IWC万国表携手德国航空航天中心(DLR)将纤维增强陶瓷应用于腕表表壳并助力其在太空领域的应用

沙夫豪森/斯图加特，2024年10月8日：IWC万国表与德国航空航天中心(DLR)合作开发了首款由陶瓷基复合材料(CMC)制成的腕表表壳。纤维增强陶瓷结合了传统陶瓷的硬度和耐磨性，同时具备复合材料的优势，例如高抗损伤能力和极强的耐温度冲击性。通过此次工程合作，德国航空航天中心进一步改进了其用于卫星推进系统的小型纤维增强陶瓷组件。在斯图加特德国航空航天中心现场举行的活动中，IWC万国表与该著名研究机构的代表分享了此次合作的独家见解。

自1980年以来， IWC万国表在先进材料领域积累了广泛的专业知识，其重点领域之一就是陶瓷材料。1986年，IWC万国表率先推出了首款采用黑色氧化锆陶瓷表壳的腕表，此后品牌在该领域不断创新。重要的里程碑包括采用棕色氮化硅陶瓷、黑色碳化硼陶瓷、多种彩色陶瓷以及最近推出的Ceralume^®夜光瓷技术。2013年，IWC万国表与德国航空航天中心正式展开工程合作，并联合开发了首款由陶瓷基复合材料制成的腕表表壳。

纤维增强陶瓷是一种相对较新的材料类别。它结合了传统陶瓷的优点，如硬度和耐磨性，并具有极高的抗损坏能力。由于该材料还具有极强的耐热冲击性，德国航空航天中心已将其用于制造大型火箭组件和可重复使用的航天器热控系统。然而，研究人员希望通过其创新的短纤维压制技术，来制作更小且近净形陶瓷基复合材料部件，腕表表壳无疑是绝佳之选。通过与IWC万国表XPL实验工程部门的密切合作，德国航空航天中心结构与设计研究所的研究人员开发了一种新的制造工艺，成功制造了首款由纤维增强陶瓷制成的IWC万国表腕表表壳。这是一次双赢的合作，IWC万国表成功将陶瓷基复合材料纳入其不断发展的先锋表壳材质组合中；德国航空航天中心通过在小型陶瓷基复合材料组件的应用实践中，拓展了其在太空领域的全新应用。

“轻盈性与强韧度的独特结合，使得陶瓷基复合材料成为制造腕表表壳极具吸引力的材料。然而，制造纤维增强陶瓷组件需要深入且高度专业的技术。通过结合各自领域的专业知识，我们成功突破了以往认为无法在如此小的尺度上实现陶瓷基复合材料组件的界限。”IWC万国表研究与创新负责人洛伦兹·布伦纳(Lorenz Brunner)解释道。

“与IWC万国表的工程合作使我们能够展示小型近净形纤维增强陶瓷组件的可行性。在开发腕表表壳过程中积累的专业知识也帮助我们进一步研发用于制造卫星推进系统中的推力室组件，并拓展在航空航天领域的应用。”德国航空航天中心陶瓷复合材料与结构部门研究员伯恩哈德·海登莱希(Bernhard Heidenreich)补充道。

高度复杂的制造工艺

陶瓷基复合材料表壳制造过程的起点是传统的碳纤维加固型聚合物。碳纤维被切割、浸渍树脂、在模具中压制并进行烧制。为了制作出大致表壳形状的预成型件，德国航空航天中心采用并改进了其创新的短纤维压制技术。在接下来的高温工艺中，通过一种被称为“热解”的持续数天的热处理工艺，聚合物基质被转化为碳，由此获得密实的纤维编织结构，被嵌入多孔碳基质中。随后，将硅晶体置于零件上，放入烧炉中加热。在这个所谓的硅化过程中，硅被拉入腔体并与碳发生化学反应，从而形成一种由碳化硅陶瓷构成的全新基质。从这一阶段开始，表壳的硬度值达到约2400维氏硬度，只能通过钻石工具进行加工。

工程合作的探索与启发

为了分享此次成功的开发项目，IWC万国表和德国航空航天中心在其位于斯图加特的结构与设计研究所组织了一场活动。IWC万国表与德国航空航天中心的代表们通过演讲，探讨了陶瓷基复合材料腕表表壳的复杂制造过程，并强调了工程合作以及将科研技术转化为不同行业新应用的重要意义。演讲之后，大家参观了德国航空航天中心的研究设施，并深入了解了陶瓷基复合材料制造过程的各个步骤。IWC万国表还展示了大型飞行员腕表AMG G 63（型号：IW506201）。该大型飞行员腕表特别版于2023年9月推出，其设计灵感源自梅赛德斯-AMG G-Class车型，是IWC万国表首款采用陶瓷基复合材料表壳的腕表。由于表壳的结构由纤维决定，在使用金刚石刀具精加工后依然清晰可见，因此每只腕表都具有独一无二的哑光黑色外观。

关于德国航空航天中心

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