Omega w CH24 Materiały stosowane przez Omegę (część 1)

Tomasz Jakubas6.10.202222.10.202214 min. czytania

Omega systematycznie poszukuje nowych zastosowań dla surowców wykorzystywanych w branży do produkcji czasomierzy oraz ich podzespołów. Z jakich materiałów korzysta? Jakie mają właściwości? W pierwszej części przyglądamy się metalom.

Od czasu spopularyzowania smartfonów a przede wszystkim urządzeń Internetu Rzeczy (IoT) podstawowa funkcja tradycyjnych zegarków, którą jest odmierzanie czasu, traci coraz bardziej na codziennym znaczeniu. Następuje powrót do innej ważnej roli czasomierza pochodzącego z czasów, kiedy z łańcuszka oraz kieszonki trafił na pasek i nadgarstek. Mowa o funkcji ozdobnej. Z uwagi na odmienny sposób noszenia i związany z tym aspekt biżuteryjny będący następstwem ekspozycji zegarka na ręku zaczęto w większym stopniu zwracać uwagę na detale wykonania, materiały oraz ich jakość. Powszechnym surowcem wykorzystywanym do produkcji kopert stała się wówczas stal, której obróbka była znana od wieków, łatwa oraz szeroko stosowana. Zegarki z niej wykonane były zarazem funkcjonalne i estetyczne. Dopiero okres I Wojny Światowej oraz wynikające z niej potrzeby dokładnego pomiaru i łatwego odczytu czasu ponownie przywróciły na piedestał odmierzanie czasu jako funkcję zasadniczą. Śmiało można postawić tezę, że historia naręcznych przyrządów do pomiaru czasu zatoczyła koło i obecnie znów pełnią one w naszym życiu funkcję ozdobną, stały się codzienną biżuterią. Symbolem wyrafinowanego gustu, stylu życia, a niekiedy również statusu społecznego. Dlatego też swoim wyglądem, jakością zastosowanych materiałów oraz solidnością wykonania powinny przykuwać wzrok i zapewniać długowieczne i bezawaryjne działanie.

Nie bez wpływu na funkcjonalność i niezawodność zegarka pozostają materiały stosowane do produkcji mechanizmów. Elementy z nich wykonane, często niewidoczne gołym okiem, powinny charakteryzować się odpowiednimi właściwościami fizycznymi: mechanicznymi, termicznymi oraz magnetycznymi.

Idąc z duchem czasu, trendami mody i dobrego stylu Omega systematycznie poszukuje nowych zastosowań surowców wykorzystywanych w branży do produkcji czasomierzy i ich podzespołów.

Zarówno naturalne materiały pochodzące od matki Ziemi jak i te nowatorskie, które powstają w trakcie inżynieryjnych procesów w laboratoriach warunkują wykonanie zegarków na coraz wyższym poziomie jakości, poprawiają ich trwałość oraz funkcjonalność. Innowacyjne podejście w tej materii i przywiązanie do detali dostarczają unikalnych atrybutów takich jak kolor, blask, wytrzymałość czy wreszcie odporność na oddziaływanie magnetyczne.

METALE

Do produkcji zegarków stosuje się całą gamę różnorodnych metali. Dynamiczny rozwój technologii oraz wzrost możliwości precyzyjnej obróbki surowców z segmentu tzw. high-tech doprowadził do poszerzenia gamy materiałów stosowanych w przemyśle zegarmistrzowskim. Jednak wiodącym nadal pozostaje metal i jego szlachetne odmiany. Wykorzystuje się go do wyrobu kopert, bransolet, sprzączek, tarcz oraz innych części składowych, a także mechanizmów i ich komponentów.

W zależności od rodzaju elementu, jego przeznaczenia oraz od stylu samego zegarka przydatne są różne właściwości. Innymi cechami powinien charakteryzować się materiał wykorzystany do produkcji ruchomych części mechanizmu, takich np. jak koła impulsowe wychwytu Co-Axial, a innymi do wykonania nieruchomych, zewnętrznych elementów np. kopert.

Stopy obecnie stosowane przez markę OMEGA charakteryzuje często oryginalna specyfika wynikająca z unikalnego składu, w szczególności dotyczy to metali szlachetnych. Oprócz wyglądu, który związany jest ze stylem zegarka i zarazem pozostaje najważniejszym czynnikiem mającym wpływ na nasze decyzje zakupowe, ważne są również cechy funkcjonalne, takie jak odporność na korozję, ścieranie, oddziaływanie magnetyczne, a także na wahania temperatur.

Stal szlachetna

Stal to najbardziej konwencjonalny materiał stosowany w zegarmistrzostwie do wyrobu kopert, bransolet oraz wielu innych elementów. Przyczyniły się to tego względy ekonomiczne, estetyczne oraz użytkowe. Dobrej jakości stal jest gwarantem pięknego wyglądu, wytrzymałości i funkcjonalności zegarka, a wszystko to w stosunkowo przystępnej cenie.

Omega stosuje stal nierdzewną 316L zwaną nieprzypadkowo jubilerską, której skład ściśle określają normy europejskie PN-EN 10088: 2007 (oznaczona również numerem 1.4404). Jest niemagnetycznym stopem żelaza z innymi pierwiastkami takimi jak: chrom, nikiel, molibden, krzem, fosfor, węgiel, siarka oraz kilkoma innymi o mniej istotnym procentowo składzie. Pomimo stosunkowo dużej zawartości niklu (od 10% do 13%) stal ta nie wywołuje uczulenia w kontakcie ze skórą, ponieważ nie uwalnia związków niklu do organizmu. Czyni to ją bezpieczną w codziennym i długotrwałym kontakcie dla osób, u których nikiel wywołuje zazwyczaj alergię. Inną ciekawą cechą jest antykorozyjność. Wysoka zawartość innego pierwiastka, chromu (od 16% do 18%), wchodzącego w reakcję z tlenem tworzy na powierzchni przezroczystą, tzw. pasywną warstwę tlenku chromu o grubości zaledwie kilku średnic jądra atomu, dzięki czemu skutecznie odgradza ją od środowiska i zabezpiecza przed niszczącymi skutkami korozji. Powłoka ta po mechanicznym uszkodzeniu powierzchni i pod wpływem ciągłego kontaktu z tlenem znajdującym się w powietrzu ma zdolności do samoodbudowy. Dzięki tej pasywnej warstwie nie trzeba stosować żadnych innych form zewnętrznej ochrony antykorozyjnej.

Produkty wykonane ze stali 316L charakteryzują się wysoką odpornością na korozję, są hipoalergiczne oraz posiadają piękny połysk uzyskiwany w procesie polerowania.

Aby jednak zachować jej estetyczny wygląd przez długi czas należy odpowiednio o nią dbać podczas użytkowania. Po kontakcie ze słoną lub chlorowaną wodą zegarek powinno się opłukać – jeśli pozwala na to klasa wodoszczelności – pod bieżącym strumieniem oraz wytrzeć do sucha, żeby uniknąć powstania nalotów i przebarwień na powierzchni metalu.

Tytan

Tytan jako pierwiastek chemiczny Ti (łac. titanium) o liczbie atomowej 22 znany jest już od końca XVIII wieku. Zastosowanie go w przemyśle pod postacią metalu (tzw. metalicznego tytanu) umożliwiło jednak dopiero odkrycie w połowie XX wieku technologii przetwarzania tzw. procesu Krolla, używanej także obecnie do jego komercyjnego pozyskiwania. Pierwotnie tytanowy stop znalazł zastosowanie w branży militarnej oraz w lotnictwie wojskowym. Pomimo dość powszechnego występowania tytanu jako surowca (występuje w skorupie ziemskiej pod postacią minerałów: ilmenitu, rutylu i tytanitu) koszt pozyskania pozostaje wciąż wysoki z uwagi na skomplikowany proces oddzielenia go od innych pierwiastków. W efekcie tego tytan jest około sześć razy droższy niż stal nierdzewna.

Za dwie najbardziej użyteczne właściwości tytanu uważa się najwyższy wśród metali stosunek wytrzymałości mechanicznej do masy oraz dużą odporność na korozję (prawie taką samą jak platyny). Stop jest niepodatny na działanie rozcieńczonych kwasów m.in. siarkowego i solnego oraz roztworów zasadowych i morskiej wody. Dodatkowo, na skutek kontaktu tytanu z tlenem na jego powierzchni tworzy się ochronna powłoka tlenkowa o grubości mniej więcej 2 nm (po czterech latach osiągająca grubość 25 nm) co zapobiega reakcji z otaczającym ją środowiskiem. W efekcie tak dużej wytrzymałości na trudne warunki znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle zbrojeniowym, lotniczym, kosmicznym, stoczniowym, w inżynierii biomedycznej oraz do produkcji wyposażenia wykorzystywanego w sportach ekstremalnych, np. w sprzęcie alpinistycznym lub osprzęcie żeglarskim. Ponadto ze względu na odporność chemiczną używany jest również w branży jubilerskiej i zegarmistrzowskiej, choć z początku uważany był za metal zbyt trudny w obróbce i formowaniu precyzyjnych kształtów.

Najszybciej rosnącym segmentem rynku w tej branży są obrączki ślubne oraz koperty i bransolety zegarków ręcznych. Co istotne dla przyszłych użytkowników wyroby ze stopów tytanu nie wywołują reakcji alergicznej oraz nie ciemnieją w środowiskach wodnych (np. basenach). Ponieważ metal ten jest lekki, niezwykle odporny na korozję, obojętny biochemicznie oraz zdolny wytrzymać ekstremalne temperatury wykorzystuje się go najczęściej w zegarkach sportowych.

Poszczególne stopy tytanu mogą się różnić składem, właściwościami mechanicznymi oraz zastosowaniem. Można wyróżnić kilka rodzajów, tzw. stopni lub klas (ang. Grade). Najczęściej spotykane w przemyśle są klasy od 1 do 7. Grade 1 do 4 to czysty komercyjnie tytan (99,2%), który można formować na zimno i gorąco. Stopień 2 stanowi w tej grupie największy udział w sprzedaży, ok 70%. Kolejne klasy to już stopy tytanu. Omega wykorzystuje do produkcji tytan stopnia 2 i 5.

Tytan 2 stopnia znajduje zastosowanie m.in. w sytuacjach, w których odbicia promieni światła są niepożądane. Charakteryzuje go ciemnoszary kolor, a powierzchnie są najczęściej matowe i szczotkowane. Omega wykorzystuje go w zegarkach sportowych np.: Seamaster Diver 300M 42mm 007 Edition z filmu „No Time To Die”.

Tytan 5 stopnia jest stopem z domieszką 6% aluminium oraz 4% wanadu. Cechuje go jasnoszary kolor, zbliżony do stali szlachetnej. Najczęściej stosowane rodzaje wykończenia powierzchni to szczotkowanie oraz polerowanie. Omega użyła go m.in. w modelu Seamaster AQUA TERRA 150M 41 MM Ultra Light (waży tylko 55 gramów). Zastosowany stop o nazwie „Gamma Titanium”, jest mocnym i jednocześnie lekkim materiałem używanym głównie w przemyśle lotniczym.

Tantal

Tantal został odkryty na początku XIX wieku. Jest metalem bardzo rozproszonym w skorupie ziemskiej, o niewielkiej ilość bogatych złóż nadających się do eksploatacji i wydobycia. Występuje w przyrodzie rzadziej niż złoto, charakteryzuje się niebieskoszarym połyskiem, dużą odpornością na korozję i działanie większości kwasów oraz zasad, a także twardością większą od stali. Obojętność chemiczna Tantalu powoduje, że może być cenną alternatywą dla platyny. Ze względu na dużą wytrzymałość na wysokie temperatury (bardzo wysoka temp. topnienia wynosząca 3017 st. C) jest obowiązkowym składnikiem nadstopów, tj. superstopów żaroodpornych. Może być stosowany do wykładania wnętrz komór spalania znajdujących się w statkach kosmicznych. Stopy tantalu wykorzystywane są również w takich branżach jak medyczna, lotnicza i elektroniczna. Produkuje się z nich kondensatory, piece próżniowe, elementy reaktorów jądrowych oraz części do samolotów.

Plastyczność tantalu, jego gęstość, doskonała przewodność cieplna i elektryczna utrudnia nieco obróbkę i sprawia, że w zegarmistrzostwie rzadziej się po niego sięga niż po inne stopy metali.

Nazwa stopu nawiązuje do postaci z mitologii greckiej, w której „Tantal” syn Zeusa z powodu swego boskiego pochodzenia doznał wielkiego zaszczytu ze strony bogów, którzy zapraszali go na uczty odbywające się na Olimpie. Zuchwały Tantal podał jednak w wątpliwość ich boskość i poniósł z tego powodu surową karę. Musiał bowiem stać w wodzie po szyję, nie mogąc się jednak napić ani sięgnąć po owoce znajdujące się nad jego głową. Jest to pewną analogią do właściwości tantalu, który po zanurzeniu nie absorbuje kwasu.

Z mitu wywodzi się również popularny związek frazeologiczny „męki Tantala”, który oznacza cierpienia wynikające z pragnienia posiadania rzeczy znajdujących się w zasięgu ręki, jednocześnie niedostępnych.

OMEGA wykorzystuje tantal w niektórych elementach dekoracyjnych zegarków, takich jak bezele lub elementy bransolet. Doskonałym przykładem jest limitowany model Seamaster Diver 300M Co Axial Master Chronometer 42 mm. Zasadniczy pierścień oraz wewnętrzne ogniwa bransolety wykonano z tantalu i dla kontrastu połączono go z innym specjalnym stopem metalu, 18 karatowym złotem określanym jako Sedna Gold.

Platyna

Została odkryta w połowie XVIII wieku w Kolumbii. Nazwa „platina” (sreberko) pochodzi od zdrobnienia hiszpańskiego słowa „plata” oznaczającego srebro. Bezwartościowym srebrem poszukiwacze złota początkowo nazywali nowo odkryte metale, które cechowały się zazwyczaj małą użytecznością. Od tego eufemizmu przyjęła się nazwa właściwa w obecnym brzmieniu, która powszechnie używana jest do dziś.

Platyna (Pt, łac. platinum) jest bardzo rzadkim metalem szlachetnym. Udział w skorupie ziemskiej wynosi jedynie 0.005 mg/kg co plasuje ją dopiero na 72. miejscu powszechności pierwiastków. W naturze występuje w postaci czystej lub jako stopy z innymi metalami w formie ziaren i bryłek o masie nieprzekraczającej 10 kg. Znaczne jej ilości wykryto również w strukturze Księżyca i meteorytów.

Rzadkość występowania pierwiastka oraz złożony proces produkcji sprawiają, że jej ceny są dość wysokie i często porównywalne ze złotem, palladem oraz rodem.

Co ciekawe ceny wyższe od złota (często znacznie) osiąga w czasie prosperity, natomiast w okresie kryzysu notuje odwrotne tendencje. Wynika to z tego, iż złoto cieszy się większym zaufaniem inwestorów w trudnych czasach i uważane jest wówczas za pewniejszą inwestycję.

Szacuje się, że ok. 30% globalnych zasobów platyny wykorzystuje się do produkcji biżuterii. Dopuszczona do obrotu w branży jubilerskiej jest 95% stopem z domieszką innych metali i oznaczona jest próbą 950. Wyroby jubilerskie takie jak pierścionki, naszyjniki oraz zegarki z niej wykonane uważane są za najbardziej luksusowe. Okazuje się bowiem, że materiał ten jest najlepszym kruszcem do osadzania diamentów, gwarantujący pewny i bezpieczny ich montaż. Posiada naturalną barwę o odcieniu srebrzystobiałym, która charakteryzuje się trwałym blaskiem i małą podatnością na matowienie, dzięki czemu jest łatwa w pielęgnacji. Jest też obojętna chemicznie i cechuje się doskonałą odpornością na korozję. Z wyglądu można ją pomylić z białym złotem, które dla odmiany jest stopem z domieszkami niklu, palladu, srebra oraz cynku a dla uwydatnienia białej barwy poddawane jest zabiegowi rodowania. Platyna jest twardsza (4-5 w skali Mosha) od złota (2,5-3) i wyróżnia się większą gęstością, co przekłada się na jej wagę, która jest o 40% większa od 18-karatowego złota. Warto podkreślić, że podobnie jak tytan nie uczula nawet bardzo wrażliwej skóry.

Platyna jest zarezerwowana wyłącznie dla najbardziej prestiżowych modeli zegarków, takich np. jak limitowany do 3 egzemplarzy model Omega De Ville Central Tourbillon Co Axial Chronometer Limited Edition (którego kopertę oraz mechanizm ozdobiono 459 diamentami „baguette” i „single-cut” lub historyczny Seamaster 1948 Co Axial Master Chronometer 38 mm (Petite Seconde).

Liquidmetal

W 2009 roku OMEGA ogłosiła innowacyjne połączenie ceramiki z płynnym stopem metalu prezentując nowe możliwości w dziedzinie budowy i designu zegarków.

Pretekstem był model z limitowanej edycji Seamaster Planet Ocean Liquidmetal, którego obrotowy pierścień okalający szkiełko wypełniono spiekiem ceramicznym (wkładka bezela) oraz płynnym metalem (podziałka oraz cyfry na skali). Odznacza się on szaro srebrzystym kolorem, dużą twardością i odpornością na zarysowania zarówno ze względu na strukturę mechaniczną, jak i pierwiastki wchodzące w jego skład oraz możliwością zastosowania kontrastującego wykończenia (szczotkowanie lub polerownie w zależności od potrzeb). Połączenie wysokiej elastyczności, twardości mechanicznej i niepodatności na korozję sprawia, że materiał ten cechuje się ogólnie wysoką odpornością na zużycie.

Liquidmetal to rodzaj stopu metali o nieuporządkowanej strukturze krystalicznej składa się z cyrkonu, tytanu, miedzi, niklu oraz berylu. Dzięki wyjątkowo niskiej krytycznej temperaturze chłodzenia może być formowany w struktury o grubości rzędu dziesiętnych części milimetra. Temperatura, w której powstaje jest aż o połowę niższa niż w przypadku stopów tytanu, a po hartowaniu osiąga trzykrotnie wyższą twardość niż stal szlachetna. Cyrkon stanowi w tym przypadku jeden z kluczowych składników spieków ceramicznych, do których produkcji wykorzystywany jest dwutlenek tego metalu (Zr02) dlatego też świetnie nadaje się do łączenia właśnie z ceramiką. Jego amorficzna struktura (tzw. ciało bezpostaciowe) pozwala bez widocznych połączeń, scalać go płynnie z ceramicznym spiekiem. Niekrystaliczna struktura charakteryzuje się tym, że tworzące je cząsteczki ułożone są w dość chaotyczny sposób, przypominający raczej układ spotykany w cieczach. Przykładem powszechnie znanej substancji zawierającej fazę amorficzną jest szkło. Im większy jest jej udział w szkle, tym jest ono łatwiej topliwe i mniej kruche (równocześnie bardziej mętne). Typowe szkło stosowane w szybach okiennych posiada od 40% do 60% fazy amorficznej.

Warto wspomnieć, iż Liquidmetal jest też nazwą handlową dla gamy stopów metali amorficznych opracowanych przez zespół badawczy California Institute of Technology (Caltech) i wprowadzonych do zastosowań komercyjnych w 2003 roku przez firmę Liquidmetal Technologies. Stosowany jest m.in. do produkcji elementów składowych kijów golfowych, zegarków oraz telefonów komórkowych. Licencje wieczyste, wyłączne dot. tej technologii nabyły takie firmy jak Apple (w elektronice użytkowej) oraz Swatch Group (w zegarkach).

Czytaj dalej: Materiały stosowane przez Omegę (część 2)