U svetu časovničarstva postoji jedno nezvanično takmičenje, ako mogu tako da ga nazovem. O čemu se radi?
Lako je napraviti veliki, glomazan sat, donekle je lako napraviti i super otporan sat koji može da preživi tenk koji ga pregazi. Izuzetno je teško napraviti nešto kvalitetno, izdržljivo i precizno, a da ostane tanano. Zbog toga se mnoge časovničarske kuće trude da naprave najtanji sat na svetu!
U to ime, mnogi mehanički satovi, tanji od 2-3 milimetra dobijaju ogromnu pažnju časovničarske javnosti i kolekcionara, a generalno se ignorišu kvarcni satovi. Pa ipak, nije lako napraviti ni tanak kvarci sat, što inžinjeri Citizen korporacije mogu i da potvrde.
Kako pobediti fiziku?
Oko 2016. godine, inženjeri u kompaniji Citizen u Japanu odlučili su da moraju da naprave nešto specijalno kako bi proslavili 40 godina postojanja čuvene tehnologije Eco-Drive – kvarcni mehanizam koji radi na solarni pogon.
 |
| Eco-Drive tehnologija na slikovit način |
Nisu želeli samo da objave limitirano izdanje sa novom bojom cifera, želeli su da pomere granice. Njihov cilj je bio jasan u svojoj jednostavnosti – stvoriti mehanizam sata koji je debeo tačno jedan milimetar.
Da biste razumeli koliko je taj zahtev lud, nađite novčić od 5 dinara ili za one koji čitaju iz inostranstva, recimo novčić od 2 evra. Debljina ovih novčića je oko 2 mm! Sada zamislite kako je Eco-Drive One kalibar tanak kao pola tog novčića!! Ceo mehanizam, užurbana mikroskopska metropola zupčanika, bakarnih kalemova, ploča i, što je ključno, solarnih ćelija i baterije.
 |
| Eco-Drive One kalibar rastavljen u delove, sve ovo staje u jedan milimetar debljine! |
Inženjerski tim je odmah naleteo na zid. Standardni kvarcni elektrorotor – mali elektromotor koji okreće zupčanike – obično je napravljen u tri sloja. Kao takav ne bi stao u kućište od 1 mm. Zato su morali da konstruišu novi proizvodni proces kako bi zavarili dvoslojnu strukturu rotora, uklanjajući dragocene mikrone.
 |
| Rotor koji pokreće zupčanike i kazaljke kvarcnog mehanizma, levo je standardni a desno rotor u Eco-Drive One |
Zatim se pojavio problem sa napajanjem. Napraviti tanak kvarcni mehanizam je komplikacija po sebi, ali trebalo je u taj jedan milimetar staviti i solarne ćelije i konvertor koji sunčevu i veštačku svetlost pretvaraju u električnu energiju.
Morali su da shvate kako da spljošte solarni panel i punjivu energetsku ćeliju u nešto što podseća na list papira, a opet dovoljno robusno da drži energiju celu godinu u potpunom mraku!
Dobro ste pročitali, stručni tim Citzen korporacije se odlučio da rezerva snage ne bude sandardnih šest meseci, već da tanka baterija koja staje u taj tanani mehanizam može da održava rad sata čitavih godinu dana!
 |
| Kalibar 8826, najtanji kvacrni mehanizam na svetu, sa solarnom pločom u obliku prstena kako bi se uštedelo na visini |
Tim je uspeo da izvede nemoguće. Funkcionalan solarni mehanizam debljine tačno 1,00 mm dobio je oznaku Cal. 8826. Međutim, to je bilo samo pola posla.
Postojao je još jedan problem. Naime, kućište sata od nerđajućeg čelika, manje više standardne konstrukcije, svedeno na dimenzije koje odgovaraju tankom kalibru 8826, nema strukturnu stabilnost. Čelik te debljine ponaša se kao aluminijumska folija.
Bio im je potreban materijal koji može da bude tanak kao papir, ali čvršći od ćelika! Inženjeri su morali da ostave tradicionalno časovničarstvo po strani i potraže pomoći stručnjaka iz industrije specijalnih materijala.
Rešenje je bio cermet – visokotehnološki kompozit koji kombinuje ekstremnu tvrdoću keramike sa otpornošću metala.
 |
| Tvrdoća materijala prema Vikersovoj skali Cermet je 1500 a cementirani karbid preko neverovatnih 2000! |
Citizen se tu nije zaustavio. Okrvir stakla se uz samo staklo najviše grebe tokom nošenja časovnika na ruci. Iako je cermet dosta tvrđi od čelika i teško da udarac može da ostavi traga na njegovoj površini, u Citizenu nisu želeli da rizikuju, ni malo.
Umesto cermeta, za okvir kućišta inženjeri su koristili nešto što se naziva BTC carbide – binderless tungsten cemented carbide, ili prostije rečeno....... visokokvalitetni keramički materijal napravljen od 100% čestica volfram karbida, bez tradicionalnih metalnih veziva kao što su kobalt ili nikl! Kao što sam pominjao u nekom od prethodnih tekstova, volfram je jedan od najčvršćih materijala na zemlji, jednak safiru.
Cermet, safirno staklo i BTC karbid,
na mohsovoj skali tvrdoće odmah ispod dijamanta
BTC je materijal toliko izuzetno čvrst da se obično koristi za izradu alata za teške uslove rada koji seku druge metale u fabrikama. Na mohsovoj skali je 9 do 9.5, malo tvrđe od samog safira! To čudo je sastavni deo Eco-Drive One satova.
Čitav sat debljine je samo 2,98 mm. To je optička iluzija na zglobu. Gledano sa strane, tanji je od čelične narukvice. To je funkcionalna, izdržljiva mašina na solarni pogon koja uključuje mnoštvo sitnih delova koji gotovo da ne zauzima fizički prostor. Sat deluje dvodimenzionalno. To ostaje najtanji analogni sat na solarni pogon ikada napravljen – visoko projektovani delić vremena koji su napravili ljudi koji su odbili da prihvate poraz i tehnološke granice.
Činjenica da su Eco-Drive One satovi toliko tanki koliko jesu, ima mnogo veze sa činjenicom da je solarna ćelija u obliku prstena i može se postaviti u istu ravni kao i zupčanik koji pokreće kazaljke.
Svaki deo sata je posebno dizajniran da bude tanak ili manji kako bi zauzimao delić prostora nego što je to inače slučaj. Svaki deo je posebno dizajniran za ovaj sat, nema recikliranih delova i svaki deo je morao biti debljine manje od 1 mm.
Motorna zavojnica je redizajnirana za Eco-Drive One, kako bi se njena debljina smanjila na manje od 1,00 mm, i postavljena je direktno u glavnu ploču. Brojčanik je od sintetičkog safira kao i sam kristal iznad cifera, debljine su od samo 0,15 mm.
Bukvalno dlaka s glave. Iste su debljine.
 |
| Vešte ruke i oštro oko, i moćno uveličavajuće staklo |
Punjiva rezervna ćelija je posebno razvijena u partnerstvu sa Hitachi Maxell, posebno za Eco-Drive One, ćelija od 3,7 volti je debljine samo 0,87 mm.
Zbog veoma strogih tolerancija, visoke preciznosti i teškoće sklapanja Citizen Eco-Drive One su zapravo ručno sastavljeni satovi. Dakle, ono da svi kvarcni satovi nemaju dušu ne drži vodu ni u ovom slučaju!
 |
| Samo ručni rad, u Citizenu se nisu šalili |
Šta ovaj sat čini inženjerskim čudom?
Dimenzije: Eco-Drive One je zapanjujuć kada uzmete u obzir da nije u pitanju sat sa digitalnim prikazom, već pokretna analogna mašina sa kazaljkama, zupčanicima i baterijom. Debljina celog sata je 2,98 mm. Da bih vam to vizuelno stavio u perspektivu, celo kućište sata je otprilike debelo kao dve kreditne kartice složene jedna na drugu!
Inženjerski izazov: Napraviti tanak kvarcni sat je donekle lakši posao u odnosu na mehaničke satove, ali napraviti ovako tanak solarni sat nije mačji kašalj. Citizen je morao potpuno da redizajnira svoj proizvodni proces da bi to postigao. Mnoštvo delova je redizajnirano jer su standardne komponente sata su bile predebele. Sam proces smanjenja baterije kako bi se uklopila u mehanizam od 1 mm, a da pritom zadrži rezervu snage od 12 meseci sa jednim punjenjem je bio gotovo nemoguć posao.
Materijali: Rešavanje faktora savijanja materijala je skupocen proces. Najveći rizik kod ovako tankog sata je da bi mogao da pukne ili se savije na vašem zglobu poput papira. To se ne može dogoditi sa cermetom i BTC karbidom, a i samo safirno staklo, tanko poput vlasi kose se lako lomi, ali su inženjeri i tu našli rešenje u vidu premaza Clarity, koje uz antirefleksna svojstva čini safir čvršćim.
 |
| Čudo tehnike takno poput novčića – Citizen Eco-Drive One |
S obzirom da najtanji mehanički satovi koštaju, eh u rangu šestocifrenih brojeva, kvarcni satovi će vam uštedeti novac. Međutim, ni oni nisu baš toliko jeftini. Cena Eco-Drive One satova je oko 2.000 evra, a polovni drže cenu, poprilično dobro.
Da li vredi? Dobro pitanje... ali da jeste čudo tehnike i mehanike, i da je simfonija najređih materijala, to stoji.
Ivan R.
岩
Нема коментара:
Постави коментар