輕似塑料硬如剛:碳纖維應用于手表工業

    碳纖維由于它高硬度輕質量的特性被廣泛應用于航空領域,現在它的此項特性,打著高科技旗號,又引起了手表制造商的注意。
    當今手表行業中,在傳統的手表制造原料(如黃銅、不銹鋼、紅寶石等)之外尋找新的材料,并應用于手表之中已經成為了一種時尚。在零件方面,如齒輪或者擒縱結構零件中,硅材料現在是選,但是碳纖維材料現在也逐漸受到了人們的歡迎。碳纖維由于它高硬度輕重量的特性被廣泛應用于航天領域。當前,正是由于它的此項特性,當然也因為它有著“高科技”的外表,所以手表制造商們也開始注意到它。
    25年前,輛由碳纖維合成管制成的自行車曾經引起了轟動。先,它極輕的重量成為了人們受邀關注的焦點;其次,無論光線從何角度發射過來,它都會反射出如煤炭纖維一般黑亮色。
    碳纖維是有高溫分解得到的,直徑為5至8微米的獨立纖維制品,大概70根碳纖維等于人類的一根頭發絲粗細。純纖維體實際就是碳分子組成的鏈條,碳原子不同的排列方式,可以形成石墨或者鉆石不同的物質。這種纖維表現出了很多特性,如拉伸性好、彈性高、導電性能強、低密度和基本可以忽略不計的熱系數(導熱系數),重要的是――抗磁性。
    用于手表工業的復雜科技
    我們是如何將這種極細、柔軟而且彈性又高的纖維應用于太空飛機機翼表面的呢?當碳纖維被用于工業用途時,先要將獨立碳纖維絲絞成為稍粗一些的纖維絲,然后再將它編織,這樣就形成這種纖維織物的難點,就在于要將此織物完全浸泡在環氧樹脂中,使之淬水硬化。給單纖維包裹樹脂膜這一過程已經可以完美實現,這樣一旦將許多巾幗熟知的碳纖維押金成薄片的時候,多余的樹枝就被基礎,使得碳纖維的含量就可以遠遠大于樹脂含量。
    制造碳纖維表盤實際上更加簡單,因為此項工藝不需要壓緊碳纖維薄片和碳纖維織物淬水硬化的過程。制造手表表殼和其他配件時,需要的是制造商自己公司內部強大的技術支持。
    創新的過程
    以愛彼為例:愛彼用于制造Millenary MC12 和全新的Royal Oak概念表的碳纖維薄片,是愛彼經過自己技術創新后的產物。這種碳纖維并沒有編織,而是不同長度的縣委任意排列的結果,這樣做可以保證材料的堅固性。Christoph Guhl 是愛彼技術交流部門的負責人,他說:“用數控機場在這種材料上進行高精度加工是十分困難的,就像鈦或鉑金一樣,在加工過程中材料溫度會迅速提高,并且會與加工機械產生粘連,導致機械損壞。所以,加工此類零件需要相當高的技術?!痹诩庸み^程中數控機床需要消耗大量的低溫液體,刀具必須是鉆石刀頭。
    另外,愛彼碳纖維表殼的制造過程還融入了一項新發明的制造工藝。在對材料涂層之前,不同長度的線狀纖維會被打包進高質量不銹鋼模具中。在高溫高壓狀態下,此材料會被壓縮成固體,所有多余氧化物會成液化狀態,隨后從模具中流出。這一過程會使碳纖維含量提高到74%,并呈現出類似黑色不銹鋼質地的表面。由于表殼和表盤斜面對精度要求非常高,所以一般在成型后不再進行二次加工,而且成型表殼對硬度和耐磨損度的要求也相當高。