T0 Constant-force Tourbillon
Seiko Watch Corporation ha presentato il T0 (T-zero) Constant-force Tourbillon (abbreviato in “T0”) come creazione concettuale di Grand Seiko nel settembre 2020. Si tratta del primo movimento al mondo con constant-force e tourbillon completamente integrati sullo stesso asse, con l'obiettivo di creare un orologio meccanico con la massima precisione possibile. Negli anni '60, i movimenti meccanici di Seiko hanno dominato i primi posti ai concorsi dell'Osservatorio di Neuchatel e di Ginevra, considerati all'epoca i più autorevoli concorsi di orologi. Con questo nuovo movimento, Grand Seiko è tornata ai vertici mondiali.
La molla, la sfida infinita dell'orologeria meccanica
A differenza degli orologi al quarzo a batteria, gli orologi meccanici sono alimentati dalla forza di svolgimento di una molla. Il meccanismo degli orologi meccanici è rimasto pressoché invariato dal XVII secolo. Questo meccanismo apparentemente antiquato viene utilizzato ancora oggi perché la sua evoluzione tecnologica ha risolto molti problemi.
Uno dei movimenti Grand Seiko, lo Spring Drive, simboleggia questa evoluzione. Lo Spring Drive è preciso come un movimento al quarzo, sebbene sia alimentato da una molla. È altamente resistente al magnetismo, alle variazioni di temperatura e agli urti. Grazie ai progressi tecnologici dell'azienda, Seiko è riuscita a lanciare un meccanismo che nessun altro era in grado di realizzare.
Il meccanismo degli orologi meccanici è diventato sempre più pratico grazie al progresso tecnologico. Gli orologi meccanici si sono evoluti ben oltre quelli prodotti 10 anni fa, per non parlare di quelli prodotti 100 anni fa. Tuttavia, rimane un problema: la molla che alimenta gli orologi meccanici.
Negli orologi meccanici, la molla acquista potenza (o “coppia”) quando viene caricata e perde potenza quando si svolge. È per questo che i giocattoli a orologeria si muovono energicamente all'inizio e si muovono meno con il passare del tempo.
In teoria, gli orologi meccanici a molla hanno un ritmo stabile grazie al pendolo o al bilanciere. I componenti che lavorano secondo il principio del pendolo dovrebbero garantire un ritmo stabile agli orologi meccanici indipendentemente dalla quantità di energia riservata alla molla.
Tuttavia, questa è solo una teoria. La precisione di un orologio meccanico diminuisce per una serie di fattori quando la molla si svolge. Ciò non significa che gli orologiai non facciano nulla al riguardo. Un buon esempio è il Calibro 9SA5 di Grand Seiko, presentato all'inizio di quest'anno. Grazie alla sua riserva di carica di 80 ore, alla forma unica della molla e al modo in cui è inserita nel movimento, è in grado di mantenere la precisione per più ore. Tuttavia, idealmente, la coppia dovrebbe essere la stessa sia a carica completa che quasi scarica.
Il nuovo Calibro 9SA5 introdotto nell'agosto 2020
Come si mantiene stabile la coppia?
Da quando sono stati inventati gli orologi meccanici a molla, molti orologiai e produttori di orologi hanno lottato per garantire la stabilità della coppia. Se la coppia è stabile, la precisione di un orologio meccanico sarà maggiore. Una delle soluzioni è il ''fusee'', un dispositivo di trazione della catena che fa sì che il bariletto tiri una puleggia a forma di cono con una catena. Un fusee può generare una coppia stabile se è ben progettato e ben fabbricato. È stata introdotta nei cronometri marini per misurare la longitudine. Tuttavia, era difficile montare un fuso in piccoli oggetti come orologi da tasca e da polso.
In seguito, l'attenzione è stata rivolta a un meccanismo a forza costante. Un meccanismo a forza costante conserva l'energia in una piccola molla chiamata molla a forza costante, diversa dalla molla principale, e utilizza la forza repulsiva di questa piccola molla per alimentare un pendolo o un bilanciere. Il meccanismo è spesso paragonato a una diga di contenimento ed è eccellente per il modo in cui assicura una coppia stabile.
Un meccanismo a forza costante, un sogno un tempo irraggiungibile per gli orologiai
La forza costante è un meccanismo ideale per gli orologi portatili grazie alle sue dimensioni ridotte e al minor numero di componenti rispetto a un fuso. Tuttavia, è stato difficile inserirlo in un movimento a causa delle difficoltà di progettazione e produzione. Solo pochi orologi meccanici utilizzavano un meccanismo a forza costante, e ancora meno quando si trattava di orologi da polso. Nonostante l'eccellenza teorica, era estremamente difficile applicare un meccanismo a forza costante per uso commerciale e per molti orologiai era considerato un sogno impossibile da realizzare.
Nel settembre 2020, Grand Seiko ha presentato una creazione concettuale con un nuovo meccanismo. Si chiama T0 Constant-force Tourbillon. Fedele al nome, contiene un meccanismo che combina un tourbillon con un meccanismo a forza costante in un modo senza precedenti, a mio avviso, superando i meccanismi precedenti. Finalmente Grand Seiko ha realizzato il sogno in una forma teoricamente perfetta.
La tradizione che Seiko ha coltivato attraverso i Concorsi dell'Osservatorio
Grand Seiko utilizza attualmente le famiglie 9S6 e 9S8 come calibri di base per gli orologi meccanici. Sviluppati migliorando il movimento 9S5, a mio avviso sono tra i migliori movimenti di serie presenti sul mercato. Con il completamento del movimento 9S6, il team tecnico di Seiko Instruments Inc. (attualmente Seiko Watch Corp.) ha iniziato a sviluppare nuovi movimenti. Uno dei risultati ottenuti dal team è il movimento 9SA5, che mira a innovare le prestazioni di base riprogettando i meccanismi e i suoi componenti su larga scala. L'altro risultato è il movimento T0, che mira ad aumentare la precisione con un meccanismo complicato per perseguire una maggiore accuratezza senza considerare la produzione di massa. La ricerca dell'alta precisione è profondamente radicata in Grand Seiko fin dalla sua nascita nel 1960 e questa volta il T0 e il Calibro 9SA5 sono stati sviluppati in parallelo, ispirandosi e influenzandosi a vicenda nel processo di sviluppo.
Nel 1964, quattro anni dopo la creazione del primo Grand Seiko, Daini Seikosha, precursore di Seiko Instruments Inc. e Suwa Seikosha (attualmente Seiko Epson Corp.) parteciparono al Concorso dell'Osservatorio di Neuchatel, in cui i partecipanti si sfidavano sulla precisione dei movimenti. All'epoca i produttori di orologi svizzeri di prima classe dominavano i primi posti, ma le due aziende hanno ottenuto risultati migliori nel corso degli anni. Nel 1966, Daini Seikosha si aggiudicò il terzo posto nella categoria Corporate Series, mentre Suwa Seikosha ottenne il sesto posto. Nel 1967, Daini Seikosha si aggiudicò il secondo posto, mentre Suwa Seikosha il terzo. Sebbene non sia molto conosciuto, Seiko, che ha stupito il mondo con l'invenzione dell'orologio al quarzo, alla fine degli anni Sessanta ha anche raggiunto la più alta classifica mondiale degli orologi meccanici.
Il movimento sviluppato esclusivamente per i concorsi dell'Osservatorio
di Suwa Seikosha (a sinistra) e Daini Seikosha (a destra)
In seguito, gli orologi meccanici non furono più una priorità per Daini Seikosha, ma la tradizione di produrre orologi precisi rimase. Gli orologi meccanici Grand Seiko sono stati ufficialmente rilanciati con l'uscita del Calibro 9S nel 1998. Ciò è stato possibile grazie all'applicazione della tecnologia coltivata attraverso le competizioni dell'Osservatorio per una molla, il cuore di un orologio. Nel 2006, Grand Seiko è tornata ai massimi livelli dell'orologeria meccanica con il movimento 9S6, che offre una riserva di carica più lunga e una maggiore resistenza magnetica.
Seiko ha vinto le gare di osservatorio e in seguito ha sviluppato con successo il movimento 9S. Nel 2012, Takuma Kawauchiya, progettista del movimento e orologiaio di Seiko Instruments Inc. (attualmente Seiko Watch Corp.), ha iniziato a cercare la possibilità di creare un orologio di altissima precisione utilizzando tutta la tecnologia acquisita da Seiko nel corso degli anni. Un tourbillon non dovrebbe essere così difficile, pensò. Decise di sfidare se stesso per montare un meccanismo a forza costante che gli orologiai sognavano.
Takuma Kawauchiya, Dipartimento Sviluppo Prodotti di Seiko Watch Corp.
Il primo tourbillon a forza costante completamente integrato al mondo
Quando la forza costante è posizionata vicino alla molla, è più facile controllare la potenza di svolgimento della molla stessa. Tuttavia, l'efficienza è minore e la coppia è irregolare perché è relativamente lontana dal bilanciere. D'altra parte, quando è posizionato vicino a un bilanciere, è in grado di fornire energia al bilanciere in modo stabile. In questo caso, la coppia deve essere controllata in misura molto ridotta man mano che si avvicina al bilanciere, rendendo difficile mantenere la stabilità.
Kawauchiya ha cercato di sviluppare un sistema stabile posizionando la forza costante il più vicino possibile al bilanciere. Come già accennato, i due elementi hanno un rapporto di compromesso che rende difficile realizzarli entrambi contemporaneamente.
In teoria, l'impatto della gravità può essere ridotto se il bilanciere viene ruotato. Questo è il concetto di tourbillon. Kawauchiya ha avuto l'idea di montare una forza costante sotto il tourbillon. In generale, un tourbillon ha un'unità (chiamata “carrello”) che incorpora un bilanciere e uno scappamento montato sulla quarta ruota che ruota una volta al minuto. Nella maggior parte dei casi, quando viene aggiunta una forza costante, questa viene posizionata lontano dal carrello. Tuttavia, T0 immagazzina la coppia di un ingranaggio disposto coassialmente al carrello in una molla a forza costante, e l'energia della molla che si svolge viene utilizzata per far ruotare il carrello con il bilanciere al suo interno.
Aumentare la coppia e ridurre la resistenza
Kawauchiya studiò una serie di meccanismi a forza costante. Cercò di aumentare la coppia per ottenere un meccanismo a forza costante ideale. Un esempio è il doppio bariletto con due molle. Se i bariletti sono disposti in serie, la riserva di carica si allunga. Se i bariletti sono disposti in parallelo, la coppia sarà raddoppiata. Kawauchiya scelse quest'ultima soluzione. Di conseguenza, il T0 è diventato il primo movimento con due bariletti posti in parallelo nella storia dell'orologeria Seiko, per liberare lo stabile meccanismo Constant-force.
Anche la resistenza è stata notevolmente ridotta. La ruota centrale e la terza ruota sono state trattate con uno speciale rivestimento per ridurre l'attrito, in modo da poter gestire la grande coppia generata dai due bariletti. Una forza costante immagazzina la forza di una molla e la rilascia a intervalli costanti. Pertanto, come componente chiave, la ruota di arresto deve avere un'elevata durata e una bassa resistenza all'attrito. Kawauchiya ha utilizzato un preciso ingranaggio in ceramica per la ruota di arresto, la cui lavorazione è stata precisa a livello di micron. Di conseguenza, il T0 può funzionare con certezza ogni secondo senza l'usura della ruota di arresto.
Ha anche adottato un approccio diverso nella produzione degli ingranaggi. In generale, le parti meccaniche degli orologi sono realizzate mediante lavorazione meccanica. Questo perché gli ingranaggi lavorati con precisione raramente causano irregolarità nella trasmissione della potenza di una molla. Tuttavia, per garantire una precisione ancora maggiore, Kawauchiya ha utilizzato il processo di fabbricazione chiamato Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), una tecnica di formatura utilizzata per la produzione di semiconduttori. Le pellicole metalliche sono stratificate come una placcatura per materializzare una forma perfetta del dente dell'ingranaggio con una precisione che si misura in micron. Avendo già utilizzato la forcella del pallet e la ruota di scappamento di Grand Seiko, questa è la prima volta che l'azienda applica le tecnologie MEMS a quasi tutti gli ingranaggi.
Miglioramenti per una maggiore precisione
È stata una scelta naturale sviluppare il T0 sulla base del Calibro 9S65, già collaudato e affidabile. I componenti chiave come la molla, i treni di ruote, lo scappamento e il bilanciere sono stati progettati sulla base del 9S65. Anche la leva di regolazione e la forcella sono state progettate sulla base del 9S65.
Il Calibro 9S65, il calibro base su cui è stato sviluppato il T0
Naturalmente è stato necessario apportare dei miglioramenti per ottenere una precisione molto più elevata. Uno di questi è il bilanciere a spirale libera senza regolatore. In molti orologi meccanici, la lunghezza della molla viene modificata da un regolatore per compensare il guadagno o la perdita di tempo. È la stessa cosa che negli orologi a pendolo si regola il guadagno e la perdita di tempo modificando la lunghezza del pendolo. Tuttavia, questo tipo di orologio è relativamente vulnerabile agli urti e tende a perdere precisione quando la molla viene srotolata in una certa misura. Sebbene esistano orologi con un regolatore che garantisce la precisione quando la molla si svolge, un meccanismo senza regolatore è teoricamente ideale.
Per questo Kawauchiya ha utilizzato un bilanciere a molla libera senza regolatore. Il meccanismo si adatta al guadagno e alla perdita di tempo grazie all'inerzia del bilanciere, senza modificare la lunghezza della molla. Sebbene sia più difficile da progettare e fabbricare rispetto a un bilanciere con regolatore, presenta una maggiore resistenza agli urti e mantiene una precisione più stabile per lunghe ore. L'idea era in fase di sviluppo per il 9SA5, con l'obiettivo di rivoluzionare le prestazioni di base. Kawauchiya decise di provare questo meccanismo nel T0.
Un'altra caratteristica è il ritmo elevato. Un bilanciere aumenta la precisione quando si muove più velocemente. È simile a una trottola che gira rapidamente e che ha meno probabilità di cadere. Seiko ha iniziato a progredire nella tecnologia di produzione di orologi a battito elevato negli anni '60 e ha vinto le competizioni dell'Osservatorio alla fine degli anni '60. La tradizione è continuata fino ad oggi. In uscita nel 2020, il 9SA5 vanta 36.000 vibrazioni/ora.
Anche il T0 ha ereditato questa tradizione. Il T0 è pari a 28.800 alternanze/ora, equivalente al Calibro 9S6. Questo numero non è raro per un orologio meccanico. Tuttavia, diventa molto più difficile in caso di forza costante, quando l'energia di una molla è limitata. Nonostante ciò, T0 ha raggiunto la frequenza più alta mai raggiunta nel meccanismo a forza costante utilizzando due molle principali e riducendo al minimo la resistenza del meccanismo. Ciò che mi sorprende è la dimensione del bilanciere che non è cambiata rispetto al 9S6.
Da un test di misurazione effettuato su un prototipo è emerso che l'impatto della gravità è stato ridotto a un decimo o meno grazie al tourbillon e che l'elevata precisione è stata mantenuta per 50 ore su 72 grazie alla forza costante. L'alta frequenza e il bilanciere a spirale libera aumenterebbero notevolmente la precisione quando si indossa un orologio. T0 ha dimostrato la precisione teorica con un movimento reale.
Un design storico che risale a 50 anni fa
Si potrebbe essere tentati di impostare l'ora in secondi per un orologio ad alta precisione. Tuttavia, è difficile aggiungere una funzione di hacking a un tourbillon il cui movimento è in continua rotazione. In generale, per fermare un orologio meccanico è necessario che una leva sia a contatto con il bilanciere. Tuttavia, nel caso di un tourbillon, è impossibile mettere direttamente una leva sul bilanciere, perché un carrello che include il bilanciere è in rotazione. Kawauchiya ha quindi deciso di fermare il carrello stesso invece del solo bilanciere.
Esistono altri tourbillon che possono fermare un carrello. Tuttavia, il T0 ha un meccanismo davvero unico. Normalmente, è più difficile riavviare un orologio all'aumentare del numero di vibrazioni. Il T0 ha un carrello di grandi dimensioni, montato a forza costante, con 28.800 vibrazioni/ora. È facile immaginare la difficoltà di riavviare il T0 una volta che il carrello si è fermato. T0 è quindi progettato per facilitare il riavvio ruotando istantaneamente un carrello nella direzione opposta quando una leva per l'arresto del carrello si stacca (in attesa di brevetto). Si tratta esattamente dello stesso meccanismo applicato da Seiko nel cronometro per le Olimpiadi estive di Tokyo del 1964. Successivamente, il meccanismo è stato utilizzato per il Calibro 45, il leggendario movimento di alta precisione di Grand Seiko, che ha ispirato anche il design del T0.
Calibro 4520 del 1968 che ha raggiunto una precisione elevata e stabile
Il valore emotivo della finitura e del suono
Kawauchiya ha creato il primo movimento al mondo con un tourbillon a forza costante completamente integrato sullo stesso asse. Il valore storico di questo capolavoro è ulteriormente accresciuto. Tutti i componenti, compresa la platina principale e i ponti, sono rifiniti a mano dai loro artigiani e dalle loro donne, con una durata di oltre 3 mesi. La finitura è equivalente a quella dei più lussuosi orologi svizzeri. Questa esperienza è stata applicata efficacemente anche nel 9SA5.
I componenti del T0 sono splendidamente lucidati a mano
Il T0 è chiaramente caratterizzato dal ticchettio. Uno scappamento ticchetta otto volte al secondo se un orologio ha 28.800 vibrazioni/ora. Nel caso del T0, il ticchettio suona come una nota in sedicesimi, accompagnata dal suono dell'impatto di una forza costante ogni secondo. È necessaria una precisione di elaborazione estremamente elevata per garantire periodi esatti di un secondo per il rilascio della coppia a forza costante. Kawauchiya ha cercato di rendere la precisione di elaborazione percepibile come suono. Il T0 raggiunge il perfetto ticchettio di 16 note grazie a una ruota di arresto in ceramica lavorata con precisione a livello di micron e al meccanismo che regola finemente la tempistica dell'azione.
La sua precisione come orologio meccanico si riflette anche in termini di suono, creando un valore emotivo insieme alla sua bella finitura. Il T0 è senza dubbio una nuova pietra miliare dell'azienda, che non ha mai smesso di perseguire la precisione, sia nell'orologeria meccanica che in quella al quarzo.
Il T0 mostra il futuro di Grand Seiko.
Utilizzando tutta la tecnologia e l'esperienza acquisita con le Competizioni dell'Osservatorio, Grand Seiko ha proseguito la ricerca di orologi meccanici di alta precisione in Grand Seiko. Da allora è passato più di mezzo secolo e il T0 Constant-force Tourbillon è stato creato. A mio avviso, si tratta dell'orologio più ambizioso della storia dell'orologeria giapponese. Si tratta dell'unico movimento a forza costante e tourbillon completamente integrato sullo stesso asse al mondo, unico come i movimenti ad alta frequenza di Grand Seiko nelle Competizioni dell'Osservatorio degli anni Sessanta.
L'azienda spiega che il T0 è solo una creazione concettuale, ma è molto di più. Come le Competizioni dell'Osservatorio hanno sviluppato in modo significativo le prestazioni di Grand Seiko, la ricerca di una maggiore precisione e le tecnologie orologiere, compresa la finitura del movimento del T0, hanno contribuito a perfezionare il rivoluzionario calibro meccanico 9SA5. Personalmente, il T0 mostra un futuro brillante per Grand Seiko piuttosto che mostrare semplicemente la sua eccezionale competenza tecnologica.
