自1971年东方星腕表问世以来,46系列机芯便一直是其动力之源。其坚固耐用且精准可靠,堪称核心机芯。2021年,正值东方星腕表诞生70周年之际,爱普生对46系列机芯进行了重大升级。通过采用硅材质打造擒纵轮,机芯性能得到了显著提升。

透过小秒针窗口左上角可见的擒纵轮由硅材质制成。新款东方星“镂空”腕表是首款采用硅材质打造擒纵轮的日本制造机械腕表。这款充满活力的硅材质擒纵轮使动力储存延长了约20小时,并显著提升了走时精度。
手动上链(机芯型号:F8B62)。22颗宝石。振频21,600次/小时。动力储存约70小时。不锈钢表壳(直径38.8毫米,厚度10.6毫米)。防水深度5巴。售价:290,000日元。
采访和文字:Masayuki Hirota(Chronos-Japan)
本文发表于2021年3月刊的《Kronos Japan》杂志。
闪耀千年的星星
爱普生全新推出的东方星经典系列“镂空”腕表,首次在日本机械腕表中采用了硅质擒纵轮。精工爱普生董事长臼井稔曾表示:“我们希望利用爱普生的卓越技术,为东方星带来创新。”爱普生不仅在打印机领域,在精密机械领域也拥有强大的技术实力。尽管他们擅长运用新材料和新技术,但谁也没想到他们会涉足硅质擒纵轮领域。该公司于2016年1月开始对硅这种材料产生兴趣。18年中期,他们开始使用硅材料制作擒纵轮原型,并最终在21年——东方星品牌诞生70周年之际——发布了这款腕表。

最初使用硅的目的是为了提高擒纵机构的效率。用更轻的材料制造擒纵轮可以降低其转动惯量,从而延长动力储存并提高计时精度。同时,提高加工精度可以减少动力损耗。爱普生考虑了多种材料,包括加工方法。最终选择了硅,这种材料在制表行业正变得越来越受欢迎。当然,爱普生选择硅并非仅仅因为它在制表行业流行。多年来,爱普生一直使用MEMS技术制造打印头。对该公司而言,改用硅是顺理成章的选择。

(右图)骨架设计也经过修改。平衡摆轮的图案是一颗双尾彗星。结合深邃的钻石切割倒角,给人留下深刻印象。
硅擒纵轮的加工工艺如下:首先在硅片表面形成光敏树脂图案,该图案构成擒纵轮的形状,然后进行等离子体处理。爱普生公司表示:“等离子体处理后的硅表面不平整,这更加凸显了硅的脆弱性。这种表面不适用于擒纵轮等功能性部件,但通过平滑表面处理,可以显著提高其强度。” 因此,通过增加反复的热氧化处理和去除工艺来形成光滑表面,与传统的镍银材料相比,硅擒纵轮的强度和耐磨性均得到提升。

(右图)菊花状表冠的设计出于实用性考虑。与手指接触面积更大,上弦更加方便。
然而,尽管硅胶强度高、耐磨,但它却是一种难以加工的材料。硅胶制成的擒纵轮需要固定在钢制小齿轮上。如果施加的力过大或轴线错位,就很容易断裂。因此,硅胶擒纵轮的使用此前仅限于一些高端机型。爱普生通过在与小齿轮的连接点上增加弹簧特性,找到了一种解决方案。
MEMS技术能够实现微米级加工。利用这种方法,可以赋予易碎的硅材料弹性。硅材料虽然易碎,但当其足够薄时也具有弯曲的能力。爱普生工程师们思考能否利用这一特性。如果擒纵轮的连接部分具有弹性,就能防止连接过程中损坏,即使小齿轮的尺寸存在一些误差,理论上也能高精度地固定擒纵轮。因此,爱普生制作了几个中心带有弹性的擒纵轮原型。通过将扇形连接部分与侧面带有狭缝的新型小齿轮相结合,最终实现了防止硅擒纵轮断裂并实现高精度固定。

因此,硅质擒纵轮为46系列机芯带来了显著的性能提升。为了延长动力储存,主发条被做得更薄,扭矩也相应降低,动力储存从约50小时延长至约70小时,但精度也随之降低至每天+15至-5秒。

这款全新腕表正值东方星品牌创立70周年之际推出。它采用硅质擒纵轮,内外做工均更加精良。尽管内外质感有所提升,但价格仅比现有镂空款高出5万日元,定价策略也十分巧妙。此外,这款腕表还搭载镀银机芯。
手动上链(机芯型号:F8B63)。22颗宝石。振频21,600次/小时。动力储存约70小时。不锈钢表壳(直径38.8毫米,厚度10.6毫米)。防水深度5巴。售价:290,000日元。
然而,即使是硅质擒纵轮,如果放置在机芯深处,也会呈现暗色。因此,爱普生以纳米级的精度控制涂覆在硅材料上的多层薄膜的厚度。此外,通过将多晶硅薄膜夹在两层氧化物薄膜之间,他们成功地赋予了硅材料鲜艳的蓝色。正如爱普生的一位代表所说,一项专利申请正在审批中,这标志着一项旨在为硅这种功能性部件赋予色彩的全新尝试。

一款融合了东方星悠久历史和爱普生技术专长的硅质擒纵轮

机芯的打磨工艺也得到了提升。此前,打磨采用橡胶砂轮,而新款46系列机芯F8B62和F8B63则采用了机械加工的波浪纹。这种纹理清晰的波浪纹,结合新应用的钻石切割倒角工艺,赋予机芯更加奢华的外观。
外观上的改进也体现了东方星的独特之处。表壳材质由SUS304不锈钢升级为SUS316L不锈钢,后者具有更佳的耐腐蚀性。表镜采用的蓝宝石水晶玻璃不仅由单面球面升级为双面球面,而且双面均覆有防反射涂层。此外,表冠采用菊花造型,兼顾了上链的舒适性,这也是东方星一贯的匠心之作。

(右图)从封底看到的运动
东方星新款镂空腕表采用硅质擒纵轮,性能显著提升。其设计主题为“无处,即此地”(NOWHERE, NOW HERE,意为“不存在之物,此刻即在此”)。值此70周年庆典之际,东方星为我们展现了日本制表业前所未有的全新境界。

(右图)正在组装的机芯,硅质擒纵轮正在安装中。

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