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機械手表有多少技術(shù)含量？
2024-04-01 15:09:22
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機械手表有多少技術(shù)含量？單純說(shuō)機械表的技術(shù)含量會(huì )非?？菰?，除了修表師傅和鐘表愛(ài)好者，大多數人看不懂機芯構造。但既然很多朋友拿CPU和機械表相比，那我們就從它倆都會(huì )用到的一個(gè)材料說(shuō)起。
一根細線(xiàn)，一頭固定住，另外一頭懸掛著(zhù)一個(gè)鐵球，把鐵球晃起來(lái)，構成了最簡(jiǎn)單的鐘擺了。而鐘擺的振蕩周期是固定的，這就是鐘表的理論基礎，現在大家看到一些古典立式鐘，還保留著(zhù)巨大的鐘擺。
但鐘擺還是太大了，尤其是像航海這種場(chǎng)合，船只劇烈的搖晃會(huì )影響鐘擺的震蕩。后來(lái)到了1675年，荷蘭人惠更斯發(fā)明了游絲（Balance Spring，另外一種說(shuō)法是1658年胡克發(fā)明的），游絲依靠自身的彈性勢能，遵循著(zhù)擺動(dòng)周期的物理規律，和鐘擺一樣作為振蕩裝置，推動(dòng)著(zhù)齒輪勻速轉動(dòng)。而游絲的尺寸顯著(zhù)小于鐘擺，并且大大降低了地球引力的影響。
這個(gè)就是游絲擺輪和擒縱結構，這玩意兒不到一厘米大小，而游絲擺輪擒縱系統是整個(gè)手表的心臟，它將發(fā)條盒中存儲的能量規律地傳遞給一套復雜的齒輪，從而讓你看見(jiàn)時(shí)間的流逝。
而游絲的張弛頻率直接決定了一只手表的精準程度。就按照每秒鐘4次（4Hz）來(lái)算，一個(gè)游絲每年需要張弛1.2億次，而其直徑只有頭發(fā)粗細的四分之一，因此，只有很少一部分金屬材料才能達到制造游絲的要求。如何制造高品質(zhì)的游絲，背后涉及到非常復雜的材料科學(xué)和精密加工。
最早的游絲是以鐵為基礎的合金制成，但是鐵本身容易生銹，并且容易被磁化，所以這種游絲的手表在用了一段時(shí)間之后，走時(shí)誤差就很大了。到了1933年，以鎳、鉻、鐵合金制成的游絲問(wèn)世，這種游絲的抗形變、抗腐蝕和抗磁性都遠好于之前的游絲。目前世界上比較高品質(zhì)的游絲，來(lái)自于瑞士Nivarox和日本精工，而前者被用于超過(guò)90%的瑞士鐘表品牌，除了勞力士，勞力士用的是自家生產(chǎn)的藍鈮游絲。
雖然像Nivarox這樣的合金游絲被廣泛運用，但仍然存在一些缺點(diǎn)。即便已經(jīng)是弱磁合金，抗磁性比較出色，但因為含有鐵元素，在強磁場(chǎng)下游絲還是會(huì )被磁化，影響精度CQ9電子游戲。如何找到一種更好的材料？
硅是地殼上含量?jì)H次于氧的元素，也是今天廣泛運用在CPU的材質(zhì)。用硅制成游絲的話(huà)，優(yōu)勢非常明顯。
首先是輕。硅的密度只有鋼的三分之一，可以更好的消除地球引力對于游絲的影響，可以使用更小的能量移動(dòng)。
此外，在抗震、抗腐蝕和抗溫度變化方面，硅游絲也比合金游絲更上一層樓。并且硅游絲可以做到完全水平。
然而硅游絲的困難，在于如何把它造出來(lái)。硅本身硬度高，并且很脆，傳統的游絲制造技術(shù)根本無(wú)法用在硅上面。
2005年，瑞士鐘表業(yè)三巨頭——百達翡麗與勞力士、斯沃琪集團（浪琴、歐米茄、寶珀等都它家的），加上科研機構CSEM（瑞士電子和微技術(shù)中心）共同進(jìn)行硅材質(zhì)的研究，開(kāi)發(fā)出了基于單晶硅的游絲材料Silinva。后來(lái)另外一家巨頭歷峰集團（Richemont，擁有江詩(shī)丹頓、卡地亞、萬(wàn)國表等品牌）也推出了自己的硅游絲機芯，不過(guò)現在兩家還在撕逼，前者說(shuō)后者侵犯了自己的專(zhuān)利。
說(shuō)回硅游絲本身。經(jīng)過(guò)科研人員的反復嘗試，百達翡麗最終采取的加工手段叫做DRIE（Deep Reactive Ion Etching）。中文叫做深反應離子刻蝕。
DRIE中含有化學(xué)性刻蝕和物理性刻蝕兩種刻蝕作用。在硅片（橙色）上涂上一層電阻涂層（resistant mask，藍色部分 ），用光刻工藝將零件圖投射在硅片上，然后去除相應位置的電阻涂層。接下來(lái)，引入六氟化硫（SF6）進(jìn)行刻蝕，產(chǎn)生四氟化硅（SiF4），然后用另一種氣體C4F8沖洗（鈍化）。
兩個(gè)步驟反復進(jìn)行，最終形成設計的硅組件。鑒于篇幅所限，我們就不具體介紹其中的技術(shù)細節了，真實(shí)的工藝比上述的復雜多了，制作150微米厚的硅組件需要數個(gè)小時(shí)。
經(jīng)過(guò)十幾年的技術(shù)發(fā)展，如今硅游絲的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，過(guò)去只在百達翡麗、雅典表等售價(jià)幾十萬(wàn)的機械表上使用，而如今技術(shù)成熟使得像美度、天梭等幾千塊錢(qián)的平價(jià)機械表也用上了硅游絲，讓更多的人擁有走時(shí)精準并且不容易受磁的機械表。
硅的運用，只是機械表技術(shù)進(jìn)步的一部分。實(shí)際上每家表廠(chǎng)都有自己的黑科技，唯有依靠技術(shù)進(jìn)步，才能在時(shí)間的長(cháng)河中存留下來(lái)。
這個(gè)道理，無(wú)論高檔還是平價(jià)，無(wú)論瑞士制造還是中國制造，對于每一只手表都是適用的。中國機械表的技術(shù)進(jìn)步也是有目共睹的，從1955年在百廢待興中制造出中國人的第一只機械表——五星表，到1996年北京手表廠(chǎng)制造出第一只中國的陀飛輪機芯；從2003年神舟五號登天楊利偉佩戴的還是石英表，到2008年神州七號翟志剛戴著(zhù)國產(chǎn)機械表實(shí)現了中國人的首次太空行走。這些進(jìn)步背后，都是鐘表人對于機械表技術(shù)的不斷鉆研。
很多人對機械表不屑一顧，其實(shí)也不是認為機械表沒(méi)有技術(shù)，主要是認為其價(jià)格太高。比如憑啥一個(gè)機械表賣(mài)到幾萬(wàn)塊錢(qián)，精度還沒(méi)有幾百塊錢(qián)的卡西歐高，而這么有技術(shù)含量的八核CPU就賣(mài)三千塊錢(qián)不到？
小到手機手表，大到汽車(chē)住宅，一個(gè)商品的價(jià)格并非取決于其技術(shù)含量多少，而是受供需關(guān)系影響。這里舉個(gè)極端的例子，鉆戒。知乎上諸如“「鉆石」是 20 世紀全球最精彩的營(yíng)銷(xiāo)騙局”一類(lèi)的問(wèn)題層出不窮。
這玩意兒有啥價(jià)值？不就是一塊碳加上一個(gè)金屬環(huán)么？憑啥要幾個(gè)月甚至一年的工資？如果說(shuō)機械表還有看時(shí)間這個(gè)實(shí)用功能的話(huà)，那鉆戒的實(shí)用功能基本為零。
實(shí)際上，在可預期的未來(lái)，隨著(zhù)整體工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，許多商品的價(jià)格都在逐漸降低，以前土豪才買(mǎi)得起大哥大，現在人手一部；我讀中學(xué)那會(huì )，一個(gè)國產(chǎn)15寸液晶顯示器要三四千塊錢(qián)，完了打CS還有殘影，而現在這個(gè)錢(qián)能買(mǎi)到65寸的液晶電視。
但鉆戒的價(jià)格只會(huì )越來(lái)越高，因為其不可替代性，因為沒(méi)有第二樣商品能取代它在普羅大眾心目中的意義。
說(shuō)個(gè)現實(shí)點(diǎn)的。今年上半年，蒂芙尼在中國的銷(xiāo)售額保持兩位數的強勁增長(cháng)，利潤超過(guò)了美國本土。
并不是說(shuō)沒(méi)有鉆戒就沒(méi)法結婚，我也見(jiàn)過(guò)很多沒(méi)有買(mǎi)鉆戒但是婚后很幸福的夫婦。你可以認為這玩意就是個(gè)騙局，衷心祝愿你找到一個(gè)和你持相同觀(guān)點(diǎn)的女朋友。
最后說(shuō)幾句。寫(xiě)這個(gè)回答，主要是想開(kāi)拓一下大家的思路。問(wèn)題下面有很多很機智的回答，但能看出很多人其實(shí)對機械表并不熟悉，這很正常?？吹揭恍┐鹬饔肅PU、手機啥的吊打機械表，我認為說(shuō)的也有道理。平心而論，我也認為機械表跟現在CPU、手機比技術(shù)含量的話(huà)，差距還是有的，畢竟我沒(méi)法用機械表上知乎。
