百達翡麗先進研究與鐘錶創新
Nov 1, 2017
近日PATEK PHILIPPE百達翡麗在城邦國際名錶的官網（桌機版）上了新的廣告，連結的內容主要是介紹2017年百達翡麗先進研究系列5650G Travel Time兩地時間腕錶的兩項新技術，並回顧先前的創新研究。沒想到這雖然是廣告，內容卻滿有意思的。於是略作整理借花獻佛，介紹一下百達翡麗的先進研究。
百達翡麗5650G兩地時間腕錶的兩項新技術包括了全新的兩地時間快調裝置與經過微調的新型Spiromax矽游絲。矽游絲的改良很細微，留待後面再說。我們先來看看突破傳統的兩地時間快調裝置。
百達翡麗5650G兩地時間腕錶的面盤做了局部鏤空，主要就是要顯露出這個全新設計的時區快調裝置。原廠把這項創新翻譯成「順應（靈活）裝置」（Compliant ／Flexible Mechanism），字面上不太好懂，說得實際一點，基本上這是一個利用鋼材本身結構的彈性來簡化時區快調零件的裝置，可以讓整個組件更薄、更耐用。基於這種概念的技術看似單純，要精密控制並不容易，雖然先前已經應用在太空研究的望遠鏡上，百達翡麗則是第一個將之引入製錶業的品牌。
從上圖可以看出來，傳統的方式利用堆疊的槓桿推動；而創新設計則是以一體成形的零件為主體，這個主要零件利用四組交叉結構的彈性，在被按壓時改變勾爪位置去推動齒輪，當快調時區的按把被鬆開後，勾爪也會順著彈性歸回原位，因此這個部件並沒有零件摩擦損耗的問題。而傳統結構中的槓桿藉由樞軸（猶如關節）連動，槓桿動作時樞軸的摩擦力便會增加，進而損耗能量與零件本身。新裝置的組件只有12個零件，總厚度為1.24毫米，傳統裝置則要37個零件，厚1.45毫米，優越之處可見一斑。
5650G兩地時間腕錶的另一項特色是新型的Spiromax矽游絲，當初在巴塞爾錶展（Baselworld）時聽品牌解說，卻沒見到圖片，實在有聽沒有懂，後來看到圖片，就很清楚了。
先來看看游絲的理想狀態，當擺輪左、右來回擺動到底時（即游絲最緊和最鬆的時候），最好讓游絲的輪廓像是兩個同心圓一樣；越接近這個目標，等時性越好，也就是越精準。然而，如果只是隨便把游絲捲成螺旋狀是不會產生這種效果的。所以雙層的上繞式寶璣游絲才會需要所謂的菲利浦末端曲線，而扁平游絲也要有特別的末端曲線，即使是矽游絲也不例外，這樣才能使實際運作盡量趨於理想狀態。
很細微的曲線變化就能決定游絲的不同表現。從上圖中可以看到2006年的百達翡麗Spiromax矽游絲外圍接近末端的地方，寬度特別肥厚；而2017年的進化則是增加了最內圈這一端的局部厚度。如果不特別以紅框標示出來的話，你看得出改良之處嗎？我是看不出最內圈的變化啦！
2006年Spiromax矽游絲的設計大幅提升了腕錶在平放時的等時性，但是當腕錶處於垂直方位時，等時性還是會受到影響。因此在2017年，百達翡麗在內圈接近末端的地方也做了凸緣，如此可以讓腕錶在垂直方位時也能有很好的等時性表現。按照百達翡麗公布的數據來看，使用新款Spiromax矽游絲的機芯，在3、6、9、12等四個垂直方位的每日誤差可以控制在每日-0.5到+0.5秒，從數據來說遠遠超越了百達翡麗印記規範的每日-3到+2秒的誤差。
現在看已經不稀奇的矽材質零件，在製作上其實各有巧妙。百達翡麗用的矽材質命名為Silinvar，這是Silicon（矽）與Invariable（永恆不變）的複合字，象徵很穩定、不易受外界影響的物料。這種矽材質最早是由百達翡麗、ROLEX勞力士、SWATCH斯沃琪集團聯手與瑞士微型電子技術中心（CSEM）合作研發，百達翡麗將它命名為Silinvar，並註冊了這個名字。換句話說，Silinvar這個名詞是百達翡麗所專有，但以材質本身來講，和勞力士、斯沃琪集團所用的矽材質基本相同。
一般常宣傳的矽零件優點包括了輕盈、堅硬、不會受磁，在小範圍內有極佳的等時收縮性能。此外，各項矽零件是用深活性離子蝕刻工序（DRIE）技術製作，所以能做出1/1000毫米公差以內的精密、輪廓複雜的零件。從百達翡麗所公布的資料來看，Silinvar材質是由兩種物料所組成，一個是外層的氧化矽，一個是內部的矽。氧化矽外層可以讓矽零件減低溫度的不良影響，用Silinvar所做的零件可以在攝氏-10到+60度的範圍內維持一致的物理特性。看到這裡不知道你還有興趣嗎？我們還是點到為止，免得你頭痛，我也太燒腦！
在報告完2017年最新成果後，接著簡單回顧一下百達翡麗先進研究系列的歷代發展吧！
百達翡麗先進研究系列回顧
文／賴彥嘉 資料提供／百達翡麗
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