EN
Un tancat falla per una de diverses raons: la llengüeta deixa d’engranar, la molla perd tensió, la superfície s’desgasta fins a perforar-se o la frontissa desenvolupa joc. Cada un d’aquests tipus de fallada es remunta a una propietat del material. La duresa determina la velocitat amb què la superfície es ratlla. El mòdul determina quant es desvia una fulla del tancat sota càrrega. La resistència a la corrosió determina com es comporta la peça davant la suor al llarg de mesos.
La selecció del material, per tant, no és una decisió merament estètica. Estableix el rellotge de desgast del tancat abans que es produeixi una sola unitat. Dos tancats amb geometria idèntica però materials diferents envelliran de manera diferent, i la diferència es nota a la mà molt abans que aparegui en una fulla d’especificacions.
Acer inoxidable 316L com a referència pràctica
L'acer inoxidable 316L és la base per als tancaments de rellotge per raons que es mantenen en producció. Resisteix prou bé la corrosió per al contacte diari amb la pell, accepta tant acabats brotxats com polit, i es mecanitza i estampat de manera previsible. La seva duresa es troba en un rang que manté el cantell del tancament sense ser fràgil.
La limitació és el desgast. L'acer 316L no és dur, i una superfície polida en un tancament adquirirà petites ratllades amb el temps. Això és acceptable en un acabat brotxat, on les ratllades s'integren. En un tancament amb acabat polit com un mirall, el mateix desgast es percep com a opacitat, i la peça sembla més vella del que és.
L’altre problema bàsic és la lliberació de níquel. Algunes persones són sensibles a aquest metall, i el 316L pot alliberar petites quantitats quan entra en contacte amb la suor. Per a la majoria d’usuaris, això no representa cap problema. Per a una marca que apunta a usuaris amb pell sensible, és un motiu per considerar alternatives.
Titani i la compensació del mòdul
Les fiblotes de titani resolen els problemes de pes i contacte amb la pell que presenta l'acer. El titani és aproximadament un 40 % més lleuger que l'acer al mateix volum i, en general, es tolera bé contra la pell. També resisteix la corrosió gràcies a una capa d'òxid superficial que es torna a formar després de les ratllades.
El contrapunt és el mòdul. El mòdul d'elasticitat del titani és d’uns 110 GPa, mentre que el de l'acer és d’uns 200 GPa; per tant, una fulla de tancament de titani es desvia més sota la mateixa càrrega. Un ressort ajustat per a una fiblota d'acer semblarà més fluix en una versió de titani llevat que es modifiqui la constant del ressort. Aquest canvi forma part del disseny, no només del canvi de material, i cal validar-lo en tot el lot.
El titani també és més tou a la superfície que l'acer endurit. Resisteix millor la corrosió, però es ratlla amb més facilitat. Una fiblota de titani que entra en contacte amb una superfície dura durant l’ús diari mostrarà marques que una fiblota d'acer resistiria.
| Propietat | acer 316L | Titani | Acer recobert amb PVD |
|---|---|---|---|
| Duresa | Moderat | Inferior | Més elevat a la superfície |
| Resistència a la corrosió | Bo | Alt | Depèn de la integritat del recobriment |
| Tolerància cutània | Possible alliberament de níquel | Generalment ben tolerat | Igual que el substrat |
| Visibilitat de ratllades | Moderat | Més elevat | Més baix fins que es desgasti el recobriment |
| Cost unitari | Nivell de base | Més elevat | Moderat a alt |
Durabilitat del recobriment i la qüestió del substrat
El recobriment per deposició física en fase vapor (PVD) sovint s’especifica per millorar la resistència a les ratllades i afegir color. Aquest recobriment augmenta efectivament la duresa superficial, i una capa ben aplicada resisteix millor l’abrasió lleu que una superfície d’acer sense recobrir.
El problema és que el recobriment només és tan bo com el substrat subjacent. Un recobriment PVD sobre una superfície amb porus, marques d’eina o vores esmolades mostrarà aquests defectes a través del recobriment, en lloc d’amagar-los. Quan el recobriment es desgasta en un punt de contacte intens, queda exposat l’acer subjacent i el color canvia. Aquest canvi és visible i s’interpreta com a desgast, fins i tot quan la peça és estructuralment intacta.
L’espessor del recobriment és crucial als dos extrems. Si és massa fi, es desgasta prematurament; si és massa gruixut, pot arrodonir una vora que ha de romandre esmolada per garantir l’engranatge del tancament. La finestra d’espessor útil és estreta i cal verificar-la directament sobre la peça recoberta, no assumir-la només a partir de l’especificació del procés.
Un cas en què el certificat de material no coincidia amb la peça
Un cas anonimitzat va implicar un lot de tancaments que van superar la inspecció d’entrada i van començar a mostrar desgast superficial abans del previst durant l’ús en camp. El certificat de material indicava el grau correcte. Les comprovacions de duresa sobre la matèria primera estaven dins de les especificacions.
El problema residia en el tractament tèrmic de les peces estampades. Un lot havia estat processat a una temperatura que deixava la superfície més tova del que preveia l’especificació, i la comprovació de duresa sobre la matèria primera no ho va detectar perquè aquesta es va fer abans de l’estampació i del tractament tèrmic. Les peces eren del grau correcte però en l’estat equivocat.
La solució va consistir a afegir una comprovació de duresa sobre la peça estampada acabada, en lloc de fer-la només sobre la matèria primera d’entrada, i a vincular el registre del tractament tèrmic al lot. El material no era el problema. El que ho era era la seqüència de verificació.
Allò que la selecció de materials no pot resoldre
La tria del material no resol un disseny que posa tensió al punt equivocat. Un cantell de tancament massa fi es trencarà en qualsevol material. Un rebossat per a la molla massa poc profund donarà una sensació tova independentment de la qualitat de l'acer.
Tampoc substitueix l'acabat superficial. Una fibla del material adequat però amb un polit dolent encara sembla incompleta a la mà. I tampoc resol per si sola la qüestió del cost. El titani i el recobriment PVD augmenten el cost, i aquest cost només aporta valor si la fibla està pensada per ser una característica visible i duradora.
Per a projectes en què el material de la tancada ha d’equilibrar l’ús, el contacte amb la pell i el cost, treballar amb un proveïdor que estructuri el seu control de qualitat (QC) entorn d’aquests factors redueix les sorpreses tardanes. Burriva, abreujatura de Baoruihua (Dongguan) Precision Technology Co., Ltd., opera una instal·lació especialitzada en components amb més de 20.000 metres quadrats d’espai útil, on es realitzen operacions com maquinatge multieixial, fresat CNC, estampació, polit per automatització i inspecció dimensional en les fases d’entrada, en curs i sortida. Els fluxos de treball estan segregats per projecte, i l’accés als fitxers CAD es controla segons la funció laboral. Els equips que treballen amb les especificacions del material de la tancada poden discutir lliurement les seves necessitats.