康斯登Monolithic矽振盪機芯創新擒縱挑戰40Hz超高振頻
Mar 26, 2021
康斯登Frederique Constant宣佈在精密計時領域發現了一項技術突破－Slimline Monolithic Manufacture腕錶重新定義了機械腕錶的調節原理，透過比大多數機械機芯快十倍的振頻速度，達到領先行業的精準度。
此款腕錶採用矽製振盪系統，取代傳統腕錶的多個零件，並消除了機械腕錶的許多主要缺點。因其獨特的設計和小巧的尺寸，革命性的高頻震盪系統可輕鬆配合傳統的機芯尺寸；機芯搭載於直徑40毫米的錶殼內，錶盤上設有一個可以看到震盪系統的鏤空視窗，此款腕錶採用尖端技術，但價格平易近人，遵循品牌「可觸及的奢華」的理念。
Slimline Monolithic Manufacture腕錶運行影片
（From Monochrome Watches）
在過去的三個世紀，機械腕錶的調節方式一直沒有改變，17世紀擺輪游絲的發明對機械製錶業產生了深遠的影響，從那時起，機械腕錶幾乎完全依靠擺輪游絲。擺輪游絲是由一條安裝在擺輪上成螺旋狀盤繞的纖幼游絲組成，它可以讓擺輪以恆定的頻率來回擺動，以控制和影響腕錶齒輪的旋轉速度。儘管隨著時間的推移，技術也有不斷提升，但擺輪游絲的原理始終沒有改變，在長達三個多世紀的時間裡，幾乎沒有受到任何衝擊挑戰。
機械腕錶的基本原理如下：能量→傳動軸→擒縱裝置→振盪系統
能量（由螺旋狀發條儲存於發條盒內）透過由擒縱裝置和震盪系統組成的調速器，以脈衝形式釋放。擒縱裝置將脈衝傳遞至振盪系統（絕大多數機械腕錶的擺輪），擒縱裝置在另一方面又由振盪系統調節，因此，每次振盪會讓齒輪組前進或「釋放」一定的能量。
兼容或靈活彈性的機制是製錶業未來的一件大事，並開闢了全新的可能性。某些材料例如矽的彈性特質，可以製造嚴密精確的Monolithic單片式零件，來取替某些機械組裝零件。如今，康斯登在其革命性的振盪系統設計中運用了這些具彈性、無接縫的結構，Slimline Monolithic Manufacture腕錶概念極具開創性，是精密機械計時領域的一大突破，振頻達到驚人的每小時288,000次，比大多數機械腕錶快十倍！
康斯登使用裝有兩個調節砝碼的單一部件取替了由26個部件組成的標準組件。Monolithic震盪系統由單晶矽製成，在其具彈性的結構內搭配有擒縱錨，這款振盪系統擁有三項創新：
1.革命性的單件式小巧振盪系統。由於幾何學的撓曲摺面和質量體積，令符合傳統擺輪結構、具彈性的樞軸震盪系統 (flexure pivot oscillator) 首次成功誕生。
2.採用全新錨固系統的超薄震盪系統。擒縱錨內嵌於震盪系統，並且首次將其功能整合至彎曲結構中，從而大大減小了尺寸，同時將所有功能保留於纖薄的矽製層中。
3.透過砝碼來調節震盪系統，與傳統無卡度游絲擺輪上使用的螺絲砝碼相同。製錶師只需轉動兩個砝碼，即可輕鬆調節頻率，達到極致的精確。
因為震盪系統的撓曲和幾何結構的巧妙設計，康斯登的團隊成功將其尺寸減小至傳統調節器的尺寸，並提高了頻率，進而提升精準度。與許多傳統機械機芯每小時振動28,800次不同，Monolithic Manufacture腕錶是第一款瑞士製造的每小時振頻高達288,000次或40赫茲的機械腕錶，比傳統機械機芯腕錶快十倍。儘管機芯頻率很高，高性能的機械仍可提供80小時動力儲存。
開創新篇章－與Flexous攜手合作
Monolithic振盪系統概念的誕生，源於康斯登聯合創始人兼前行政總裁Peter Stas，與荷蘭領先的技術孵化器YES！Delft旗下主要研究創新鐘錶技術的分公司－Flexous創始人兼行政總裁Nima Tolou博士的一次會面。及後，康斯登團隊委託Flexous生產這款配備特殊規格的獨特彈性振盪系統。
康斯登和Flexous團隊共同發起了一個聯合項目，該項目匯集了高規格跨學科的專業知識。創新撓曲震盪系統採用的技術目標很明確：
1.尺寸要與傳統擺輪相若，僅需些微的調整即可安裝至標準機芯
2.盡可能達到最高頻率
3.長達80小時的動力儲存
4.符合成本效益，讓品牌能夠以合理的價格生產足夠的數量
精密計時領域的革命－Monolithic震盪系統
全新拓撲結構的撓曲和質量體積，為撓曲樞軸震盪系統 (Flexure pivot oscillator) 創造出前所未有的袖珍尺寸（直徑9.8毫米，厚度0.3毫米）提供條件。擒縱錨首次融合在撓曲結構內；這個革命性的設計結合了高頻（40赫茲）和低振幅（6°，而一般常規擺輪約300°）。
康斯登全新革命性的Monolithic震盪系統設計，選擇了單晶矽作為材料，單晶矽百分之百抗磁，對比傳統擺輪游絲的主要缺點來說，質量輕巧且可以降低零件的主要磨擦和磨損。
震盪系統的質材選擇消除了傳統擺輪游絲的主要缺點。單晶矽100％抗磁，可抵抗溫度變化，質量輕巧，比一般震盪系統輕四倍。沒有機械的交連，意味著零件的摩擦和磨損會降低。因此，驅動擒縱輪和振盪系統需要較少的動力，這樣可以減少元件之間的作用力：產生的扭矩/力偶減少2.5倍，尤其是消除了瑞士槓桿式擒縱裝置在停止和運動時產生的能量浪費。最後很重要的一點是，矽不需要潤滑，這可以提高擒縱裝置的長期可靠性，亦避免了高頻導致的抹油需要。
速率透過砝碼來調節，與傳統無卡度游絲擺輪使用的系統相同。調校系統極為精確，時間被劃分為百分之一秒（而對於以4赫茲振頻運行的常規機械機芯，則以十分之一秒劃分）。鑒於擒縱系統的創新設計，依賴機芯的滴答聲去測量機芯速度的傳統設備無法使用，若要計算每天的平均速率（以秒為單位），則需要使用每秒拍攝250,000張圖像的鐳射攝像機。
康斯登第30枚自家生產機芯
康斯登的製錶師很快意識到，傳統齒輪組無法應對40赫茲調節器的超高速，這引導團隊設計了一款全新的基礎機芯－FC-810 自動上鏈機芯，這款機芯能夠配合新的矽製振盪系統的速度運行。整個動力鏈必須重新設計，齒輪組在發條盒和擒縱小齒輪之間設有四個輪子，而傳統機芯只有三個輪子，然而，調節器的效率仍然可以提供長久的80小時動力儲存。在振頻每小時28,800次的常規機械機芯中，秒針一秒前進8格，而在Monolithic Manufacture機芯中，秒針每秒移動80格，機芯提供了盡可能順輰的秒針滑動，秒針的移動速度比肉眼能看到的還要快！
超薄自家機芯腕錶
康斯登Slimline Monolithic Manufacture腕錶是首款搭載這枚突破性機芯的錶款。這款全新腕錶採用40毫米圓形錶殼，飾以機刻/平頭釘圖案的優雅錶盤，印有羅馬數字，並搭配寶璣風格的指針。參照康斯登經典的心跳腕錶，錶面在6時位置設有圓形視窗，完美展示腕錶振盪系統的律動。12時位置設有指針式日期顯示盤，與6時位置的振盪系統形成古典與高科技的對比。在腕錶的另一面，背透底蓋讓FC-810自動上鏈機芯一覽無遺。
腕錶備有三個限量錶款：810枚為精鋼錶殼搭配藍色錶盤錶款、810枚採用精鋼錶殼搭配銀色錶盤、81枚為18k玫瑰金錶殼款式。總括而言，Slimline Monolithic Manufacture腕錶是經典製錶與高科技創新的完美結合。康斯登董事總經理Niels Eggerding說道：「最新的Slimline Monolithic Manufacture腕錶充分體現康斯登的遠見、決心和對製錶技術的熱誠。」
Flexous Mechanisms行政總裁Nima Tolou博士表示：「我們對這項令人振奮的成果感到驕傲，從概念構思到生產出腕錶成品，僅用了兩年左右的時間就完成了所有工作。我們為這次康斯登與Flexous聯手合作項目所產生的協同效應感到自豪。」
關於Flexous Mechanisms
Flexous Mechanisms是一家獨立的鐘錶科技公司，專門從事具彈性腕錶零件的設計和開發，尤其是機械腕錶所使用到的零件。Flexous於2012年在荷蘭代爾夫特成立，是一家於彈性機械領域全球領先的集團在代爾夫特理工大學的分支機構。我們開發和生產定製的創新腕錶零件，從設計到生產提供一站式服務。我們與志趣相投的鐘錶品牌和鐘錶零件生產商合作，在傳統鐘錶製造和21世紀彈性機械設計領域之間架起橋樑。我們致力成為鐘錶業最具前瞻性的創新技術供應商。我們的願景是為鐘錶的主要部件提供具彈性的零件，並以高度創新的方法為準確性、精準度和運行時間設定新邊界。
責任編輯／鄭婷蓶
