Часоводство изнутри: взгляд мастера-механика

Склонившись над столом и глядя в окуляр, Камерон Уайсс почти не обращает внимания на станки в соседней комнате. Швейцарский мастер-часовщик обычно слишком занят полировкой, затиркой, проверкой посадки и сборкой сотен шестеренок, пружин и рычагов, входящих в механические «калибры», приводящие в движение каждые роскошные часы.

Это не значит, что г-н Уайсс не ценит критическую роль этих станков в реализации его мечты: создать свой бренд наручных часов, основанный безусловно на его собственных художественных идеалах. Так же как выделение его фамилии на циферблате подразумевает определенную эстетику, надпись «Лос-Анджелес, Калифорния» указывает на глубокое желание вернуть престиж отечественной отрасли, которая в основном рухнула с появлением дешевых, более точных кварцевых ходов в 1960-х. Для Уайсса восстановление этого престижа означает не просто сборку деталей здесь, но и их изготовление здесь.

Именно поэтому Weiss Watch Co. нужны станки. Несмотря на мастерство основателя, использование вековых техник для ручного изготовления деталей вроде латунных основных плит для калибров, мостов, удерживающих их на месте, и внешних корпусов было бы недопустимо дорого и трудоемко. Это также противоречило бы цели не просто создавать искусство, а делать его доступным. Без гибких современных технологий обработки невозможно было бы итерировать множество прототипов перед финализацией и производством дизайна в партиях от 5 до 500 штук за серию, говорит Уайсс.

Трехосевой вертикально-фрезерный центр и швейцарский токарный станок, выполняющие эту работу, размещены в гараже, примыкающем к офисному пространству компании площадью 195 кв.м в Торренс. Единственным программистом и оператором станков является Грант Хьюсон, бывший инженер-приложений производителя режущего инструмента Sandvik Coromant и деловой партнер Уайсса в отдельной структуре: Pinion Precision Technology. Цель партнеров для Pinion Precision амбициозна: производить детали для часов за пределами бренда Weiss. Конкретно, они хотят воспользоваться ожидаемой нишей, оставленной Swatch — известным поставщиком деталей в Швейцарии, который уходит из этого бизнеса, чтобы сосредоточиться исключительно на производстве готовых часов.

Есть веские основания для уверенности в способности Pinion Precision захватить эту работу, говорит Уайсс. Один урок ранних дней Weiss Watch Co., когда он еще собирал калибры на кухонном столе из почти полностью швейцарских компонентов, заключается в том, что другие механические цеха вообще не привыкли делать арт-объекты. «Каждая деталь, которую мы делаем, не только должна попадать в очень жесткий допуск; она также должна быть визуально привлекательной», — говорит он.

В прошлые времена, продолжает он, цеха уверенно принимали тот вид работы, который Хьюсон теперь делает вhouse, но боролись, чтобы делать это рентабельно. Это включает компании, уже привыкшие к мелким деталям (большинство шестеренок менее 1 мм), высокой точности (+0.0002/-0 дюйма для некоторых отверстий) и чистым поверхностям (обычно Ra 16 или чище). Фактически, он вспоминает случай, когда потенциальный поставщик был так унижен неожиданно долгими сроками на прототипный заказ, что предложил детали бесплатно.

Г-н Хьюсон добавляет, что сложность этой работы выходит за рамки соблюдения строгих спецификаций. В конце концов, можно сказать, механики рождены для таких вызовов. Более сложным может быть соблюдение стандартов качества, которые могут показаться субъективными. Также — выполнение операций необычными, контр интуитивными способами для поддержки кропотливых процессов ручной отделки.

Детали как искусство

Мало цехов «рисуют» траекториями инструмента, но работа Weiss Watch Co. требует этого. На латунных компонентах мостов, как на фото выше, внимание должно уделяться каждому завихрению и линии, и стандартные траектории часто не подходят, какой бы точный допуск или чистота поверхности ни были. «Для всех стратегий отделки, в основном, геометрия фактически рисуется», — говорит Хьюсон. «Траектория инструмента должна идти определенным образом — нельзя просто кликнуть область и сказать: "выпрями это"».

Он приводит узоры «Женевские полосы» как яркий пример того, как эстетика усложняет аутсорсинг обработки. Видимые на фото выше, эти широкие диагональные полосы, простирающиеся по основной плите и мосту, обязаны свою визуальную привлекательность параллельным внутренним следам инструмента, изгибающимся к пересечению с соседней полосой, но никогда не перепрыгивающим зазор. Линии внутри сформированы определенным образом как для визуальной привлекательности, так и для удержания пыли внутри калибра, и сохранение четкой границы между полосами критично, говорит Хьюсон. Вырезание этих элементов на фрезерном станке, а не на специальном станке для Женевских полос требует, по его словам, нестандартного подхода к программированию. Например, вместо постоянного шага перекрытия на их FANUC Robodrill он использует полноширинный пазовый проход, затем перекрывает половину этого прохода еще одним полноширинным пазовым путем.

Отсюда, никакие конкретные измерения или серия измерений не могут однозначно определить, правильны ли полосы. Это чисто визуальный стандарт, при котором Уайсс использует микроскоп для оценки обработанного узора против выбранного идеала. Более того, ширина и интервал полос могут незначительно отличаться от калибра к калибру и от прототипа к прототипу при разработке нового калибра. Определенные элементы деталей также должны вырезаться из определенных частей латунного квадрата 2×2×0.125 дюйма для обеспечения согласованных полос после сборки калибра. Усложняя дело, элементы, расположенные слишком близко, не оставляют места для режущих инструментов, а элементы, слишком близкие к краю заготовки, сталкиваются с неэстетичными следами входа и выхода инструмента.

Обеспечение доступа инструмента к различным элементам основной плиты и моста также важно для снятия фасок для предотвращения заусенцев. Уайсс предпочитает зачистку вручную в некоторых случаях, но многие детали слишком малы и хрупки. Хьюсон говорит, что тратит много времени на стратегирование, как оставить чистую поверхность или обеспечить образование заусенцев так, чтобы они не мешали ручной работе. Например, определенный элемент может обрабатываться с противоположной стороны детали, чем планировалось изначально, или профильный проход может не полностью пробивать деталь, чтобы предотвратить протыкание заусенца на другую сторону.

Ничего из этого не означает, что надежные, повторяемые процессы обработки невозможно разработать для часовых компонентов, говорит Хьюсон. Однако способность к этому ограничена двумя станками и одним программистом/оператором (остальная команда состоит из жены Уайсса Уитни, занимающейся маркетингом; ученицы часовщика Лизы Одланд и администратора фронт-офиса Кристи Бродерсон). Тем временем сложность работы может быть непосильной для сторонних цехов, не посвященных ей. Масштабирование производства — цель, но искусство не может быть компромиссом.

Создание времени

Учитывая реальности аутсорсинга, Хьюсон берет на себя львиную долю разработки технологических процессов. Крупные детали идут на Robodrill, поставляемый Methods Machine Tools. Мелкие, самые сложные компоненты обычно идут на то, что он называет «навороченный» швейцарский токарный станок: девятиосевой Tornos Swiss Nano, импортированный из Швейцарии с рядом нестандартных функций, хорошо подходящих для часоводства. Например, два индивидуально управляемых высокочастотных фрезерных шпинделя дают 60 000 и 80 000 об/мин соответственно — достаточные скорости для эффективной фрезеровки даже самыми мелкими режущими инструментами. Среди других функций, групповой инструментальный станок также предлагает возможность синхронизации зажимных устройств и фрезерных шпинделей для операций гнездового фрезерования шестерен, а также трубную систему с вакуумом для удаления крошечных деталей.

Тем итерация прототипов как можно быстрее требует не только правильной технологии, но и собственного изобретательства. На Tornos, например, даже способность эффективно работать с инструментами вроде дисковой пилы 0,03 дюйма идет только до определенного момента, когда нужно менять наладку. «Нельзя даже пролезть кулаком между основным и противоположным шпинделем», — говорит Хьюсон, объясняя, что иногда трудно увидеть, действительно ли обработан крошечный элемент или даже перешла ли деталь для задней обработки на противоположном шпинделе. Более того, одна деталь может требовать операций с 10 разными режущими инструментами, каждый со своим смещением, а смещения для одного и того же инструмента могут отличаться в зависимости от вектора приближения. Установка этих смещений прикосновением каждого инструмента к листу контактной бумаги — критический шаг для предотвращения повреждений не только хрупких, дорогих деталей, но и хрупких, дорогих инструментов — может быть трудоемким предложением.

Именно поэтому Хьюсон решил рано, что не будет ничего такого. Вместо этого он устанавливает смещения визуально, руководствуясь кристально чистым изображением рабочей зоны на плоском LCD-экране, достаточно детальном для просмотра отдельных стружок, прилипших к заготовкам, которые едва выступают из направляющей втулки основного шпинделя или микрозажима противоположного шпинделя. Это изображение генерируется крошечной микроскопической камерой, установленной в держателе инструмента на групповом скользящем блоке. «Я настраиваю все инструменты, вызываю смещение заготовки для каждого, проверяю и корректирую при необходимости. Нет необходимости касаться чего-либо», — говорит он. Эта самодельная система также дает спокойствие, что программы надежны и всё настроено и обработано правильно.

На ВФЦ фокусом наиболее значительных шагов к ускорению итерации прототипов стало зажим. Конкретно, Хьюсон предпочитает фокусироваться на обеспечении точного, повторяемого интерфейса между приспособлением и станком, а не вкладывать слишком много усилий в интерфейс между деталью и приспособлением, как это делали его оригинальные проекты с их точными опорными штифтами. В конце концов, прототипирование часто требует снятия деталей со станка для осмотра. Пока положение приспособления не меняется более чем на несколько тысяч долей дюйма от исходной позиции, зондирование на станке может быстро и автоматически обновить нулевую точку заготовки вокруг детали.

Как бывший сотрудник Sandvik, он естественно обратился к модификации бланков быстрозаменного инструмента Capto для обеспечения критического интерфейса между станком и прототипным зажимом. По сравнению с надеждой только на повторяемую посадку, эта стратегия облегчает обеспечение правильного взаимного расположения элементов на противоположных сторонах детали. Проекты приспособлений могут быть более прощающими, последствия износа или повреждения зажима менее серьезны, а проблемы легче диагностировать.

Движение вперед

Первый калибр компании, собранный почти полностью из американских деталей, изображен на обложке этого журнала: CAL 1003, приводящий American Issue Field Watch. Эта позолоченная первая версия была ограничена всего 50 экземплярами. Теперь калибр на четвертой производственной итерации, которая обладает более высокой частотой хода, чем предыдущие версии, а также механизмом «hacking» (остановка секундной стрелки), позволяющим пользователям часов за $1995 запускать и останавливать их по желанию. Движусь вперед, цель — перенести производство последних нескольких компонентов, все еще изготавливаемых в Швейцарии — пружин спирали и камней — на американскую почву. Хотя способность есть, Уайсс говорит, что поставщики требуют возможность производить определенные объемы, прежде чем вообще рассмотреть работу. Он и Хьюсон одинаково ожидают, что масштабирование отсюда будет инкрементным процессом, как это было с самого начала. «Мы учимся по ходу дела», — говорит Хьюсон.

Может быть так, но компания прошла долгий путь за четыре коротких года. Она сделала это, следуя по сути той же модели, которая породила репутацию американского часоводства, которую она стремится восстановить. Начиная с середины 19 века, американские компании вроде Waltham Watch Co. дополнили технику швейцарских мастеров производственным оборудованием, делавшим часы дешевле и легче к изготовлению без ущерба мастерству, объясняет Уайсс. Отрасль ушла в упадок с появлением кварцевых ходов, но швейцарцы сумели сохранить свои механические традиции, причем продолжающийся успех брендов вроде Rolex во многом движим энтузиастами, ценящими инженерию, вложенную в ручную сборку часов с сотнями деталей. Используя похожую стратегию, как Waltham — слияние старого мастерства с современными производственными технологиями и техниками — Weiss Watch Co. стремится привлечь похожую клиентуру, пусть и с особым تقدير к ярлыку «made in America».

Так говорит часовщик. Что касается механика, Хьюсон не мог быть счастливее, делая работу, регулярно ставящую под сомнение обычные подходы к обработке деталей. И новизна — не его единственный источник мотивации сейчас. «Во многом высоком производстве это почти так, будто у тебя скрытая двойная жизнь, потому что нельзя это показать», — говорит он. «В часоводстве я могу сказать: "Посмотри на эти маленькие часы на моем запястье: это то, что я делаю!" Для меня это было огромным: создавать что-то красивое ради самой красоты».