Innovatie

Interne gesprekken over de ontwikkeling van de nieuwe Heart Beat-complicaties bij Frédérique Constant focusten vaak op de designkwesties van de originele Heart Beat-horloges. Omdat deze Heart Beat-horloges geproduceerd werden op basis van bestaande calibers was het Heart Beat-ontwerp gebonden aan de basis architectuur van deze calibers. Eén van de kwesties was dat het balanswiel heel diep in de opening van de Heart Beat zat. Het zou een belangrijke verbetering zijn als het balanswiel dichter bij de voorzijde van het caliber kon worden geplaatst, om deze beter zichtbaar te maken. Een ander punt was dat de spiraal, het meest belangrijke component van een mechanisch horloge, aan de achterkant van het caliber gepositioneerd was. Na vele gesprekken was er eigenlijk maar één conclusie mogelijk: Frédérique Constant zou haar eigen caliber gaan ontwikkelen, om zo deze problemen voor eens en voor altijd op te lossen. In 2001 startte het project met de ontwikkeling van de Heart Beat Manufacture met de brug voor het balanswiel aan de voorkant van het caliber. Dankzij deze zowel technisch als esthetisch karakteristieke oplossing was het mogelijk om de spiraal en de fijnregulateur ook aan de voorzijde te plaatsen, waardoor een aantrekkelijker ontwerp van het Heart Beat-concept ontstond. Deze constructie was compleet nieuw, waardoor Frédérique Constant logischerwijs het geheel liet patenteren. Tevens werden alle ontwerpen geregistreerd, voorafgaand aan de marktintroductie in 2004.            

Het ontwikkelingsproces van het eerste Heart Beat Manufacture caliber kostte meer dan drie jaar. Het was een belangrijke ontwikkeling in samenwerking met de École d'Horlogerie de Genève, de École d'Ingenieurs de Genève en de Horloge Vakschool Zadkine (Nederland). In 2004 werd de handopwinding versie van de Heart Beat Manufacture geïntroduceerd – met veel succes. In 2005 volgde de Frédérique Constant Heart Beat Manufacture met datum- en maanfase aanduiding, eveneens met traditionele handopwinding. In 2006 werden de eerste series van de Heart Beat Manufacture Automatic gelanceerd. Ondertussen is het Frédérique Constant Heart Beat Manufacture project nog altijd gaande, met als resultaat jaarlijkse nieuwe innovatieve modellen en uurwerken, zoals de Silicium editie en Tourbillon versies.

• Silicium Ankerrad

• Gewichtsverdeling middels Frédérique Constant Smart Screw-systeem (patent pending)

• Hoog tikgetal van 28’800 BpH, automatische opwinding

• Individueel genummerde Tourbillon-kooi

Door de belangrijke voordelen die Silicium biedt, is het een ideaal materiaal voor toepassing in horloges met Tourbillon. Het is anti-magnetisch, extreem hard (1100 Vickers in vergelijking met 700 Vickers voor staal) en bijzonder goed bestand tegen corrosie. Bovendien is het zeer licht en geeft het vrijwel geen wrijving. Het resultaat hiervan is dat de amplitude van het Heart Beat Manufacture Tourbillon calbier boven de 300 graden ligt in horizontale posities. In verticale positie is er altijd nog sprake van 275 graden amplitude, wat substantieel beter is dan de meeste andere high-end Tourbillons.

Slimme gewichtsverdeling
De Frederique Constant Tourbillon-kooi bestaat uit liefst 80 onderdelen. Elk van deze onderdelen wordt geproduceerd met de kleinst mogelijke afwijkingen. De precisie die hierbij gehanteerd wordt, is een onvoorstelbare en niet met het blote oog waarneembare één tot twee micron (0,001 tot 0,002 mm). De meeste van deze onderdelen worden bij Frederique Constant SA in Plan-les-Ouates geproduceerd, met behulp van zeer nauwkeurige CNC machines. Deze ultra moderne, custom-made machines hebben een tolerantie van één micron op de X- en Y-assen en twee micron op de Z-as. En zelfs met deze nauwkeurigheidsgraad, blijft het onmogelijk om een volledig gelijkmatige gewichtsverdeling in de gebruikte materialen te garanderen, wat weer noodzakelijk is voor een probleemloze werking van het Tourbillon-mechanisme. Frederique Constant heeft een unieke oplossing voor dit probleem ontwikkeld; het Smart Screw-systeem. Hiertoe wordt de Tourbillon kooi zwaarder uitgevoerd aan één kant, welke tegenovergesteld ligt aan de twee Smart Screws. Vervolgens is een zeer vakbekwame horlogemaker in staat om onder de Smart Screw minuscule ringen aan te brengen, welke vervaardigd zijn uit diverse materialen. Hierdoor ontstaat een 100% perfecte gewichtsverdeling. Deze op het oog eenvoudige exercitie kost een top-horlogemaker ongeveer acht uur per horloge. 

Hoog tikgetal
TDe Frederique Constant Tourbillon heeft een frequentie van 4 Hertz, waarbij het balans wiel een tikgetal heeft van 28’800 tikken per uur. Oftewel, in de Tourbillion-kooi van Frederique Constant slingert het balanswiel 28’800 maal heen en weer, waarbij het raderwerk iedere 24 uur 691’200 keer beweegt. Dit staat gelijk aan meer dan één miljard bewegingen in vier jaar.

Veel van de andere Tourbillons welke beschikbaar zijn op de markt hebben een frequentie van slechts 3 Hertz. Het hogere tikgetal van de Frederique Constant Tourbillon maakt een grotere nauwkeurigheid mogelijk. Daarnaast is het FC-980 caliber hierdoor minder gevoelig voor bewegingseffecten.

Individueel genummerd
Iedere Frédérique Constant Tourbillon-kooi is individueel genummerd. De 18k roségouden versies zijn gelimiteerd op 188 exemplaren, de 18k witgouden op 88 stuks. De minuscule platine in het centrale deel van de Tourbillon-kooi wordt sequentieel genummerd tijdens het productieproces op de Frederique Constant CNC-machines. Het nummer op de kooi komt overeen met het nummer dat in de kast gegraveerd wordt. Hierdoor is iedere kast/caliber combinatie uniek.

De nauwkeurigheid van een mechanisch uurwerk is afhankelijk van de nauwkeurigheid van de onderdelen die het ritme aangeven. De onderdelen die in een mechanisch Heart Beat caliber van Frédérique Constant het ritme bepalen zijn het balanswiel, de balansveer en het echappement. Het balanswiel slingert heen en weer met een frequentie van 4Hz. Het moment dat het balanswiel ‘slingert’ bepaalt de nauwkeurigheid. Het cruciale element in het ontwerp van een echappement is om precies voldoende energie aan het balanswiel te geven om te blijven slingeren zonder daarbij de vrije slag van het balanswiel te verstoren. Als de smering van het echappement verouderd zal de wrijving toenemen en wordt er minder energie aan het balanswiel afgegeven.

Het echappement moet de balansveer opwinden en weer afwinden. Voor de meeste uurwerken uit de geschiedenis hebben deze eisen gezorgd voor veel wrijving in het echappement. Het echappementswiel wordt aangedreven door de hoofdveer. De tanden glijden over de pal voordat ze borgen; dit is de wrijving die het anker een stoot geeft maar ook smering nodig heeft. In een modern echappement is de kop van de pal gemaakt van een zeer harde en gepolijste steensoort, maar smering blijft noodzakelijk. Het tikkende geluid van een uurwerk van Frédérique Constant is het geluid van de versnelling van de balansveer en de tanden van het echappement die in elkaar grijpen. Als de smering slecht wordt (door verdunning of uitdroging) kan het echappement schade oplopen en moeten metalen onderdelen vernieuwd worden. De toegenomen betrouwbaarheid van moderne horloges is dus voornamelijk te danken aan de hogere kwaliteit van de oliën die worden gebruikt om het echappement te smeren. Belangrijk is dat een mechanisch caliber elke vier jaar schoongemaakt en doorgesmeerd wordt.  

Research & Development

In lijn met de ontwikkelingen in de horloge industrie ontwikkelde Frédérique Constant de applicatie van nieuwe materialen voor zijn Heart Beat Manufacture kalibers. Een echappement dat niet permanent gesmeerd hoeft te worden zou duidelijk een grote verbetering betekenen. Frédérique Constant introduceert met trots een gelimiteerde serie die is uitgerust met een silicium echappementwiel dat geen smering meer nodig heeft. Met de introductie van de FC-935 Silicium in 2007, presenteerde Frédérique Constant vol trots een nieuwe ‘limited edition’, waarbij het Silicium echappementwiel zelf voor geleiding zorgt. Aangezien geleiding op basis van olie nu niet meer noodzakelijk is, zullen de eerdergenoemde nadelen als leeftijd-gerelateerde verdunning en uitdroging niet meer voorkomen.

Silicium

Silicium is het chemische element dat in het periodieke stelsel het symbool Si en het atoomnummer 14 heeft. Een vierwaardig metalloïde als silicium is minder gevoelig dan zijn chemische parallel carbon. Het komt niet vrij voor in de natuur. Het komt vooral voor in mineralen die bestaan uit (bijna) pure silicium dioxide in verschillende kristalvormen (kwarts, chalcedony, opaal) en als silicaten (verschillende mineralen die silicium, zuurstof en andere metalen bevatten), zoals bijvoorbeeld feldspar. Silicium is het basiselement voor de meeste halfgeleiders en, in de vorm van silicaat en silicaten, in glas, in cement en keramiek. Silicium wordt zeer breed toegepast in halfgeleiders omdat het ook op hogere temperaturen beter blijft geleiden in vergelijking tot bijvoorbeeld de halfgeleiders germanium, en omdat zijn natuurlijke oxide vrij eenvoudig toeneemt in een oven en een betere halfgeleidercontact vormt dan bijna alle andere materiaal combinaties. In zijn kristalvorm heeft silicium een donkergrijze kleur en een metallic glans. Het is qua sterkte vergelijkbaar met glas. Pure silicium heeft een negatieve temperatuur / weerstand coëfficiënt terwijl het aantal vrije geleiders toeneemt naarmate de temperatuur toeneemt.    
 

Productie
De vervaardiging van silicium echappement wielen vereisen een nieuwe technologie, genaamd Deep Reactive Ion Etching (DRIE). Een meervoudig model van het echappement wiel wordt geproduceerd en geprojecteerd op een rond en flinterdun silicium zegel dat 100 mm in diameter is en 0,5 mm dik. Deze zegels worden gemaakt in verscheidene formaten variërend van 1 inch (25,4 mm) tot 11,8 inch (300 mm) en een dikte van 0,5 mm. Normaalgesproken worden de zegels gesneden van een bol van halfgeleider met behulp van een diamantzaag of diamantdraad en vervolgens aan beide zijden gepolijst. Met een 100 mm zegel kunnen ongeveer 250 wielen worden geproduceerd. Het zegel is vervaardigd uit drie verschillende lagen silicium. De centrale laag fungeert als een scheidingslaag. Nadat de echappement wielen op het zegel zijn geprojecteerd wordt de zichtbare gelakte laag verwijderd, waardoor de niet zichtbare onderdelen op het zegel zichtbaar worden. Dan wordt de niet zichtbare gelakte laag geëtst met plasma tot op de scheidingslaag. De silicium echappement wielen worden daarna gelost door middel van isotroop etsen. De delen die hieruit komen hoeven alleen aan het oppervlakte te worden gereinigd. Ze zijn allemaal identiek en hoeven niet gebalanceerd, gecentreerd of gepolijst te worden. Zegels zijn daarom van zeer groot belang bij de productie van de silicium echappementswielen van Frédérique Constant.