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精準以外的追求 朗格擺輪游絲

費爾迪南多‧阿道夫‧朗格(F. A. Lange)的長子理查‧朗格(Richard Lange)在業界貢獻了多項發明和專利設計,對精密製錶的發展帶來決定性的影響。他最重要的發現直至今天依然應用於幾乎所有優質的機械腕錶中:含鈹合金擺輪游絲。1930年,理查‧朗格成功為這項奠定時計精準度的發明申請專利。

Portrait of Richard Lange

理查‧朗格(Richard Lange,1845–1932年)

Patent application concerning a metal alloy for balance springs, submitted by Richard Lange

於1930年提交編號529 945的專利申請, 名為「鐘錶游絲使用的金屬合金」。

擺輪游絲或游絲好比機械腕錶的心臟,直接影響腕錶的精確度。在某些游絲類型中,僅僅0.001毫米的厚度誤差足以令腕錶的運行每天偏離近30分鐘。因此,其製作容差僅限於0.0005毫米。朗格以特別數學公式來確定每枚獨立機芯的最佳游絲。

Tino Bobe介紹錶廠自製擺輪游絲

超越精準,人手計算

Depending on the watch model, the diameter of the hairspring wire is "drawn" to the right size.

程序步驟1:拉絲

製作程序開始時,游絲金屬線的直徑為0.5毫米。進行第一步時,金屬線會在不同尺寸的鑽石拉絲模中拉絲。游絲的尺寸視乎錶款而定,拉絲的次數可多達32次。經過拉絲後,舉例而言,RICHARD LANGE PERPETUAL CALENDAR “Terraluna”所使用金屬線的直徑僅0.059毫米。

The thin wire is rolled to its final dimensions

程序步驟2:滾軋

現在會將極幼的金屬線滾平至其最終尺寸。經過粗軋和精軋程序後,金屬線的厚度為0.022至0.044毫米,而寬度則為0.08至0.017毫米,視乎錶款而定。在朗格,金屬絲的容差範圍僅為萬分之一毫米,相當於人類髮絲直徑的百分之一。由於尺寸極微小,以雷射測量為基礎來控制品質已不足夠。此外,金屬絲須以精密擺輪來釐定特定長度,以確保兩者相互配合。

The flattened strip is cut to the required length and then coiled

程序步驟3:切割和捲繞

在此步驟中,金屬帶會先被切割至合適長度,然後捲繞為典型的螺旋形狀。為達到準確的螺旋幾何結構,會同時捲繞三至五條金屬帶,同樣視乎錶款而定。退火冶煉後,即會將金屬帶逐一分離。現在,金屬帶即具有精準的捲繞空隙以用作振動。

Annealing: The coiled strips are heated to make them retain their shape

程序步驟4:退火

在此階段,緊致捲繞的金屬帶會在受控溫度循環下加熱12小時,然後謹慎地讓其再度冷卻。如此即可令金屬帶保持形狀,並獲得所需的彈性。由於即使是最細微的偏差或破壞,都會令游絲無法使用,因此溫度循環始終受儀器監察、記錄及評估。

The end of the coil is bent by hand according to exact specifications

程序步驟5:彎曲

對朗格而言,每條游絲的折彎點都必須利用特殊運算而準確判斷。在顯微鏡下,游絲被固定於模板上,從而能夠使用特別設計的鉗子將其末端仔細折彎。折彎游絲講求極致純熟及準確的技術;唯有經驗最豐富的游絲校準師方能完成這項極具挑戰的工作。

The balance spring is paired with the balance-spring rim

程序步驟6:配對

最後一步是配對游絲和擺輪邊緣。為求精確,每個邊緣均選配相應的游絲。高靈敏度的頻率分析儀可分析哪一條游絲與哪一個邊緣可完美匹配,從而適合安裝於朗格腕錶中。

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