Các nhà sản xuất mặt số đồng hồ đạt được các họa tiết và kết cấu tinh xảo như thế nào

Họa tiết không bao giờ chỉ là một họa tiết

Kết cấu mặt số thường thu hút ánh nhìn trước cả kim hay vỏ đồng hồ. Dưới kính lúp, bề mặt guilloché hiện lên những rãnh lặp lại đều đặn. Mặt số kiểu sunburst phản chiếu ánh sáng từ tâm ra viền. Trong sản xuất mặt số đồng hồ, họa tiết hiển thị rõ ràng bắt nguồn từ chuỗi quyết định liên quan đến vật liệu nền, phương pháp cắt, xử lý bề mặt và lớp phủ. Chỉ cần một bước yếu kém là họa tiết sẽ biến mất dưới lớp sơn bóng hoặc trở nên rối mắt. Kết cấu mặt số hiếm khi chỉ do một công đoạn duy nhất tạo nên. Đó là một chuỗi quy trình đòi hỏi sự ăn khớp hoàn hảo ở mọi khâu chuyển tiếp.

Guilloché tồn tại dưới ba dạng rõ rệt

Thuật ngữ guilloché thường được dùng một cách thoáng. Họa tiết này gồm tập hợp các đường hình học lặp lại, thường là xoắn ốc hoặc sóng, được khắc hoặc ép vào kim loại. Điều phân biệt mặt số guilloché với các loại khác không phải là họa tiết cụ thể, mà là cách kim loại di chuyển.

Việc gia công bằng tay trên máy tiện cắt kim loại bằng một dụng cụ cố định trong khi phôi quay. Các rãnh có đáy sắc nét và thành rãnh sạch sẽ. Gia công CNC sử dụng dao phay quay và để lại các vệt phay mịn. Dập khuôn ép một bộ khuôn vào phôi, khiến kim loại biến dạng thay vì bị cắt. Dưới kính hiển vi, những bề mặt này khác nhau rõ rệt và phản xạ ánh sáng theo cách riêng. Họa tiết dập thường trông mềm mại hơn. Họa tiết cắt thường giữ được độ phản quang mạnh và rõ nét hơn.

Điều này rất quan trọng khi xác định mặt số guilloché. Một thương hiệu muốn đạt được hiệu ứng phản xạ sắc nét từ kỹ thuật engine-turned sẽ yêu cầu một quy trình khác với thương hiệu cần sản xuất họa tiết lặp lại ở khối lượng lớn hơn. Không phương pháp nào tự động vượt trội hơn. Chi phí chế tạo khuôn và thời gian chu kỳ sản xuất phụ thuộc vào lựa chọn đó. Một mặt số guilloché dập và một mặt số guilloché cắt có thể chia sẻ cùng một họa tiết nhưng vẫn mang cảm giác như hai sản phẩm khác biệt.

Hiệu ứng sunburst và vân tròn đòi hỏi độ chính xác hình học cao

Lớp hoàn thiện kiểu tia nắng trông đơn giản: những đường vân mảnh chạy theo hướng bán kính từ tâm mặt số. Hiệu ứng này phụ thuộc vào cách công cụ mài tiếp xúc với phôi đang quay. Mặt số quay trong khi một bàn chải hoặc miếng đệm có phủ chất mài chạm vào nó, do đó các đường vân chạy từ tâm ra mép. Áp lực không đều hoặc chất mài bị phân hủy sẽ khiến lớp hoàn thiện kiểu tia nắng trở nên loang lổ và xỉn màu. Dưới lớp màu điện phân, những khuyết điểm này càng rõ rệt hơn.

Vân tròn đồng tâm sử dụng các vòng tròn đồng tâm, thường được bố trí sát nhau. Trên mặt số, họa tiết này thường xuất hiện trên các mặt số phụ hoặc các ô đếm lõm thay vì trên mặt chính. Vân có thể được tạo trên máy tiện, do đó họa tiết trang trí đi theo hướng gia công. Rủi ro chủ yếu là độ đồng tâm. Nếu các vòng tròn không được căn giữa theo trục chức năng, họa tiết sẽ xung đột với các vạch in và các chỉ thị gắn rời. Lớp hoàn thiện kiểu tia nắng được đánh giá qua độ sắc nét của các đường vân bán kính ở mép; còn vân tròn đồng tâm được đánh giá qua độ ổn định của tâm.

Một ví dụ về sản xuất: các phôi đồng thau được gia công cơ khí và tạo vân, sau đó được gửi đi xử lý màu điện phân. Sau khi mạ, một độ lệch nhẹ khỏi tâm xuất hiện trên vân tròn của mặt số phụ. Vân trông chấp nhận được trước khi mạ. Nguyên nhân là do một đồ gá có độ runout nhỏ trong suốt chu kỳ dài. Vì vân được tạo đồng tâm với đồ gá chứ không đồng tâm với trục tâm cuối cùng, nên sai lệch chỉ bộc lộ rõ sau khi có độ tương phản màu và các dấu hiệu in lên bề mặt. Giải pháp khắc phục bao gồm kiểm tra lại đồ gá, thực hiện bước căn chỉnh lại tâm trước khi tạo vân và thiết lập điểm kiểm tra kích thước sau khi gia công cơ khí.

Dập và phay CNC phù hợp với những công việc khác nhau

Mặt số dập bắt đầu từ một khuôn dập. Quá trình ép tạo ra các phần nổi chức năng như mặt số phụ lõm, mép viền hoặc chữ số nổi, đồng thời tạo ra các họa tiết trang trí. Phương pháp dập thích hợp cho các loạt sản xuất lặp lại và có thể duy trì độ đồng nhất về bề mặt trên toàn bộ lô lớn miễn là khuôn còn ở trạng thái tốt. Giới hạn của phương pháp này là biến dạng. Các rãnh rất mảnh và có đáy sắc nét khó đạt được hơn so với gia công cắt gọt, và sự mài mòn khuôn làm giảm độ sắc nét của họa tiết theo thời gian.

Phay CNC mang lại khả năng kiểm soát trực tiếp hơn đối với quỹ đạo dụng cụ. Các đường viền phức tạp, rãnh chìm và chi tiết bậc thang có thể được gia công trong một lần lắp đặt, giảm thiểu việc xử lý và lắp đặt lại. Đổi lại là thời gian chu kỳ kéo dài. Một mặt số guilloché hoặc khắc bằng máy phay sẽ chậm hơn trên mỗi sản phẩm, và bề mặt để lại dấu vết dụng cụ theo hướng nhất định trừ khi có bước hoàn thiện loại bỏ chúng.

Không có cột nào vượt trội toàn diện. Nổi khối sâu với họa tiết lặp lại có thể phù hợp với dập. Guilloché cắt nhau với vị trí đặt vạch chỉ thị chặt chẽ có thể thiên về phay. Nhiều mặt số kết hợp cả hai phương pháp: hình học cơ bản trước, sau đó thực hiện riêng một bước trang trí cho bề mặt hiển thị.

Mạ, sơn bóng và in ấn quyết định khả năng tồn tại

Kết cấu vừa được cắt hoặc dập mới chỉ là một nửa câu chuyện. Bề mặt hiển thị được xây dựng theo từng lớp. Trước khi phủ sơn bóng hoặc sơn màu, phôi thường trải qua xử lý điện hóa như mạ rhodi hoặc mạ vàng, hoặc phủ PVD để thiết lập màu nền và giảm nguy cơ oxy hóa. Các lớp sơn bóng tiếp theo được phủ lên, đôi khi gồm nhiều lớp, và bề mặt có thể được đánh bóng phẳng giữa các lớp. In chuyển nhiệt (pad printing) được thực hiện sau khi màu nền đã ổn định, và các vạch chỉ thị được gắn vào vị trí.

Mỗi lớp phủ thay đổi kết cấu mặt số. Một lớp sơn bóng dày có thể lấp đầy các rãnh nhỏ và làm mờ hoa văn. Một lớp sơn mỏng giữ được chi tiết nhưng có thể không che được khuyết điểm của nền. Mạ kim loại có thể làm nổi bật một vết xước hoặc hướng đánh bóng vốn vô hình trên đồng thau trần. In pad tạo ra một chồng dung sai. In nhiều màu chuyển các đặc điểm theo từng bước riêng biệt và gây ra sự sai lệch về độ căn chỉnh giữa các bản in. Nếu in pad hơi lệch, vòng chia độ hoặc logo in lên mặt số sẽ không nằm gọn trên bề mặt có vân hoặc guilloché, khiến mặt số trông bị lệch ngay cả khi từng công đoạn đều đạt yêu cầu kiểm tra riêng.

Bụi cũng là một mối đe dọa âm thầm. Một hạt bụi bị kẹt dưới lớp sơn bóng hoặc giữa các lớp mạ sẽ tạo thành một chỗ phồng hoặc bóng mờ dễ thấy — điều mà bất kỳ tinh chỉnh hoa văn nào cũng không thể che giấu. Việc sơn và phủ bóng mặt số thường được thực hiện trong buồng kiểm soát khí quyển, với không khí đã lọc và áp suất dư nhẹ. Môi trường này là yêu cầu bắt buộc của quy trình, chứ không phải chi tiết tiếp thị.

Việc kiểm tra đầu vào phát hiện các vấn đề không thể khắc phục ở các công đoạn sau. Một kiểm tra thực tế đối với mặt số đánh giá độ đồng nhất về màu sắc trong toàn bộ lô, độ chính xác của in pad, vị trí logo so với trục tâm, tình trạng mạ ở các mép và lỗ, cũng như bụi, vết xước hoặc phồng rộp. Hiện tượng phồng rộp dưới lớp mạ là sự mất kết dính cục bộ; một khi đã xuất hiện, mặt số không thể gia công lại để đạt tiêu chuẩn. Điều tương tự cũng đúng với rãnh guilloché bị lấp đầy hoặc bề mặt hoàn thiện kiểu sunburst bị loang lổ, không đều màu.

Độ đồng nhất về kết cấu là một vấn đề kiểm soát quy trình

Một họa tiết mặt số trông đúng trên mẫu đầu tiên nhưng lệch dần trên chi tiết thứ năm mươi thường không phải do vấn đề trang trí. Nguyên nhân nằm ở việc kiểm soát quy trình. Các khuôn dập bị mài mòn. Các đồ gá CNC phát sinh độ đảo. Thành phần hóa học trong bể mạ thay đổi. Các miếng đệm in pad nén khác nhau trong suốt quá trình sản xuất. Các yếu tố ảnh hưởng đến kết cấu mặt số trải rộng trên nhiều công đoạn và tương tác lẫn nhau.

Mô hình tìm nguồn cung ứng rất quan trọng. Một thương hiệu có thể sử dụng nhiều nhà cung cấp chuyên biệt cho các công đoạn như tạo phôi, trang trí, mạ và in ấn, đồng thời tự điều phối việc bàn giao giữa các công đoạn này. Cách tiếp cận này mang lại tính linh hoạt và khả năng tiếp cận các kỹ thuật chuyên sâu cụ thể, nhưng thương hiệu phải chịu rủi ro về giao diện: một kết cấu được phê duyệt tại nhà cung cấp trang trí có thể không duy trì được sau khi qua cửa sổ quy trình của nhà cung cấp mạ. Ngược lại, một đối tác linh kiện đơn nhất có thể đảm nhận toàn bộ quy trình sản xuất mặt số — từ gia công phôi, tạo vân, mạ, phủ vecni đến in chuyển nhiệt. Mô hình này giảm thiểu số lần bàn giao giữa các công đoạn và giúp dễ dàng chuẩn hóa kết cấu trên toàn bộ lô hàng, nhưng đồng thời tập trung trách nhiệm vào một bên và thường làm tăng ngưỡng đặt hàng tối thiểu vì chi phí thiết lập được chia sẻ trên toàn bộ lô sản xuất. Không có mô hình nào là đúng tuyệt đối trong mọi trường hợp. Việc lựa chọn phụ thuộc vào mức độ phối hợp mà thương hiệu muốn tự quản lý và mức độ khắt khe cần thiết để duy trì đặc tả kết cấu đồng nhất giữa từng sản phẩm.

Độ đồng nhất của kết cấu có thể đo được. Độ dung sai kích thước trên các chi tiết mặt số có thể giữ ở mức ±0,05 mm hoặc chặt hơn đối với các mối lắp ghép quan trọng. Độ dung sai mặt số chung trong đặc tả nộp để chứng nhận chronometer thường vào khoảng ±100 μm, với độ dung sai đồng tâm trên trục kim cũng nằm trong cùng khoảng đó. Những con số này không mô tả trực tiếp hoa văn thị giác, nhưng chúng mô tả hình học làm nền tảng cho hoa văn ấy. Nếu chân mặt số, lỗ tâm và chỗ đặt vạch chỉ thị không được kiểm soát chính xác, thì dù họa tiết guilloché được thực hiện cẩn thận đến đâu, mặt số vẫn sẽ trông sai lệch sau khi gắn vạch chỉ thị và lắp vào vỏ.

Đối với các thương hiệu đang phát triển mặt số có kết cấu bề mặt nhìn thấy được, cần xác định rõ hoa văn theo quy trình sản xuất và đặc tính bề mặt, chứ không chỉ dựa vào hình ảnh tham khảo. Một bức ảnh không thể cho nhà dập biết mặt số gốc được cắt hay ép. Các thông số như chú thích đường nét, khoảng độ sâu rãnh, độ nhám bề mặt mục tiêu và trình tự mạ mới cung cấp cho nhà sản xuất mặt số những tiêu chí kiểm soát nhất quán qua các lô sản xuất. Một mặt số guilloché có kết cấu bề mặt nhìn thấy được đòi hỏi ngôn ngữ quy trình như vậy, và một lớp hoàn thiện kiểu tia nắng (sunburst) cũng cần như thế để đảm bảo độ đồng nhất dưới lớp sơn bóng.

Burriva làm việc ở cấp độ linh kiện trên các mặt số, vỏ đồng hồ, dây đeo và khóa. Các dự án mặt số có họa tiết có thể được thực hiện theo một quy trình kiểm soát thống nhất, bao gồm gia công phôi, tạo vân, mạ, phủ sơn bóng và in pad, kèm theo kiểm tra kích thước và nhiều vòng kiểm tra khác nhau gắn với các đặc điểm mà họa tiết phụ thuộc vào. Các luồng công việc được tách biệt và việc truy cập tập tin CAD được kiểm soát theo vai trò công việc nhằm đảm bảo dữ liệu thiết kế được phân tách rõ ràng. Các thương hiệu có yêu cầu riêng về bề mặt guilloché, họa tiết tỏa sáng (sunburst) hoặc vân tròn (circular-grained) có thể liên hệ đội ngũ chuyên trách để thảo luận về thông số kỹ thuật mặt số cũng như các điểm kiểm tra.