традиционной брегетированной спирали с изогнутым кончиком, она абсолютно плоская и в итоге занимает в три раза меньше места в высоту, что при одинаковых параметрах изохронности позволяет создавать намного более тонкие механизмы в целом. Существенно доработан и третий ключевой узел распределительной системы — спуск Pulsomax. Его новая версия позволяет на 15–20% увеличить количество энергии, передаваемой на баланс. Анкерное колесо и вилка значительно улучшены: инерция деталей меньше, а устойчивость узла к негативным воздействиям значительно выше, чем в версии 2008 года.
Инженеры Patek Philippe первыми в мире поставили особую задачу: избежать деформации деталей, которая возникает из-за неточности их изготовления и в процессе сборки. Спусковое колесо выполнено как бы из двух обручей, соединение между которыми имеет определенную эластичность. Внутренний обод соединен с осью колеса при помощи эластичных спиц, которые автоматически проворачивают колесо в правильное функциональное положение при его установке. Дополнительный внутренний обод позволяет избежать деформации зубьев после установки, сохранив идеальную концентричность колеса и оси. Чтобы уменьшить инерцию, зубья сделаны тонкими, а чтобы они не сломались при ударах, инженеры предусмотрели конструкцию, в чем-то повторяющую идеологию системы Incablock: в случае удара и возникновения продольных смещений вилки относительно колеса палеты вступают в контакт со специальными вырезами, расположенными между зубьями вилки, тем самым снимая с последних нагрузку. Интересную форму приобрела и вилка. Благодаря прорезям она способна амортизировать удары. Кроме того, в Pulsomax применен новый профиль палет: на их концах сделаны специальные замки-зазубрины, подталкивающие рычаг в идеальную позицию перед следующим импульсом.
Высота корпуса составляет всего 8,8 мм, общая высота вместе с сапфировыми стеклам, включая интегрированную лупу — 10,1 мм
Oscillomax в деле
Spiromax, GyromaxSi и Pulsomax — у каждого компонента своя история создания и развития, но все они работают в непосредственном взаимодействии и отвечают за один параметр механизма: точность хода. Поэтому для их ансамбля Patek Philippe выбрал общее имя — Oscillomax. Таким образом, в часах с технологией Oscillomax использованы спираль Spiromax, баланс GyromaxSi и спуск Pulsomax. В совокупности технология Oscillomax насчитывает 17 патентов. Для презентации Oscillomax был выбран знаменитый автоматический калибр 240 Q с микроротором. На сей раз кремниевому «апдейту» подвергся вечный календарь, получивший имя Patek Philippe Advanced Research Ref. 5550P. Стандартный запас энергии калибра 240 Q — максимум 48 часов. Если заменить обычную распределительную систему на Oscillomax, этот показатель увеличивается до 70 часов. Преимущества AR очевидны: утром в пятницу вы можете сменить 5550P на более спортивный Nautilus — и до вечера понедельника не беспокоиться за индикацию календаря. На сапфировой задней крышке корпуса, прямо над инновационным узлом, расположено необычное увеличительное стекло: оно позволяет в деталях рассмотреть его работу. На мосте баланса выгравирована золотом надпись Oscillomax. Часы 5550P впечатляюще инновационны, но при этом имеют строгий классический вид, как и подобает часам Patek Philippe. Судите сами: корпус Calatrava из платины 950-й пробы, серебристый циферблат с вертикальным сатинированием, золотые стрелки в виде листьев, накладные часовые метки, классическая минутная шкала в стиле «железная дорога», люминесцентные часовые точки. Диаметр корпуса 37,2 мм при толщине всего в 9 мм — и это, напомним, вечный календарь с автоподзаводом! Всего будет изготовлено 300 экземпляров 5550P.
Будущее
Опыт разработок Patek Philippe AR и других компаний показывает: материалы на основе кремния открывают перед часовыми инженерами удивительные перспективы. Нет, речь не о банальном изготовлении привычных деталей из нового материала. В будущем могут быть пересмотрены сами принципы конструирования целых узлов механизма. Будут принципиально улучшены технические характеристики — стабильность хода, изохронность, запас хода, точность и надежность механизма. Очередной очевидный результат прогресса — 5550P. Но говорить о массовом и повсеместном внедрении кремниевых технологий пока не приходится. Кремний остается технологией для отдельных коллекционных изданий. Впрочем, ситуация может резко и непредсказуемо измениться. Умение балансировать на тонкой грани инноваций и традиций — самая важная примета высокого часового искусства.
Patek Philippe Advanced Research Perpetual Calendar
Ref: 5550P
Корпус: 37,2 x 8,8 мм, из платины, сапфировое стекло и задняя крышка, в стекло на задней крышке интегрирована лупа, между ушками на отметке «12 часов» инкрустирован белый бриллиант 0,02 карата, WR 30 метров
Механизм: мануфактурный ультратонкий автоматический калибр 240 Q Si с миниатюрным сектором подзавода, запас хода 70 часов, частота работы баланса 21 600 пк/ч, спираль Spiromax и спуск (анкерное колесо и вилка) Pulsomax выполнены из кремниевого сплава Silinvar, баланс GyromaxSi — из Silinvar и 24-каратного золота, клеймо Patek Philippe
Функции: часы, минуты, 24-часовой указатель, календарь-дата, день недели, месяц, фаза луны, цикл високосного года
Ремешок: из кожи аллигатора с платиновой браслетной застежкой, украшенной логотипом Patek Philippe
Лимит выпуска: 300 экземпляров
Опубликовано в журнале "Мои Часы" №1-2012