"مادة جديدة غيّرت صناعة الساعات": جيل جديد من الكربون يتغلب على التلف بمرور الوقت، وبطرق متنوعة

في السنوات الأخيرة، انتشرت "المواد الجديدة" على نطاق واسع في سوق الساعات. وقد أحدث استخدام مواد غير تقليدية في صناعة هياكل الساعات وآلياتها تغييرات جذرية، ليس فقط في التصميم، كالشكل واللون، بل في الأداء أيضاً. وقد خصص العدد 112 من مجلة كرونوس اليابانية مقالاً بعنوان "مواد جديدة غيّرت عالم الساعات"، وأعدنا نشر هذا المقال على موقع ويب كرونوس. هذه المرة، سنستعرض العلامات التجارية التي عالجت مشكلة ألياف الكربون، المستخدمة في صناعة علب الساعات ولكنها تعاني من التلف مع مرور الوقت، والأساليب التي استخدمتها للتغلب على هذا التحدي.

"مادة جديدة غيرت عالم الساعات": زيارة ورشة عمل ستيلا، مورد علب الساعات الذهبية الفاخرة

المزايا

"مادة جديدة غيّرت عالم الساعات": براعة هوبلو في التلاعب بحرية بتركيبة الذهب عيار 18 قيراطًا

المزايا

"مادة جديدة غيّرت صناعة الساعات": انتشار وتطور التيتانيوم، مما لفت الأنظار

المزايا

"مادة جديدة غيرت طريقة صنع الساعات": كانت شانيل وهوبلو وتيودور من الرواد في استخدام مادة السيراميك التي يصعب التعامل معها

المزايا

مشاكل في حافظات الكربون

　تُستخدم مركبات الكربون، التي نشأت في الأصل من صناعات الطيران والفضاء ورياضة السيارات، حاليًا في هياكل الدراجات الهوائية والمعدات الرياضية. ولم تدخل صناعة الساعات الفاخرة إلا في أواخر التسعينيات وأوائل الألفية الجديدة. في البداية، عانت علب الساعات المصنوعة من الكربون من مشكلة التلف بسبب طبيعة المادة نفسها. إلا أنه تم التغلب على هذه المشكلة الآن، وتكتسب مركبات الكربون شعبية متزايدة كمادة بديلة تُضفي طابعًا مميزًا على علب الساعات.

مادة أسطح مطابخ تتغلب على مشكلة التلف بمرور الوقت

　بدأ استخدام المواد المركبة القائمة على الكربون في صناعة الطيران والفضاء في سبعينيات القرن الماضي. تُصنع مادتها الخام، ألياف الكربون، عن طريق كربنة ألياف الأكريليك أو القار في درجات حرارة عالية، ولكن نادرًا ما تُستخدم بمفردها؛ بل تُستخدم كمادة مركبة مع مادة أساسية مثل الراتنج الصناعي. تتميز ألياف الكربون بخفة وزنها، حيث تبلغ كثافتها النوعية 2.25 غ/سم³، كما تتمتع بقوة شد ممتازة في اتجاه الألياف، مما يجعلها مادة هيكلية معروفة في صناعة الطائرات وسيارات الفورمولا 1.

　ابتكرت شركة ناشونال كاربون الأمريكية عام 1959 طريقة استخلاص ألياف الكربون، المادة الخام الرئيسية، وذلك من خلال تقنية لتحويل الحرير الصناعي إلى غرافيت. إلا أن هذه الطريقة أصبحت الآن قديمة، ويسود استخدام ألياف الكربون المصنوعة من ألياف الأكريليك (ألياف الكربون القائمة على البولي أكريلونيتريل) أو ألياف الكربون المصنوعة من القار. وقد طُوّرت هاتان التقنيتان في اليابان، وتستحوذ الشركات اليابانية، وعلى رأسها شركتا توراي وتيجين، على الحصة الأكبر من السوق.

　الطريقة الأكثر شيوعًا لتصنيع المواد المركبة من ألياف الكربون هي "الكربون الرقائقي"، حيث تُرص طبقات من ألياف الكربون المشبعة بالراتنج (صفائح منسوجة من ألياف الكربون) وتُخبز معًا. عندما يُذكر مصطلح CFRP (البلاستيك المقوى بألياف الكربون)، يُقصد به عادةً هذا النوع من الكربون الرقائقي. وقد طُرح هذا النوع في صناعة الساعات السويسرية في أواخر التسعينيات وأوائل الألفية الثانية، وحظي بشعبية متزايدة بفضل أنماط سطحه الفريدة وخفة وزنه. مع ذلك، من الصحيح أيضًا أن أولى علب الساعات المصنوعة من الكربون أظهرت علامات واضحة للتقادم، مثل تآكل السطح واصفراره. إذا فهمت سبب ذلك فورًا، فربما تكون من عشاق السيارات.

　هذا استطرادٌ بسيط، ولكن عند الحديث عن تدهور أجزاء الكربون، فإنّ المثال الأكثر شيوعًا هو غطاء محرك السيارة. تُصنع العديد من قطع غيار السيارات والدراجات النارية من ألياف الكربون الجافة لتقليل الوزن، ولكن إذا تم تركيبها بدون كربون، فإنها ستتلف في غضون سنوات قليلة. والسبب في ذلك هو أن الأشعة فوق البنفسجية تُسرّع من تدهور الراتنج الأساسي. يتساوى تدهور أجزاء ألياف الكربون مع تدهور الراتنج، وينطبق هذا الأمر على علب الساعات أيضًا. كان ريتشارد ميل من أوائل من لاحظوا ذلك وبدأوا العمل على تحسين جودة مواد ألياف الكربون.

　منذ المراحل الأولى للتطوير، تقرر أن يتميز أول طراز من ريتشارد ميل، وهو RM 001 توربيون، بقاعدة من الكربون. مع ذلك، وكما هو معروف، لم تكن هذه القاعدة الكربونية جاهزة في الوقت المناسب للإطلاق الأول، وظهرت لاحقًا في الإصدار الثاني (V2). لماذا تأخر إنتاج القاعدة الكربونية؟ أوضح جوليو بابي من شركة APRP (التي تُعرف الآن باسم أوديمار بيغيه لو لوكل)، والذي شارك في تطوير الساعة، ما يلي في مقابلة أجرتها معه هذه المجلة عام 2015:

قررنا منذ البداية أن يكون تصميم الحركة مستوحى من محرك سيارة فورمولا 1 أسود، لكن المشكلة كانت تكمن في مدى توفر ألياف الكربون المناسبة للساعات الفاخرة. يحتوي الكربون العادي على حوالي 20% من الراتنج، ولكن إذا كانت نسبة الراتنج مرتفعة جدًا، فهناك مخاوف من تلفه بفعل الأشعة فوق البنفسجية، كما كان علينا التحقق من توافقه مع محلول التنظيف المستخدم أثناء عمليات الصيانة. مع أنه من الممكن صنع قاعدة باستخدام ألياف الكربون بنسبة 20% من الراتنج، إلا أن هذه الطريقة غير مستخدمة في الساعات الفاخرة. أمضينا حوالي خمس سنوات نبحث عن المادة المناسبة، ووجدنا في النهاية ألياف كربون بنسبة 2% من الراتنج، كانت تُنتج في الولايات المتحدة آنذاك.

　تعاونت ريتشارد ميل لاحقًا مع شركة نورث ثين بلاي تكنولوجي (NTPT) السويسرية لتحسين جودة ألياف الكربون المصفحة بشكل جذري. بدأ هذا التعاون مع تقنية "NTPT® Carbon" (التي تُعرف الآن باسم Carbon TPT®)، والتي زادت بشكل كبير من القوة النظرية من خلال تكديس شرائط ألياف الكربون أحادية الاتجاه، والمعروفة باسم شرائط UD، بزاوية 45 درجة. في الوقت نفسه، طورت العلامة التجارية تقنية لتغليف شرائط UD المصنوعة من مواد أخرى، مثل ألياف الكوارتز، مما أدى إلى تنويع مظهر مركبات الكربون بنجاح. شكل الراتنج المستخدم كمادة رابطة تحديًا، لكن NTPT طورت في ذلك الوقت "راتنجًا أبيض" جديدًا مقاومًا للأشعة فوق البنفسجية، مما حل مشكلة التلف مع مرور الوقت. تجري ريتشارد ميل أيضًا تجارب على دمج مواد متطورة مثل أنابيب الكربون النانوية والجرافين لتحسين ألياف الكربون نفسها بشكل أكبر.

　من المواد المركبة الأخرى القائمة على الكربون، والتي تُستخدم بكثرة في صناعة الساعات، "الكربون المطروق". تتميز هذه الطريقة باستخدام قوالب لتصنيع الهيكل الأساسي للعلبة. تُغمر ألياف الكربون المقطعة بدقة بالراتنج، ثم تُرتب عشوائيًا في القالب وتُحرق تحت ضغط عالٍ. ينتج عن هذا الترتيب العشوائي لألياف الكربون قوة عالية، وبإضافة مواد مختلفة، يُمكن إضفاء ملمس مميز على العلبة والإطار. تتعدد الأمثلة على ذلك، بما في ذلك مادة Super-LumiNova المضيئة التي تستخدمها شركتا Zenith وCorum، والنسيج غير المنسوج من الألياف الدقيقة الذي تستخدمه Hublot لزيادة قوة العلبة، ومسحوق الذهب عيار 18 قيراطًا من Corum. علاوة على ذلك، يُعد كل من الكربون الرقائقي والكربون المطروق من المواد شديدة الصلابة، مما يتطلب تقنيات قطع متقدمة لمعالجتهما.

　أخيرًا، ورغم أنني لم أرَ الساعة نفسها، إلا أن ساعة أوريس برو بايلوت ألتيميتر تُعدّ اتجاهًا جديدًا مثيرًا للاهتمام. يتم استخدام راتنج PEKK، وهو نوع من البوليمرات عالية الوزن الجزيئي، في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد التي طوّرها مختبر 9T السويسري، لإنشاء نسيج يُشبه ما يُسمى بـ "عين ألياف الكربون". حتى حامل الحركة مصبوب كقطعة واحدة، مما يُشير إلى دقة عالية في الطباعة ثلاثية الأبعاد. أتساءل عن كيفية استخدام ألياف الكربون؛ فمن المُرجّح أن يتم خلط مسحوق الكربون بمادة PEKK. تكمن ميزة استخدام الكربون كمادة هيكلية في قوة شدّه العالية مُقارنةً بكثافته، ولكن هذا لا يكون مُمكنًا إلا إذا كان الكربون في صورة ليفية. مع ذلك، لا تُعدّ هذه القوة ضرورية لعلبة الساعة؛ فالسطح الصلب خفيف الوزن كافٍ. يُشير هذا إلى أن المواد المركبة القائمة على الكربون والطابعات ثلاثية الأبعاد تُشكّلان مزيجًا ممتازًا، لا سيما في صناعة الساعات.