A "camada externa tecnológica" do pequeno mostrador: Uma análise aprofundada da tecnologia avançada de PVD em relógios

Quando você toca a caixa preta fosca lisa do relógio, admira a aparência quente e brilhante da pulseira de ouro rosa sob a luz ou se maravilha com a aparência intacta do relógio de mergulho no ambiente do mar profundo, você pode não pensar que essas texturas e durabilidade impressionantes são todas atribuídas a uma tecnologia chave -deposição física a vácuo (PVD). Como o processo de tratamento de superfície mais amplamente utilizado na relojoaria moderna, a deposição física a vácuo, com suas características de desempenho de camada de membrana ecologicamente corretas, eficientes e excelentes, tornou-se o principal suporte para a atualização estética e aprimoramento funcional dos relógios, e revestiu cada relógio preciso com uma "camada externa tecnológica". Hoje, vamos descobrir profundamente o mistério da deposição física a vácuo dos relógios.

Para entender a deposição física de relógios a vácuo, é necessário primeiro esclarecer sua definição central: em um ambiente de alto vácuo, por meio de métodos físicos (como pulverização catódica, evaporação), os materiais de revestimento sólido de metais, cerâmicas, etc. Essa tecnologia é chamadaPVD (deposição física de vapor)Em inglês. Em comparação com os processos tradicionais de galvanoplastia, sua maior vantagem reside na camada de filme uniforme e densa, forte adesão, respeito ao meio ambiente sem poluição (sem emissões de eletrólitos químicos e metais pesados) e a capacidade de controlar com precisão a espessura e composição da camada de filme, atendendo perfeitamente aos rigorosos requisitos de precisão, durabilidade e estética dos relógios. Portanto, tornou-se a escolha principal na indústria relojoeira de alta qualidade.

O princípio fundamental do revestimento físico a vácuo para relógios é essencialmente "a migração e deposição de matéria no estado gasoso". Todo o processo é realizado em ambiente de alto vácuo, evitando interferência de moléculas de ar na qualidade da camada do filme. Em termos simples, esse processo é como cultivar uma “planta de filme” especial em uma “estufa” a vácuo. Consiste principalmente em três etapas principais:

1. O primeiro passo épreparação a vácuo. Os componentes limpos do relógio (caixa, pulseira, mostrador, etc.) são colocados em uma câmara de vácuo selada. Através de um sistema de bombeamento de vácuo de três estágios composto por “bomba mecânica + bomba rotativa + bomba molecular”, a pressão dentro da câmara é reduzida a um estado de alto vácuo de10⁻³ a 10⁻⁵Pa- esta pressão é equivalente à pressão atmosférica do espaço exterior da Terra, minimizando a influência das impurezas do ar na qualidade do revestimento.
2. O segundo passo éionização e vaporização de materiais. Através de métodos físicos, como pulverização catódica de magnetron ou descarga de arco, os materiais de revestimento (referidos como "materiais alvo" na indústria) sofrem ionização ou vaporização para formar minúsculas partículas de alta energia.
3. O terceiro passo édeposição de filme. Sob a orientação de um campo elétrico, essas partículas de alta energia se moverão uniformemente em direção à superfície dos componentes do relógio e eventualmente aderirão firmemente para formar uma película fina. Ao longo do processo, parâmetros como temperatura, grau de vácuo, proporção de gás e corrente do material alvo precisam ser controlados com precisão, com erros precisando estar no nível micrométrico, para garantir a uniformidade e adesão da camada de filme.

Na indústria relojoeira, o revestimento físico a vácuo (PVD) é dividido principalmente em dois processos principais -pulverização catódica do magnetrãoerevestimento de íon de arco. Devido aos seus princípios diferentes, esses dois processos têm cenários de aplicação e propriedades de camada de membrana distintas. Juntos, eles cobrem todas as dimensões dos requisitos de relógios, desde a decoração até a funcionalidade.

• Entre eles, oprocesso de pulverização catódica magnetroné a “força principal” dos revestimentos decorativos para relógios. Seu princípio fundamental é controlar a trajetória dos elétrons através de um campo magnético, permitindo que os elétrons bombardeiem continuamente a superfície do material alvo, fazendo com que os átomos do material alvo se separem e se depositem na superfície da peça de trabalho. As vantagens desse processo são a excelente uniformidade da camada da membrana e o alto acabamento superficial, possibilitando a reprodução precisa da textura fina dos metais. Portanto, é amplamente utilizado para preparar camadas de membrana decorativas, como ouro rosa, ouro champanhe e preto fosco. Por exemplo, a popular caixa de relógio em ouro rosa é formada ajustando a proporção da composição do alvo de titânio e do alvo de cromo, combinada com gases reativos como o nitrogênio, para criar uma camada de membrana de titânio nitrogenada que é consistente com a textura do ouro 18K.
• Oprocesso de revestimento iônico de arcoé o "executor excepcional" de revestimentos funcionais. Ele gera alta temperatura por meio de descarga de arco, ionizando diretamente o material alvo em íons de alta energia e, em seguida, depositando-os na superfície da peça de trabalho para formar uma camada de membrana. A camada de membrana formada por este processo tem dureza extremamente alta e adesão mais forte, e é particularmente adequada para preparar camadas de membrana funcionais resistentes ao desgaste e à corrosão. Por exemplo, ocarbono semelhante ao diamante (DLC)A membrana comumente usada na indústria relojoeira é preparada por meio do processo de revestimento iônico de arco e é amplamente utilizada em caixas de relógios e componentes de movimento de relógios e ferramentas esportivas.

O valor do revestimento físico a vácuo para relógios modernos reflete-se principalmente na inovação na expressão estética. Ele rompe completamente as limitações de cores dos materiais de relógios tradicionais, permitindo que substratos comuns apresentem texturas de alta qualidade. No passado, as cores dos relógios dependiam em grande parte dos próprios materiais - o amarelo dourado do ouro, o branco prateado do aço inoxidável e o cinza claro do metal titânio. As escolhas eram muito limitadas; enquanto a tecnologia de revestimento físico a vácuo permitiu um “salto qualitativo” nas cores e texturas dos relógios. Ao alterar diferentes materiais-alvo e gases de reação, as caixas de relógios comuns de aço inoxidável podem facilmente atingir vários estilos: usar um alvo de titânio combinado com gás nitrogênio pode produzir diferentes camadas de ouro rosa, do rosa claro ao rosa profundo, com uma textura quente e delicada que é quase indistinguível do ouro K de alta pureza; usar um alvo de cromo combinado com gás acetileno pode criar uma camada preta fosca discreta e luxuosa, que é resistente ao desgaste e não propensa a impressões digitais; e há também um processo avançado de pulverização magnética multicamadas, ao empilhar diferentes camadas de índice de refração, pode obter um efeito gradiente colorido de azul claro a roxo claro, tornando o design simples do relógio mais visualmente memorável. Uma série clássica de uma marca de relógios suíça adotou a tecnologia de revestimento físico a vácuo multicamadas, usando apenas substrato de aço inoxidável 316L para obter uma aparência consistente com ouro rosa 18K, não apenas reduzindo o custo de produção em30%, mas também evitando a pressão ambiental causada pela mineração de metais preciosos, tornando-se um modelo que equilibra estética e proteção ambiental na indústria.

Além da atualização estética, o valor central do revestimento físico a vácuo é fornecer uma “armadura invisível” ao relógio, aumentando significativamente sua durabilidade e vida útil. Sendo um instrumento de precisão usado diariamente, a caixa e a pulseira do relógio precisam suportar a fricção e a corrosão causadas pelo suor durante um longo período, enquanto os componentes do movimento dependem de uma perda de fricção extremamente baixa para garantir uma cronometragem precisa. A camada de filme de revestimento físico a vácuo aborda com precisão essas questões. Embora esta camada de película seja fina (normalmente apenas alguns micrómetros a várias dezenas de micrómetros, equivalente a um décimo do diâmetro de um fio de cabelo), o seu desempenho é extremamente excelente: por exemplo, oFilme de carbono semelhante a diamante tipo DLCpreparado por revestimento iônico a arco tem uma dureza superior aHV2000, excedendo em muito o aço inoxidável (HV200-300), que pode aumentar a dureza da superfície da caixa do relógio em 2-3 graus, tornando-a menos propensa a arranhões causados ​​por impactos e fricção diários; para resolver o problema de impressões digitais em pulseiras de liga de titânio, a camada de filme PVD anti-impressão digital preparada por pulverização catódica de magnetron pode dificultar a adesão das impressões digitais, ao mesmo tempo que evita a corrosão causada pelo sal e pela gordura no suor, mantendo a limpeza e o frescor durante um longo período de uso. Para os componentes precisos dentro do movimento, como engrenagens e rodas de escape, usando revestimento físico a vácuo de filme lubrificante sólido de dissulfeto de molibdênio ou filme duro de carboneto de tungstênio, o coeficiente de atrito pode ser reduzido para abaixo0,05, reduzindo a perda de energia em15%e tornando a cronometragem do relógio mais precisa. Os dados de teste de uma marca de movimento desenvolvida pela própria empresa mostram que, após o tratamento com revestimento PVD, a taxa de atenuação da amplitude de oscilação do movimento após cinco anos cai de12% a 4%, alcançando verdadeiramente o compromisso de qualidade de "precisão duradoura".

Do ponto de vista dos componentes específicos do relógio, a aplicação do revestimento físico de deposição a vácuo (PVD) cobre quase todas as peças principais, alcançando "adaptação precisa e proteção total".

• Oestojo e alça, que são o foco visual e as peças frequentemente contatadas, são os principais cenários de aplicação do revestimento PVD: o estilo totalmente preto comum dos relógios esportivos geralmente usa filme DLC de deposição de íons de arco, que combina resistência ao desgaste e resistência à corrosão; os estilos de ouro rosa e ouro champanhe de relógios de luxo usam principalmente filme PVD de pulverização catódica com controle magnético para garantir textura uniforme e fina; a caixa e a pulseira dos relógios de mergulho adotarão a tecnologia de revestimento PVD multicamadas, primeiro depositando uma camada de filme de cromo resistente à corrosão e, em seguida, depositando um filme decorativo para garantir estabilidade a longo prazo em ambientes profundos de alta pressão e alto teor de sal.
• Oescalas e números no mostradorsão revestidos com filme de luz noturna de sulfeto de zinco através de revestimento de evaporação a vácuo (um processo ramificado de PVD) para garantir uma leitura clara do tempo no escuro; o fundo do mostrador de relógios de última geração também pode ser revestido com filme de madrepérola pérola ou filme de textura metálica por meio de pulverização catódica de controle magnético para aumentar a profundidade visual.
• Ocristal de relógio de safiraé revestido com filme anti-reflexo PVD de controle magnético multicamadas, reduzindo a refletividade de mais8% a menos de 1%, melhorando significativamente a clareza do tempo de leitura.
• Mesmo o pequeninoengrenagens, molas, etc. dentro do movimentoserá revestido com revestimento PVD preciso para reduzir a perda por atrito e garantir a estabilidade da cronometragem.

Vale a pena notar que o revestimento físico a vácuo (PVD) também é um avanço significativo para a indústria relojoeira no sentido de alcançarfabricação verde. Esta é também uma das principais razões pelas quais pode substituir a galvanoplastia tradicional e tornar-se o padrão para a relojoaria de alta qualidade. O processo tradicional de galvanoplastia requer a utilização de grande quantidade de reagentes químicos, gerando águas residuais e gases residuais contendo metais pesados, que causam grave poluição ao meio ambiente. Em contraste, o revestimento físico a vácuo é realizado em um ambiente de alto vácuo, sem a necessidade de eletrólitos químicos. Consegue migração e deposição de materiais por meios físicos, com emissão zero de metais pesados ​​e poluição zero em todo o processo. Isto resolve o problema de proteção ambiental do tratamento de superfície na sua origem. Com o aumento da consciência ambiental global, cada vez mais marcas de relógios estão adotando o processo PVD como sua principal tecnologia de tratamento de superfície. Não é apenas amplamente utilizado em séries de produção em massa, mas também através de soluções personalizadas de revestimento PVD em séries personalizadas de alta qualidade, alcançando um equilíbrio entre proteção ambiental e textura de alta qualidade. Hoje em dia, os atributos ambientais da tecnologia PVD tornaram-se um importante suporte para o desenvolvimento sustentável da marca, e também se alinham com as demandas dos consumidores modernos por um consumo verde.

Do ponto de vista do desenvolvimento tecnológico, o revestimento físico de deposição a vácuo (PVD) para relógios está avançando em direção a maior precisão, maior diversidade e mais customização. Em termos deprecisão, o atual processo de revestimento PVD pode controlar o erro de espessura da camada de revestimento dentro0,1 mícrone o erro de cor dentro do nível deΔE<0,5, atingindo um nível indistinguível a olho nu, garantindo que a textura da aparência de cada relógio seja altamente consistente. Em termos dediversidade, soluções personalizadas de revestimento PVD para diferentes cenários de uso estão surgindo constantemente: como um filme PVD extremamente resistente à corrosão adequado para mergulho em alto mar, um filme PVD resistente a altas temperaturas adequado para ambientes de temperatura extrema e um filme PVD biocompatível adequado para cenários médicos, etc., expandindo ainda mais os limites de aplicação dos relógios. Em termos depersonalização, com a modernização do consumo, as demandas personalizadas dos consumidores por relógios aumentam a cada dia. A tecnologia PVD, com suas cores e texturas personalizáveis, tornou-se um importante ponto de avanço para a competição de diferenciação de marcas - algumas marcas lançaram serviços de personalização PVD, que podem personalizar a cor exclusiva e o efeito gradiente do revestimento da caixa do relógio de acordo com as necessidades do usuário, tornando o relógio verdadeiramente se tornar uma obra de arte única e vestível.

Entre os pequenos mostradores, a tecnologia de revestimento físico de deposição a vácuo (PVD) utiliza o poder da tecnologia para equilibrar estética e funcionalidade. Ele confere aos substratos comuns uma textura de alta qualidade, aumenta a durabilidade dos relógios de precisão e se alinha com a tendência de desenvolvimento da época com seus atributos ambientais. Da próxima vez que admirarmos a aparência requintada de um relógio e confiarmos em sua cronometragem precisa, poderemos também dar uma olhada neste "revestimento tecnológico" de nível mícron - é precisamente esse filme aparentemente insignificante que carrega a busca definitiva de detalhes na relojoaria moderna, permitindo que a "estética do tempo" dure por muito tempo e atualizando o relógio de uma simples ferramenta de cronometragem para uma peça de arte vestível com textura, durabilidade e valor ambiental.