Patek Philippe第一枚鋼殼斯文表

上集跟大家解構了Patek Philippe的Advanced Research前半部部分，包括2005年以矽材質製作擒縱齒輪，帶來Annual Calendar Ref. 5250；2006年研發Spiromax矽游絲，帶來Annual Calendar Ref. 5350R；以及2008年研發Pulsomax擒縱器，帶來Annual Calendar Ref. 5450P。 這裡將由2011年的第四個計劃開始，一直伸延至去年底矚目亮相的擴音系統Fortissimo，全部都是那麼劃時代性。 機芯動能最大化 擺輪的另類可能 作為機芯的心臟，游絲產能，擒縱系統就像它背後的management，主宰產能的力度和速度。如今我們知道management不好會令機芯動力傳輸以至走時精準度出現好多問題。以擺輪的運作為例，它藉着游絲的縮放來回擺動，過程中會帶動空氣，形成阻力；是故，擺輪的形狀設計是阻力形成範圍的關鍵。我們相信，只要拿捏到適合的擺輪形狀，便能重新主宰產能的力度和速度。所以，過去不時會有工字形、圓形，甚至蟹形擺輪的出現；在數量和方位上，亦會有雙擺輪、四擺輪、斜傾擺輪等相應配合。然後問題來了。如果給擺輪換上另一種物料又會點？「Silinvar矽材探索」來到第四回，自1915年問世的Gyromax專利擺輪終成為Patek Philippe的研究對象，一躍成為GyromaxSi專利矽製擺輪。然而，孤掌難鳴，單單一個擺輪無法引證機芯動能最大化。因此有Oscillomax組合的出現。這個革新組合集結了由Silinvar矽製的 Spiromax專利擺輪游絲、Pulsomax專利擒縱器和GyromaxSi專利擺輪三項技術創新，整體（未計獨立零件）的專利申請多達17項，以科研角度來看，肯定是一個不折不扣的矽擒縱系統。 為求引證機芯動能最大化，Patek Philippe認定自動萬年曆機芯240 Q為新技術載體，同時載於37.2mm的950鉑金Calatrava表殼之內。面世至今剛好45年，只有3.88mm的機芯厚度是240 Q能夠成為經典的原因之一，而配備了Oscillomax組合之後的240 Q Si機芯厚度仍然保持不變。240 Q Si本身具備日期、星期和月相顯示，每日更新，兼備月份和年份顯示功能，必須產生相當動力，才可支持以上顯示不斷運作。 在 240 Q Si 機芯厚度依舊的情況下，動力儲備能夠由原來的48小時，成功提升至70小時，期間亦毋須改動主發條佈局，意味着矽製擒縱系統有利機芯動力效率的提升。這固然受惠於上述三大獨立Oscillomax組合零件所長，才得以把動力儲備提升近兩倍。其中又以 Pulsomax擒縱器和GyromaxSi擺輪居功至偉。由於Silinvar矽製部件，比傳統鋼製零件的重體低近3.5倍，由擺輪槓桿和擒縱齒輪的幾何形狀表現出色，GyromaxSi擺輪重體分佈均勻，令空氣動力範圍得以改善，減少動力散失的同時，亦提升動力效率，且能保持速率誤差不超過每24小時-3至+2秒的容限，令速率倍添準確。 游絲內端失重 革新時區設定裝置 2006年，PP 推出具有「外端凸緣」的 Spiromax矽游絲，以 Silinvar製造，大大改善了等時問題。惟在特定情況當擺輪處於縱向位置，游絲的重力中心與旋動的中心不一，縮放時會不斷抵銷當中差異，令擺動的速度受阻或加快，單靠「外端凸緣」無法完全解決這種質量中心失衡的情況。以往表匠會透過陀飛輪對策，但礙於裝置複雜，並不是每一枚表都合適採用。2017年，適逢Aquanaut 20周年，PP受系列首枚兩地時複雜功能Ref. 5164啟發，萌起以 Advanced Research 第5號革新時區設定裝置的想法。傳統的時區設定裝置，關乎兩個運動組合的互動，以及分離按鈕的運作，是相當複雜的運動構造，往往涉及槓桿和棘爪等一系列控制力量的零件。有沒有可能利用「靈活裝置」，優化舊有機械結構？PP 今次在 Spiromax 矽游絲的連體夾鉗位置附近添加「內端凸緣」，目的是要抵銷重力中心位置改變，確保游絲不論在任何方位下，速率都能夠保持最大可能的精確程度。而這意味著腕表不論所處位置，也不會走快或走慢。此新設計配合原先在2006年首次推出的「末端弧線」（又稱「外端凸緣」）設計，雙管齊下，明顯能減低游絲重力中心失衡對於本身等時性的影響。不同於新設計，「末端弧線」主要用作彌補擒縱器與擺輪擺幅旋動對等時性的干擾。 全新控制時區概念最終連同具有內外凸緣的Spiromax矽游絲，以鋼製靈活裝置為本，融入 324 S C FUS機芯的時區設定裝置之中，成就出Ref. 5650腕表。以不鏽鋼材製的「靈活裝置」，改良了現有的兩地時間裝置。裝置的原理在於利用物料本身的彈性，取代由樞軸和板簧構成的複雜機械組合。透過表盤9:00位置的鏤空視窗，從中可清楚看到，全新時區設定裝置內有四條交叉板簧——每枚調校按鈕各有兩條，一條對應設定槓桿、另一條對應用以推進輪圈的喙件，各自都有清晰的受壓點。新的時區設定裝置變得更簡潔、更有效率，零件數目亦從過去的 37 枚大幅減少至 12 枚，組裝更易、更快，厚度亦有縮減，最重要的是，由於沒有機械間隙和摩擦，亦沒有軸心損耗，因此不需要添加潤滑油也能運作。 如何以純機械方式將 三問打簧原音擴大 3 倍？過去三問報時表要顯著增大傳聲效果要不從表殼物料及其結構著手，要不改良打簧方式，全機械擴音系統聞所未聞。全機械式運作的 Fortissimo《ff》擴音系統以模組式裝置在表底板橋上，由一塊只厚 0.2mm 由藍寶石玻璃製成的擺動晶圓帶動，其大小差不多能覆蓋整個機芯。為求把打簧條的聲響傳達至藍寶石玻璃擺動晶圓，工程師團隊同時為系統配備一支由不鏽鋼製的懸掛式聲音槓桿，附於擺動晶圓的正中位置。這支槓桿一端連接打簧條，作用猶如音叉；另一端則備有一枚僅厚 0.08mm的靈活附件。當敲錘敲打打簧條，聲波震動傳至槓桿，槓桿會先把震動作第一重擴大，然後傳至擺動晶圓，在此再作第二重擴大，上下震動，令聲音倍添響亮。值得留意的是，傳統機械音錘敲打的方向，跟打簧條及表殼處於同一水平，無可避免會帶來消弭及雜亂；新設計則把兩者分為水平及垂直震動，互不干擾影響。 經擴大震動的空氣會經過鈦金屬圓環上的四個小孔傳音（分別位於腕表的 12:00、3:00、6:00 及 9:00 位置），而聲波最後會透過表底蓋與表側之間一道窄槽直接傳出表外。如此一來，研究所得音量會被放大至少 3 倍，一般三問腕表只能在 10 米範圍內聽到，這個新系統則遠至 60 米外也可清晰聽見。就此全新系統，百達翡麗已註冊三項專利。製作這個 Fortissimo 系統的難度在於如何掌握它與表底蓋的距離。距離如果太大，聲響便會減少；距離太小的話，則容易跟表殼摩擦而產生雜音。 Ref. 5750 腕表外形設計參考自2017年推出的 Ref. 5178，表盤則源於六十年代的汽車輪胎輻條，鏤通表盤襯托著黑色螺旋渦紋，帶來更立體及更深度的對比。40mm 鉑金表殼內搭備有48小時能量儲存的 R27 PS 自動機芯，是首次棄用不鏽鋼而改用鉑金打造音錘的三問報時表，亦是首次為不鏽鋼螺旋打簧條配備共面附件的作品。 Patek Philippe：Advanced Research解難特集上集

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早幾年有段時間，接連有大品牌密集式推出三問，甚至「超問」報時表，打簧之餘，也「打鑼打鼓」正面交鋒，一浪接一浪，好不熱鬧。沒記錯的話Patek Philippe當時派了Ref. 5078G/5178G兩枚表迎戰，一樣都搭載了R 27 PS自動機芯。 數年過去，來到 2021，就在年末一個網上發佈會上，PP 發表了最新一枚Advanced Research Ref. 5750P三問報時表，表面上由 R 27 PS 自動機芯繼續發功，不同的是，這台機芯經專責部門幾何級數提升功力，配裝了一個獨立的機械式擴音系統Fortissimo《ff》，不但能將報時音量放大至少3倍，使得方圓 60 米都能清晰傳聲且無損音質，更重要是，這麼一躍，也將表迷的視線重投到Advanced Research之上。 難得企劃再有厲害的升級「解難」新作，不妨來個新舊表結集，難不成有更多發現。將「Advanced Research」直譯，就是「先進研究」，然而說它是品牌一個「初版」技術指標，也不為過。 早在1990年代，具有深度視野的Patek Philippe已將自家內部的研究及發展部門融合重整，成立了「先進研究（Advanced Research）」部門。本著「創新精神與製表傳統非互為排斥」的信念，部門在未正式規模化前便已立下大志，要為傳統製表工藝開闢新徑。其中一個研究範疇，正是研究一些毋需油劑潤滑機芯的方法，以解決一個困擾業界超過一世紀的技術性問題。期間，團隊不但召集旗下頂尖專家提供包括電腦模擬器材等的超新技術，亦不時夥拍獨立的研究機構，例如CSEM研究實驗室，以及洛桑瑞士聯邦科技學院（EPFL）等集思廣益，務求在新物料、技術和概念基礎上可以持續又全面地實踐高階研究，長遠提升腕表整體的「實用價值」。 這裡指的實用價值，固然不限於永續解決機芯抹油的問題。回顧企劃自 2005 年正式啟動後的一眾作品，其一概念特色，是每次技術躍進都會配合一款限量腕表，相關的創新零件亦會「率先」被採納其中，並在全面量產之前以「Advanced Research」之名登場應市，承先啓後。無論是載有Silinvar矽製擒縱齒輪（Ref. 5250，2005 年）、Spiromax矽製游絲（Ref. 5350R，2006 年）或 Pulsomax擒縱器（Ref. 5450P，2008 年）的「年曆」腕表；以 Oscillomax組合組裝（Calatrava Ref. 5550P，2011 年）的萬年曆超級複雜功能，或是經「靈活裝置」調控的兩地時時計（Aquanaut Ref. 5650 Travel Time，2017 年），每一枚表的透明底蓋都附有放大鏡功能，好讓表迷欣賞新技術精妙，當中既有針對機芯抹油問題的新物料開發（專利 Silinvar矽材零部件）、解決螺旋式游絲收放規律不均的突破設計（專利 Spiromax矽製「末端弧線」游絲），亦有著眼優化現有功能裝置的物理探索和應用（時區切換活動裝置），技術創新盡在骨子裡，其深度製表視野卻可透現眼前。Advanced Research至今推出了共6枚作品，由第一枚Ref. 5250，到去年末才面世的Ref. 5750，每一枚表所蘊藏的技術創新，從自身到世界，都是對製表歷史有深遠影響的傑作，並不限於AR企劃腕表獨有。這樣宏大的研究，確實是無論堅持或放棄都絕不容易的事。沒有最好只有更好。也許正是這種「研究到底」的求知精神，使得PP團隊總能夠從別人以為足夠好的地方，重新發掘出可以不斷進步的空間。 接下來，筆者將按時序為每一枚「先進研究」腕表整理出《解難特集》，一併列舉作品的升級與解難方案，好等表迷重新認識這一個「信念」的形狀。 逃不了的 機芯抺油與能耗 直至本世紀初，幾乎所有腕表的零部件都由鋼材製造，需要潤滑處理。以擒縱齒輪為例，由於一般鋼材的維氏硬度只有700，加上密度質量高，其抗腐蝕性能在濕度較高的狀況下又有可能降低表現，假若長時間與擒縱叉上的紅寶石（維氏硬度 2,000）及其餘零件表面不斷摩擦，而又不定時以適量油劑潤滑（俗稱「抹油」）的話，難免會磨走本身的塗油，繼而出現磨損，造成表面不均的情況，這對擒縱齒輪端上與紅寶石直接接觸且容易聚集濕氣的「嚙合面」尤其致命。 鋼製擒縱齒輪亦同時因為密度質量高而面對着另一個問題：能耗。由於擒縱齒輪會因應擺輪的擺動頻率而停頓和加速，行內俗稱「半擺」，質量愈高，加速所需要的能量便愈多，亦即是說，傳到擺輪的能量便愈低。在典型鋼製的瑞士槓桿式擒縱器裡面，單是這種停止／起動的動作便會耗用擒縱器所發送能量的65%。因此，擒縱齒輪的質量對機芯的操作極之關鍵。按理，只要擁有完美的潤滑油，便可解決零件表面的耗磨問題。惟兩個世紀過去，科學家至今仍未找到可用於保養機芯的完美油劑。誠然，即使尋得完美的潤滑油，油劑再好再完美，Patek Philippe亦早已知道此舉不能解決由物料本身造成的能耗問題；再者，要將整台機芯拆開、清洗再抹油也絕非一勞永逸。是故，PP由一開始已決定改變研究方向，以新研物料對症下藥。 2005年，PP 發表了一項震撼表壇的創新專利技術：Silinvar單晶矽製擒縱齒輪。維氏硬度達1,100的單晶矽，具有與鑽石相同的晶格結構。將近17年後的今日，我們對這種由純淨多晶矽衍生而成的材質自然一點不陌生。矽本身不是金屬，所以不存在金屬彈性下降的問題；它不僅質輕、堅硬、耐磨、具有抗磁性和高抗腐蝕性能，以此質製成的擒縱齒輪造型也較任何鋼製齒輪完美。最重要是，因為單晶矽的表面性質平滑，齒輪上的嚙合面自然也不再需要潤滑處理。最終，PP揀選了對品牌有深遠意義的Annual Calendar年曆裝置腕表Ref. 5250，率先搭載備有「世上首個矽製擒縱齒輪」的Calibre 315自動機芯，配以直徑39mm的18K白金大型表殼；鍍銀放射表面，配上黑藍色的小時刻度和指針，與矽元素的典型藍黑光澤相呼應；齒輪組夾橋板上特別銑製開孔，讓灰黑色帶藍紫閃光的擒縱齒輪，能通過特設放大功能的藍寶石表底一覽無遺。值得一提的是，表底同時刻有「Patek Philippe Advanced Research」字樣，限量推出100枚。 螺旋式游絲與 它的不等時狀態 在各式的震動之中，「等時性」都是量度箇中時間誤差的關鍵。震動愈有規律，機芯速率愈見準確。若震動規律達致完美的話，便能稱之為「等時」，所指的是一種均等的狀態。不過，這種狀態卻會因為各種因素，諸如游絲擴張與收縮規律不均、由溫差導致的游絲彈性變化、磁場、游絲內外兩端連接點的物料異常、離心力與地心吸力、擺輪位置失衡，以及固定栓子之間的變化而受阻，繼而出現相反的「不等時」狀態。這種規律不均的情況在「螺旋式游絲」中特別嚴重。過去不少製表大師都設法嘗試消除這種時計狀況，像「寶璣式游絲」的「雙層盤繞弧線」（1795年），以及INVAR合金游絲（1897年）。前者雖令游絲最終能夠朝同心方向移動，但雙層設計卻增加了游絲所佔空間，無法應付重力之餘，亦不能抵銷溫差對游絲的影響；後者則恰恰相反。2005年，PP發表世界首個專利Silinvar矽製擒縱齒輪，以DRIE深活性離子蝕刻工序處理 Silinvar單晶矽幾何形狀；事隔一年，品牌推出以同一工序及矽材質製成的專利Spiromax擺輪游絲，正式以 AR 之名，開展「矽材探索」旅程。專利游絲是PP與CSEM共同研究的成果，研究顯示有足夠能耐去抵銷溫差對游絲的影響，同時可以平捲形式朝同心方向移動。雖然Silinvar物料本身不可根治螺旋式游絲速率不均的問題，但經配置嶄新專利的「末端弧線」設計後，不等時狀態卻能以物理力學方式來消除。弧線的特色在於游絲的外端較厚，能夠在棄用雙層盤繞式設計的情況下，引導Spiromax游絲在平坦曲張之時朝向同一軸心移動。游絲內部中心同時亦設有一個朝中連體式的專利底座，連接擺輪桿部份；外端則是一個連體並擁有獨特幾何形狀的連接短栓，能準確界定游絲的有效長度。 Ref. 5350「年曆」腕表，由18K玫瑰金製殼，限量300枚，內藏324 S IRM QA LU機芯，率先配上由Silinvar矽材製成的Spiromax游絲。與此同時，機芯亦一併配置了矽製擒縱齒輪，並使用了特製的平衡夾板軸承，透現游絲部分；21K金擺動陀配備鋯製滾珠軸承裝置。裝置秉承矽製擒縱齒輪的特色，無須油劑潤滑，能於乾爽的條件下運轉無阻。 擒縱如何整體提升？ 瑞士槓桿式（又稱叉式）擒縱器，是迄今最普及的擒縱結構，擁有超過250年歷史，也基於其歷史悠久，為應付世界萬變，許多細節部件需要改良升級，比方是基本的抹油與等時問題。早年Patek Philippe帶頭研發的兩項新技術—— Silinvar擒縱齒輪及Spiromax矽游絲，正是針對此式擒縱結構而成；以此解決了上述問題後，下一步自然是要（真）完善整個瑞士槓桿式擒縱器。2005年面世的Silinvar擒縱齒輪，旨在配合傳統備有紅寶石擒縱叉的鋼製槓桿使用，而新研的 Pulsomax擒縱器，則有賴高度準確的機械切割技術，來製造突破性的Silinvar矽材槓桿（亦即 Pulsomax槓桿），令原來的槓桿式擒縱器，再無需要配合紅寶石擒縱叉來運作。這種機械切割技術，以DRIE深活性離子蝕刻工序運作，早在研發 Silinvar擒縱齒輪及 Spiromax矽游絲時經已出現，其精密計算同時具備了自由塑形任何大小矽材的能耐，容限也較蝕刻一般鋼製部件的工序收窄兩倍；經此幾何形狀切割的大型矽製擒縱叉綜合成 Pulsomax槓桿，不但能向擺輪傳輸更多能量，也提高了每個擒縱周期的效率，進而大幅增加腕表動力儲存達30%，減少誤差。此外，擒縱齒輪的幾何形狀亦因新槓桿而改變，由原來20輪齒，變為16輪齒的設計，能穩定齒輪速率同時提升機芯整體表現。 然則， Pulsomax擒縱器是集Silinvar擒縱齒輪、Spiromax矽游絲及Pulsomax槓桿三項技術創新之大成。有幸率先配備此一技術的，依然是Patek Philippe自家專利的「年曆」腕表，編號5450，搭載324 S IRM QA LU自動機芯，以39mm 950鉑金製表殼限量應市；受惠於 Pulsomax擒縱器，Ref. 5450的機芯動力儲存相對於Ref. 5350，也由最多45小時增加至最多 60 小時，表現出眾。 Patek...

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