{"id":21261,"date":"2020-03-31T09:35:58","date_gmt":"2020-03-31T07:35:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.uhrinstinkt.de\/magazin\/?p=21261"},"modified":"2020-03-31T09:55:09","modified_gmt":"2020-03-31T07:55:09","slug":"siliziumspirale","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.uhrinstinkt.de\/magazin\/siliziumspirale\/","title":{"rendered":"Die Siliziumspirale"},"content":{"rendered":"

\u00ab Temperaturstabil, korrosionsbest\u00e4ndig, leicht und hochflexibel \u00bb<\/h2>\n

Als Taktgeber des mechanischen Uhrwerks entscheidet die Spiralfeder ma\u00dfgeblich \u00fcber die Pr\u00e4zision der Zeitmessung. Im Laufe der Jahrhunderte stetig verbessert, erf\u00e4hrt das filigrane Bauteil seit 20 Jahren eine besondere Revolution: Den Einsatz von Silizium. Mit ihrer extremen Robustheit, Verl\u00e4sslichkeit und Langlebigkeit pr\u00e4sentiert sich die Siliziumspirale als L\u00f6sung der Zukunft. Wir erkl\u00e4ren das Geheimnis und die faszinierende Geschichte hinter der modernen Innovation. <\/strong><\/p>\n

Die Spiralfeder \u2013 Herzschlag des Uhrwerks<\/h2>\n

Die Geschichte der Spiralfeder reicht bis ins Jahr 1675 zur\u00fcck, als der niederl\u00e4ndische Physiker Christiaan Huygens an der Optimierung des Unruh-Spiralsystems arbeitet. Er realisiert, dass ein gleichm\u00e4\u00dfiger Takt des Zeitanzeigers nur mithilfe einer flexiblen Spiralfeder m\u00f6glich ist: Sie bremst die Schwingung der Unruh, zieht sie zur\u00fcck und l\u00e4sst sie in die entgegengesetzte Richtung ausschwenken. Ein ebenso geniales wie notwendiges System, dessen Grundprinzip bis heute in jedem mechanischen Uhrwerk vorzufinden ist.<\/p>\n

\"Christiaan
Christiaan Huygens, 1671 von Caspar Netscher gemalt<\/figcaption><\/figure>\n

Huygens\u00b4 Entwicklung motiviert in den folgenden Jahrhunderten zahlreiche Uhrmacher zur Verbesserung der Spiralfeder. Mit Erfolg: W\u00e4hrend Abraham Louis Breguet 1796 eine Steigerung der Pr\u00e4zision durch das Umbiegen der \u00e4u\u00dfersten Windung erreicht (“Breguet-Spirale”), gelingt dem franz\u00f6sischen Mathematiker Eduard Philips 60 Jahre sp\u00e4ter die Berechnung der perfekten Biegung. Als der Schweizer Ingenieur Reinhard Straumann 1931 schlie\u00dflich die neuartige Materialmischung “Nivarox” entdeckt, scheint die Geschichte der Spiralfeder ein gl\u00fcckliches Ende gefunden zu haben \u2013 die Pr\u00e4zision und Verl\u00e4sslichkeit ist h\u00f6her als je zuvor. Ganze 70 Jahre lang sollte Straumanns Innovation das Nonplusultra in der Welt der Spiralfedern bleiben.<\/p>\n

Forschung und Durchbruch bis hin zur Siliziumspirale<\/h2>\n

Doch sp\u00e4testens 2001, als Ulysee Nardin<\/a> in der Kollektion Freak<\/a> zwei Hemmr\u00e4der aus Silizium pr\u00e4sentiert, zeichnet sich eine neue \u00c4ra des mechanischen Uhrenbaus ab. Zun\u00e4chst reagiert der Wettbewerb verhalten. Als die Luxusmarke jedoch kurz darauf die erste Unruhspirale aus dem neuartigen Werkstoff lanciert, verfallen die gro\u00dfen Player in einen Schockzustand: Patek Philippe, Rolex und die Swatch Group schlie\u00dfen sich zusammen, um die Forschung an der Siliziumspirale zu finanzieren.<\/p>\n

\"Ulysse<\/a> \"Ulysse<\/a><\/center><\/p>\n

Ein Durchbruch muss her. Um den Prozess zu beschleunigen, bezieht das m\u00e4chtige B\u00fcndnis neben dem Schweizer Zentrum f\u00fcr Elektronik und Mikrotechnologie (CSEM) auch das Institut f\u00fcr Mikrotechnik der Universit\u00e4t Neuenburg in die Entwicklung ein.\u00a0Konzentrierte Kr\u00e4fte, die schon bald vor einer gro\u00dfen Herausforderung stehen. Denn genau wie gew\u00f6hnliche Metalle, reagiert das Halbmetall Silizium empfindlich auf Temperaturschwankungen: Hitze f\u00fchrt zur Ausdehnung, K\u00e4lte zur Schrumpfung. Ein Umstand, der mit der filigranen Struktur einer Spiralfeder unvereinbar ist. Gl\u00fccklicherweise f\u00fchrt die eifrige Suche der Schweizer Allianz zu einer eleganten L\u00f6sung: So sorgt der Einsatz einer d\u00fcnnen Siliziumoxid-Schicht f\u00fcr eine deutlich h\u00f6here Temperaturresistenz und Verl\u00e4sslichkeit des Bauteils.<\/p>\n

\"Tissot<\/a> \"Tissot<\/a><\/center><\/p>\n

2006 geht die Technologie in der Patek Philippe<\/a> 5350 in Serie, gefolgt von der schrittweisen Einf\u00fchrung in den renommierten Co-Axial-Kalibern der Marke Omega<\/a>. Inzwischen erobern Siliziumspiralen alle Preisklassen, der Einstieg ist bereits f\u00fcr wenige hundert Euro mit dem Powermatic 80 Kaliber aus dem Hause Tissot<\/a> m\u00f6glich.<\/p>\n

\u00dcberw\u00e4ltigend: Die Vielzahl der Vorz\u00fcge<\/h2>\n

Unabh\u00e4ngig der Preisklasse warten die modernen Spiralen mit einer Reihe entscheidender Vorteile gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Varianten auf. So besitzt die verwendete, monokristalline Form des Siliziums eine \u00e4hnliche Kristallstruktur wie Diamanten, wodurch der Werkstoff etwa 60 Prozent h\u00e4rter und 70 Prozent leichter ist als Stahl. Zus\u00e4tzlich durch seine Korrosionsbest\u00e4ndigkeit und Resistenz gegen\u00fcber Magnetfeldern ausgezeichnet, punktet das Material mit einer hervorragenden Elastizit\u00e4t – die perfekte Voraussetzung f\u00fcr den Einsatz bei den hauchd\u00fcnnen Spiralen.<\/p>\n

\"uhrwerk-makro-siliziumspirale\"
\u00a9 arthurdent \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Stichwort hauchd\u00fcnn: Nicht selten f\u00fchren starke St\u00f6\u00dfe bei konventionellen Ausf\u00fchrungen zu desastr\u00f6sen Verformungen. Weil die Siliziumspirale bis zu f\u00fcnfmal st\u00e4rkere Krafteinwirkungen aush\u00e4lt, reduziert sie die Wahrscheinlichkeit einer solchen Verformung dramatisch. \u00dcbrigens profitieren auch andere Komponenten des Uhrwerks wie etwa Anker und Ankerrad vom Einsatz des Materials, da der Werkstoff \u00fcber eine extrem glatte Oberfl\u00e4che verf\u00fcgt und somit einen Verzicht auf alternde \u00d6le erlaubt.<\/p>\n

Hochmodern und ausgefeilt: Die Herstellung<\/h2>\n

Ihre St\u00e4rken kann die Siliziumspirale nur ausspielen, wenn sie in hundertprozentiger Exaktheit hergestellt wurde. Das Verfahren besteht aus mehreren Schritten, wobei ein sogenannter Silizium-Wafer am Anfang des Prozesses steht: Dabei handelt es sich um eine rund 15 Zentimeter gro\u00dfe Platte, aus der sp\u00e4ter etwa 600 Spiralen ge\u00e4tzt werden. Als erster Vorgang steht die Fotolithographie, bei der die Auftragung eines d\u00fcnnen Fotolacks auf den Wafer erfolgt. Dieser Lack sch\u00fctzt den Werkstoff vor der anschlie\u00dfenden Behandlung des “Reaktiven Tiefen\u00e4tzens”, bei der \u00e4tzende Gase f\u00fcr eine Abtragung des Materials bis zur anstrebten H\u00f6he von rund einem Millimeter sorgen. Um den hauchd\u00fcnnen Wafer unbeschadet von seinem Tr\u00e4ger zu trennen, kommt eine spezielle S\u00e4ure zum Einsatz. Noch immer im Wafer befestigt, werden die winzigen Spiralen nun stichprobenartig ausgemessen, woraufhin die Oxidierung zur Herstellung der genannten Temperaturresistenz erfolgt.<\/p>\n

\"YouTube\"

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerkl\u00e4rung von YouTube.
Mehr erfahren<\/a><\/p>

Video laden<\/a><\/p>