Впервые мы заинтересовались кремнием, потому что это немагнетичный материал, который к тому же не деформируется», – объясняет Жан-Пьер Мюзи (Jean-Pierre Musy), эксперт, до недавнего времени возглавлявший Программу углубленных исследований в Patek Philippe.

На самом деле кремний также достаточно эластичен – при том, что он не деформируется, иными словами, после удара он немедленно возвращается к изначальной форме. Более того, будучи немагнетичным, материал позволяет избежать риска прилипания деталей из него друг к другу. С другой стороны, он ломкий. Еще одна проблема, над которой стоит работать: чувствительность кремния к перепадам температур.

Однако исследование было призвано смягчить влияние этих двух недостатков, которые выделяются на фоне замечательных свойств материала. Появление кремния в высоком часовом искусстве стало возможным благодаря технологии, которая позволила разрезать его на тончайшие пластины.

2006

Изначально компания Patek Philippe объединила усилия с Исследовательским центром микротехнологии (IMT) при университете Невшателя с четкой целью улучшить технологию разрезания кремния.

Первым шагом стало создание кремниевого спуска. Ничто не мешало выпускать спуск из чистого кремния, поскольку его чувствительность к температурам не влияет на его функциональность. И случайно данный материал сделал возможным использование с любой смазкой в точках контакта между колесом и сапфировыми палеттами рычага. Никакого злого умысла.

Параллельно с данным исследованием, проводимым Patek Philippe, другие компании также изучали многообещающий потенциал кремния. Для этого был собран консорциум, в который вошли Patek Philippe, Rolex и Swatch Group, и были начаты исследования в Швейцарском центре электроники и микротехнологии (CSEM, Swiss Electronic and Microtechnology Research Centre), расположенном в Невшателе.

2011

«Нашим самым большим опасением было то, что несмотря на все положительные качества кремния, он окажется слишком хрупким и слишком чувствительным к перепадам температур, чтобы использовать его в балансовых пружинах», – признает Жан-Пьер Мюзи.

Однако мы нашли решение: кремний окислялся, образуя тонкий слой коры, благодаря которой он становился менее восприимчивым к перепадам температур. Испытания подтвердили предположения: кремний больше не менял свою форму при перемене температур, и когда его подвергли удару в 5000G (эквивалентному падению с высоты 1 метра на жесткий пол), он не разбился.

Кроме того, на прочность материала влияют его длина, геометрия, количество витков спирали. Термальный коэффициент индекса эластичности оксида прямо противоположен такому значению у кремния. Итак, как Шарль-Эдуар Гийом (Charles Édouard Guillaume), но на 82 года позже, мы смогли минимизировать эффект воздействия температур».

Кремний, использующийся в часовой промышленности, был разработан тремя партнерами, и этот технологический союз получил название Silinvar® – сочетание слов «кремний» (silicon) и «постоянный» (invariable), в отличие от знаменитого инвара (Invar), изобретенного Шарлем-Эдуаром Гийомом. Все три компании обладают эксклюзивной лицензией.

2016

Уроки истории

Силинвар (Silinvar®) стал настоящим технологическим прыжком в будущее, радикально усовершенствовав технологию изготовления балансовых пружин. Однако у настройщиков часов в Patek Philippe («звезд часового искусства», как их называет Жан-Пьер Мюзи) также долгая память и чувство истории.

«Когда в Patek Philippe начали производить балансовые пружины из кремния, мы подняли архивы и нашли теорию братьев Мишель (Michel), датируемую 1800 годом и забытую по причине технологической отсталости того времени», – рассказывает Жан-Пьер Мюзи.

«Мы применили технологию к кремнию, усилив таким образом интервалы в целом. Эффект получился таким же, как в знаменитом конечном изгибе Бреге (Breguet terminal curve), когда балансовая пружина остается в плоскости вращения в то время как центр тяжести возвращается к центру пружины. Но у нас есть преимущество – плоскость». Патент был получен, и теперь у Patek Philippe появился свой конечный изгиб пружины: плоская балансовая пружина из кремния с полной концентрической разверткой. Это был первый Spiromax®.

Однако первое поколение не решило проблему влияния спуска на балансовую пружину, из-за которого образуются небольшие задержки на малых оборотах. Чтобы компенсировать этот недочет, обычно балансовую пружину заводят немного «вперед», чем делают ее полностью концентричной. Таким образом спусковое колесо и балансовая пружина уравновешивают друг друга.

Благодаря технологии Spiromax®, которая «просто» изменила позицию утолщенного участка, или босса, кремниевой балансовой пружины, часовые мастера в Patek Philippe смогли полностью настроить спусковое колесо и балансовую пружину друг к другу, таким образом откорректировав отставание, появлявшееся на малых амплитудах. И это уже второе поколение Spiromax®.

Третье поколение Spiromax® смогло стать свидетелем появления второго «босса», на этот раз в центре балансовой пружины, тогда как первый располагался на конце. Задачей нового утолщения было «достижение небольших расхождений в скорости между различными вертикальными позициями в осцилляторе и таким образом дальнейшее улучшение точности часов».

Последнее усовершенствование, ставшее уже четвертым поколением Spiromax®, оптимизирует позицию пружины по отношению к разбалансировке (дрожанию) баланса, так что их обратные изгибы перекрывают друг друга в вертикальном положении, поскольку они всегда пересекаются в одном и том же месте.

Как мы видим, борьба за точность – это дело постепенного прогресса, микродеталь за микродеталью. «Все проблемы уже были известны. Теория балансовой пружины исторически восходит к Гюйгенсу, а это решение радикально иное. Можно утверждать, что Patek Philippe понадобилось 14 лет для достижения результата, близкого к идеальному», – резюмирует Жан-Пьер Мюзи.

«Близкое к идеальному» в устах Жана-Пьера Мюзи означает очень многое. Похоже, последнее слово в истории балансовой пружины еще не сказано.