來源： 編輯：匿名 發表時間：2024-10-14 00:15:28 熱度：32
IWC萬國表與德國航空航天中心(DLR)合作开發了首款由陶瓷基復合材料(CMC)制成的腕表表殼。纖維增強陶瓷結合了傳統陶瓷的硬度和耐磨性，同時具備復合材料的優勢，例如高抗損傷能力和極強的耐溫度衝擊性。通過此次工程合作，德國航空航天中心進一步改進了其用於衛星推進系統的小型纖維增強陶瓷組件。在斯圖加特德國航空航天中心現場舉行的活動中，IWC萬國表與該著名研究機構的代表分享了此次合作的獨家見解。
自1980年以來， IWC萬國表在先進材料領域積累了廣泛的專業知識，其重點領域之一就是陶瓷材料。1986年，IWC萬國表率先推出了首款採用黑色氧化鋯陶瓷表殼的腕表，此後品牌在該領域不斷創新。
重要的裏程碑包括採用棕色氮化硅陶瓷、黑色碳化硼陶瓷、多種彩色陶瓷以及最近推出的Ceralume®夜光瓷技術。2013年，IWC萬國表與德國航空航天中心正式展开工程合作，並聯合开發了首款由陶瓷基復合材料制成的腕表表殼。
纖維增強陶瓷是一種相對較新的材料類別。它結合了傳統陶瓷的優點，如硬度和耐磨性，並具有極高的抗損壞能力。由於該材料還具有極強的耐熱衝擊性，德國航空航天中心已將其用於制造大型火箭組件和可重復使用的航天器熱控系統。然而，研究人員希望通過其創新的短纖維壓制技術，來制作更小且近淨形陶瓷基復合材料部件，腕表表殼無疑是絕佳之選。
通過與IWC萬國表XPL實驗工程部門的密切合作，德國航空航天中心結構與設計研究所的研究人員开發了一種新的制造工藝，成功制造了首款由纖維增強陶瓷制成的IWC萬國表腕表表殼。這是一次雙贏的合作，IWC萬國表成功將陶瓷基復合材料納入其不斷發展的先鋒表殼材質組合中；德國航空航天中心通過在小型陶瓷基復合材料組件的應用實踐中，拓展了其在太空領域的全新應用。
“輕盈性與強韌度的獨特結合，使得陶瓷基復合材料成爲制造腕表表殼極具吸引力的材料。然而，制造纖維增強陶瓷組件需要深入且高度專業的技術。通過結合各自領域的專業知識，我們成功突破了以往認爲無法在如此小的尺度上實現陶瓷基復合材料組件的界限。”IWC萬國表研究與創新負責人洛倫茲·布倫納(Lorenz Brunner)解釋道。
“與IWC萬國表的工程合作使我們能夠展示小型近淨形纖維增強陶瓷組件的可行性。在开發腕表表殼過程中積累的專業知識也幫助我們進一步研發用於制造衛星推進系統中的推力室組件，並拓展在航空航天領域的應用。”德國航空航天中心陶瓷復合材料與結構部門研究員伯恩哈德·海登萊希(Bernhard Heidenreich)補充道。
高度復雜的制造工藝
陶瓷基復合材料表殼制造過程的起點是傳統的碳纖維加固型聚合物。碳纖維被切割、浸漬樹脂、在模具中壓制並進行燒制。爲了制作出大致表殼形狀的預成型件，德國航空航天中心採用並改進了其創新的短纖維壓制技術。
在接下來的高溫工藝中，通過一種被稱爲“熱解”的持續數天的熱處理工藝，聚合物基質被轉化爲碳，由此獲得密實的纖維編織結構，被嵌入多孔碳基質中。隨後，將硅晶體置於零件上，放入燒爐中加熱。在這個所謂的硅化過程中，硅被拉入腔體並與碳發生化學反應，從而形成一種由碳化硅陶瓷構成的全新基質。從這一階段开始，表殼的硬度值達到約2400維氏硬度，只能通過鑽石工具進行加工。
工程合作的探索與啓發
爲了分享此次成功的开發項目，IWC萬國表和德國航空航天中心在其位於斯圖加特的結構與設計研究所組織了一場活動。IWC萬國表與德國航空航天中心的代表們通過演講，探討了陶瓷基復合材料腕表表殼的復雜制造過程，並強調了工程合作以及將科研技術轉化爲不同行業新應用的重要意義。演講之後，大家參觀了德國航空航天中心的研究設施，並深入了解了陶瓷基復合材料制造過程的各個步驟。
IWC萬國表還展示了大型飛行員腕表AMG G 63（型號：IW506201）。該大型飛行員腕表特別版於2023年9月推出，其設計靈感源自梅賽德斯-AMG G-Class車型，是IWC萬國表首款採用陶瓷基復合材料表殼的腕表。由於表殼的結構由纖維決定，在使用金剛石刀具精加工後依然清晰可見，因此每只腕表都具有獨一無二的啞光黑色外觀。
標題：IWC萬國表：將纖維增強陶瓷應用於腕表表殼並助力其在太空領域的應用
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