ЛЕГЧЕ И ТВЕРЖЕ СТАЛИ

Легче и тверже стали, абсолютно устойчивый к царапинам, с блестящей, как зеркало, поверхностью, очень приятный на ощупь материал... Столь уникальное сочетание свойств принадлежат керамике, что делает ее идеальным материалом для часов. Первой это осознала компания IWC: она изготавливает керамические корпусы для разных моделей часов на протяжении 30 лет. Главная трудность заключается в крайне сложном технологическом процессе. Совсем недавно стойкая к износу керамика нашла применение и в часовом механизме.

 

Узнать, какова керамика на ощупь, можно, если провести кончиком пальца по очень качественному фарфору. Палец скользит по гладкой, как бархат, поверхности и ощущает приятное тепло, которое особенно ценишь, когда за окном идет снег. Но помимо этого керамика еще и абсолютно устойчива к царапинам. Уникальное сочетание свойств вызвало интерес к керамике у часовщиков: из нее может получиться очень хороший корпус для механических наручных часов.

 

Очевидно, что фарфоровая керамика для этой цели не подходит. Поэтому выбор пал на специальную керамику технического назначения. «Эти неорганические, неметаллические материалы легче и тверже стали, в то же время они очень устойчивы к физическому и химическому воздействию», – объясняет преимущество керамических материалов Лоренц Бруннер, глава отдела инноваций и предпроектной разработки на мануфактуре IWC Schaffhausen. Керамика невосприимчива к температурам, значительно превышающим 1000 градусов, а также к влаге и даже к кислотам. Диапазон применения технической керамики огромен: он включает в себя конденсаторы, уплотнительные кольца и зубные имплантаты, авиационные и ракетные двигатели, детали мощных, но экономичных автомобильных двигателей.

СВЕРХТВЕРДАЯ КЕРАМИКА ПОЛУЧАЕТСЯ ИЗ ПОРОШКА

Применяемая в часовом деле высокотехнологичная керамика отличается высокой чистотой исходного сырья и особой сложностью технологического процесса. По сравнению с фарфором, который является, по сути, обожженной глиной, она не такая хрупкая. «Исходным сырьем выступают поликристаллические порошки, в основном минералы, например, силикаты, оксид алюминия или карбид кремния», – рассказывает Лоренц Бруннер. Они перемешиваются со вспомогательными материалами в однородную массу, которая затем формуется и спекается при высокой температуре в печи. В процессе спекания вспомогательные материалы улетучиваются, а остается только очень прочное керамическое тело, состоящее из бесчисленных микроскопических зерен.

 

Технология производства керамических корпусов для механических часов представляет собой шедевр инженерного искусства. А опыт IWC в этом искусстве насчитывает почти 30 лет. Еще в 1986 году IWC стала первой часовой компанией, которая начала использовать специально закаленную оксид-циркониевую керамику для изготовления часовых корпусов. Керамические часы Da Vinci, арт. 3755, имели оглушительный успех. Элегантный и прочный материал впоследствии использовался в часах Pilot’s Watch, а недавно проник и в семейство моделей Ingenieur. Задумав специальную лимитированную серию часов Top Gun Chronograph Antoine de Saint-Exupéry, первопроходцы из Шаффхаузена снова ступили на неосвоенную территорию: это были первые в истории IWCчасы с корпусом из керамики на основе нитрида кремния.

В ПОИСКАХ ОПТИМАЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

«Разработка и производство керамического часового корпуса является долгим и сложным делом. В поисках наилучших решений инженеры IWC тесно взаимодействуют со специалистами наших поставщиков», – комментирует господин Бруннер. Одна и самых непривычных проблем состоит в том, что в процессе спекания керамика дает усадку примерно на треть. Чтобы позднее часовой механизм мог легко разместиться в корпусе, усадку требуется учесть уже на стадии проектирования. И еще одна особенность: в отличие от металлов, свойства которых четко определились и окончательно сформировались перед машинной обработкой, керамика – а с ней и готовое изделие – находится под влиянием отдельных этапов производственного процесса. При одном и том же составе керамики разные способы спекания в сочетании с выбранными размерами зерен и температурой спекания дают совершенно разный конечный результат.

 

В случае с коричневой керамикой часов Top Gun Chronograph Antoine de Saint-Exupéry инженерам пришлось провести бесчисленные опыты, чтобы буквально нащупать наиболее оптимальный технологический процесс. Например, во время спекания нитрид кремния не должен вступать в контакт с кислородом, иначе он может окислиться. Это означает, что обжиг часовых корпусов следует производить при температуре 1800 градусов Цельсия в среде инертного газа, которым выступает азот. Чтобы сделать материал еще плотнее, его спекают под давлением. Красивый коричневый цвет был получен смешиванием нитрида кремния с нитридом титана.

 

Такая специфическая комбинация исходного сырья делает спеченный нитрид кремния еще более твердым, чем другие виды керамики, но при этом менее хрупким. Расплатой за это стали дополнительные трудности при обработке корпуса. «Твердость и прочность нового материала превратили процесс его механической обработки в чрезвычайно тяжелую работу; нам приходилось чаще менять алмазный инструмент, потому что он стачивался быстрее обычного», – вспоминает Лоренц Бруннер.

—Еще в 1986 году IWC стала первой часовой компанией, которая начала использовать специально закаленную оксид-циркониевую керамику для изготовления часовых корпусов. Керамические часы Da Vinci, арт. 3755, имели оглушительный успех.
ЭТИ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ, НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ЛЕГЧЕ И ТВЕРЖЕ СТАЛИ, В ТО ЖЕ ВРЕМЯ ОНИ ОЧЕНЬ УСТОЙЧИВЫ К ФИЗИЧЕСКОМУ И ХИМИЧЕСКОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ.
—Лоренц Бруннер, глава отдела инноваций и предпроектной разработки на мануфактуре IWC Schaffhausen

КЕРАМИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ В ЧАСОВЫХ МЕХАНИЗМАХ

Исключительная износостойкость керамики делает интересным использование этого материала внутри часов. «Некоторые детали часового механизма подвергаются необычайно высоким нагрузкам. По этой причине мы пытаемся заменить некоторые металлические детали керамическими компонентами», – продолжает Бруннер. Как и в случае с часовыми корпусами, компания IWC сыграла в этой области сфере роль первопроходца. Наибольшая трудность заключается в том, что латунную или стальную деталь нельзя взять и просто заменить идентичной керамической.

Как правило, уже сам материал влияет на геометрию детали. Дело осложняется еще и миниатюрными размерами деталей, а также минимальными допусками в часовом механизме: то есть инженерам и в этому случае нужно учитывать, что при спекании керамика теряет около одной трети своего первоначального объема.

—Семейство калибров 50000

В 2012 году мануфактуре IWC впервые удалось изготовить из износостойкой керамики собачки системы автоподзавода Пеллатона для механизма часов Portuguese Tourbillon Mystère Retrograde. Сегодня эти собачки используются во всех моделях семейства калибров 50000. Кроме того, используемый в хронографах IWCрычаг качающегося зубчатого колеса устанавливается тоже не в камневых, а в керамических подшипниках, которые прочнее синтетического рубина.

В калибрах 51000 крошечная керамическая трубка заменила собой два камневых подшипника в центре ротора: «Это способствует более точной посадке ротора и устраняет необходимость его регулировки», – поясняет господин Бруннер главное преимущество такого решения. Помимо износостойкости, преимуществом керамики является ее легкость, особенно там, где желательно, чтобы подвижные детали затрачивали как можно меньше энергии. «Но меня как материаловеда в керамике больше всего восхищает ее стойкость», – говорит в заключение Бруннер. Действительно, трудно найти другой материал, который так же хорошо выдерживает разрушительное воздействие времени: одним из старейших рукотворных произведений человека является маленькая статуэтка Венеры из обожженной глины возрастом около 30 000 лет. Замечательные керамические часы IWC тоже призваны служить источником удовольствия для своих владельцев в течение всей жизни, и, вполне возможно, переживут тысячелетия.

В 2012 ГОДУ МАНУФАКТУРЕ IWC ВПЕРВЫЕ УДАЛОСЬ ИЗГОТОВИТЬ ИЗ ИЗНОСОСТОЙКОЙ КЕРАМИКИ СОБАЧКИ СИСТЕМЫ АВТОПОДЗАВОДА ПЕЛЛАТОНА ДЛЯ МЕХАНИЗМА ЧАСОВ PORTUGUESE TOURBILLON MYSTÈRE RETROGRADE.


ПОКАЗАТЬ ДРУГИЕ СТАТЬИ