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江诗丹顿制表工艺再革新 用激光把艺术雕刻进时间

你有没有想过把钟表和激光联系在一起?在你想象的时候,法国EPFL的工程师已经将这一设想投入实践。成立于1755年的传统制表商江诗丹顿(Vacheron Constantin)于2016年开始,携手EPFL Galaatea实验室的工程师,试图将钟表雕刻的工艺带入21世纪,让工匠们能够使用激光而不是雕刻机、剪刀或切割机来雕刻腕表水晶。江诗丹顿工程与创新项目经理保罗·贝尔图西Paul Bertusi表示:"我们希望在我们已经磨炼超过265年传统方法中融入创新。”

项目领头人是伊夫·贝鲁阿夫Yves Bellouard,他在EPFL担任历峰教席并领导Galatea实验室。该项目在他加入EPFL并成立Galatea实验室后不久后展开,以研究激光如何与材料相互作用以及在微观工程中的潜在应用。Bellouard团队使用了啁啾脉冲放大(CPA)技术,这项技术的发明者曾在2018年获得诺贝尔物理学奖。Bellouard说:"在此之前,想要在材料内部工作是不可能的。我与历峰集团(于1996年收购江诗丹顿)讨论了我们到底要如何将这项技术与工艺技术结合起来,应用于腕表雕刻。”

就此,在这个项目中工作的不同人员开始了艰难的尝试和学习。雕刻师必须习惯于使用高科技工具,并在此过程中帮助改进系统;而工程师则必须戴上工匠的帽子,找到恢复物理联系和阻力感的方法。Bellouard对此补充道:"使用激光,你就会失去机械连接,这对工匠而言是个很大的问题。因为他们依靠触觉工作,而失去机械连接导致他们只能看到自己的工作,而没有触觉反馈,所以我们必须以虚拟的方式重新创建这种反馈。"

关键:“移植”触感

在江诗丹顿工作了12年的雕刻师Emmanuelle Maridat认为这是一个很好的想法。她很高兴有机会从新的维度上来看待自己的工作。但激光雕刻本就是一项复杂的工作:需要在虚拟空间中控制手部动作,只用一束微小的光和一支数码笔在水晶内部深处蚀出线条,这并不容易,更何况是肉眼无法看到的细小线条。研究小组为此尝试了几种不同的观察设备:先是双目设备,然后是电脑屏幕,最后他们决定使用虚拟现实头盔。但该头盔仍需进一步调整。

玛丽达特发现最大的困难是在她移动笔时没有任何物理阻力:"因为我的工作需要在金属中作业,将一些金属蚀掉以设计。这关乎看到的东西和感知到的形状,还有触摸它们时与材料产生的相互作用,以及在切割机上感受到的阻力。有了激光后,我就没有这些感觉了,我失去了方向。"她说。

因此,Galatea的工程师们联系了Force Dimension,这是一家EPFL的子公司,主要开发手术机器人技术,但也涉及精密制表。Force Dimension的专家们设计了一种设备,再现了Maridat所缺乏的物理阻力。他们创造了一种连接在机械臂上的数字笔,利用触觉技术让用户在虚拟雕刻材料时有一种触感。Force Dimension联合创始人Francois Conti说:"程序员将所需动作的力度和位置数据输入机器,然后机器会将其重现在机械臂上。这样一来,工匠们就能获得合适的阻力,就像他们真的在触摸物体一样。"

贝尔图西(Bertusi)说:"能够以3D方式架构腕表水晶,在一块水晶的任何地方作业,并在水晶中创造真正的3D雕塑为我们带来了极其有趣的可能性。”据悉,该项目尚未结束,到底会以什么样的最终形式呈现,让我们拭目以待。

关于Galatea实验室

Galatea实验室探索利用激光局部定制材料特性的新模式。目标是在材料中 "写入 "功能,将其转化为复杂的组件,并最终形成自己的系统。研究围绕着三个主要集群展开:理解激光与物质的相互作用现象,研究基于3D直接写入激光方法的新制造工艺,以及最后,找到基于单一单片的多尺度系统的新概念。Galatea实验室由历峰国际公司赞助。

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