作者：香港生产力促进局 杨利坚博士

过去一年，香港生产力促进局钟表科技中心成立了贵金属成型以及先进表面处理两个技术小组，小组成员由香港表厂商会、香港钟表业总会以及业界代表所组成。该两个技术小组成立的目的，旨在为钟表业发展新的技术与应用新技术，用以提升产品的附加值。另一方面，在今年6月，为进一步探索高增值手表及其零部件最尖端的制造技术、工艺开发、产品动向、我们也成功组办了钟表业瑞士考察团。

上述所谓的新技术以及产品的新动向，简单地分成下列几个类别：即清洁生产技术、非传统制造技术、打磨抛光技术、先进表面处理技术，有关详情如下：

    清洁生产技术

清洁生产，并非单一地指处理或回收排放于自然环境的有害物质。同时，它亦意味着采用非污染工艺去取代传统工艺。过去数月，两个技术小组已评估了脉冲式水气喷淋清洗系统、等离子清洗以及贵金属回收等情节声喊技术。

    1、 脉冲式水气喷淋清洗系统

脉冲式水气喷淋清洗系统利用水、气混合，兼具洁净与擦拭两种作用。与传统的喷淋相比，它大大增强了清洁效果以及减少了水的用量。由于结合了水、气混合脉冲效应、初步结果显示，其耗水量不但较旧有的喷淋方式减少达50%到70%，同时，产品表面可清洁得更未彻底、优越。该系统可应用于任何清洗剂及电镀生产线，包括打磨、抛光后的除蜡步骤。

    2、 等离子清洗技术

等离子清洗是一种将材质表面的有机及无机杂质同时洁净的表面处理技术。等离子意即部分电离的气体，可同时与材质表面作出化学及物理反应。因此，它不但扮演了清洁的角色，同时也可把物品表面污渍去除以及产生整平的效果。可应用于任何材质，包括金属、陶瓷、塑胶以及他们的复合物料。目前，该技术主要应用于离子电镀的前处理步骤。由于并不会产生任何化学或物理废物，这技术将会取代传统化学清洗方法。

    3、 贵金属回收再用技术

 现今，业界生产贵金属零部件时，黄金的损耗率处于相当高的5-10%水平。不过， 先进国家的厂家已采用先进的制造方法以及回收系统，把损耗率降到3%或以下，因而减少了生产成本。此等先进的回收系统，可把贵金属金、铂、钯机械加工或打磨时产生的废料、包括细微粒子有效收集、回收。这些废料/粉末经过一连串的化学/电化学步骤，经过萃取、提纯，最终纯度都可超过99%。

    非传统制造技术

    1、 化学光刻加工（PCM）

对于精密的金属片零部件（片材厚度1-2毫米，尺寸公差~0.15t）而言，化学光刻加工（PCM）是一项颇具成本效益的生产工艺。透过适当的光感遮挡，化学蚀剂蚀透金属片材，剩下被光感遮挡所需的图案。由于产品具有高精密度、无应力、无披锋，以及当批量生产时有快速、具灵活性、低模具成本等优点，厂家多选用此法去制造精密金属薄片。此技术可以制造机械机芯，例如平衡轮、擒纵轮、面盘、齿轮等。

    2、 微型电铸技术

先进微型电铸技术是一种利用电化学沉积，去制造高精度（达到微米级数）关键性零部件的创新制造技术。针对那些形状复杂（如微型机械零部件及3D中空结构）、需要更精确公差的细微零部件，先进微型电铸技术 可以称得上是一项极具成本效益的制造技术。这技术广泛应用于电子零部件、医疗设备零部件以及应用于制造模具等。

    3、 深反应离子蚀刻

钟表业自引入人造钻石和单晶硅零部件后，无论在设计上或者是产品的多功能性上都带来了一番全新的面貌。由于具备极高的硬度，相对地重量也轻，应用这种物料作为零部件，渐成为高档瑞士品牌手表的重要元素。生产人造钻石和单晶硅零部件的厂家必须使用深反应离子蚀刻技术。

    4、 粉末注射成型技术

粉末注射成型（PIM）是一项制造技术，可使金属（例如316不锈钢）及陶瓷（例如氧化铝及氧化锆）能够像塑胶一样注射成型。这项技术能让金属及陶瓷物料保持其物理及机械性能，操作时却又近似塑胶注射成型，产品在设计上具较高灵活性，也适用于几何形状复杂的产品。除此之外，PIM可使二次加工工序减至最低，减少材料的损耗。PIM可制造各式各样的钟表零部件，包括表壳、表带、表扣、表夹寄齿轮等。

    打磨抛光技术

在瑞士考察期间，我们看到瑞士的仪器供应商可提供特定的电脑数控磨床（5轴及6轴），更可提供一些专为细至1毫米、最终Ra值为0.03µm的细微零件特制的振动研磨机器。对于各式各样例如表心支架（夹板）、擒纵轮、齿轮等，这是理想的打磨抛光工具。事实上，一些瑞士工厂已采用电解抛光技术去处理不锈钢件及钛件。以各种不同方法去取代使用打磨抛光蜡、及随后化学清洗的传统打磨抛光技术，这似乎是一个趋势。

    先进表面处理技术

传统的表面处理技术不外乎电镀或有机涂层。二者已经不再满足于现代化的设计需求。有很多先进的表面处理技术可应用于钟表制造，例如物理气相沉积、化学气相沉积、溶胶-凝胶、以及陶瓷电泳沉积技术等等。

    1、 物理气相沉积（离子电镀）

最近趋势显示，离子电镀是其中一项最热门的表面处理工艺，用以取代传统的电镀。除了环保之外，可为钟表零部件提供更经久耐用、耐磨、防蚀的镀层。此外，它可提供各式各样的颜色，由传统的银色、金色，以至于最近发展的蓝色、紫色以及可能发展出一些真实的颜色。最近，大多数的品牌手表要求较厚的离子镀层（3-5µm），而现有的离子电镀设备必须加以修改才可以达到这个要求。

    2、 等离子辅助化学气相沉积

脉冲等离子辅助化学气相沉积（PPACVD）被视为一项能够为金属、塑料、陶瓷零部件提供各式各样新颖表面处理的新的促成科技。传统的CVD工艺，引发足以化学反应的热能超过800oC。PPACVD经微波、用非连续的方式产生等离子，提供限制式热源供CVD使用。因此，可降低温度甚至于室温，大大扩展了应用范围。

另一方面，稍加改装PPACVD设备，即可进行等离子纳米技术表面改性，为零部件表面造就特定的、不同的效果，扩大了我们的设计能力。

    3、 等离子处理技术

等离子处理技术是一项创新的技术，可在较宽范围内使用，在各种布料/皮革中加上耐用的功能。该技术是基于把离子化的气体通过电能激发出不同能量的电子、离子和各种活性的微粒。这些气体微粒与固体表面作用，使其性质发生改变，提供有各种功能的布料材料，例如防粘、防皱、防水、防油等。应用等离子处理技术，也可开发崭新的纳米材料与布料/皮革紧密结合形成特殊的功能。等离子过程是一个不会造成环境污染的|“干法工序”。该技术进行微小的表面反应，可保持材料的原本优良特性。

    4、 Sol Gel Process

Sol Gel溶胶/凝胶是以胶体悬浮系硅土微粒（溶胶Sol）凝结为凝胶体（gel）作为制造玻璃/陶瓷或复合材料的工艺。在镀层或涂层技术中， Sol gel溶胶/凝胶是其中一种崭新的清洁生产技术，其好处在于，它是以一个较低温，容易控制及相对便宜的技术。Sol gel溶胶/凝胶的用处有许多，包括光学涂层，防护和装饰涂层及转化涂层，以简单的涂层方法，可以在玻璃和不同的金属表面上应用。Sol gel溶胶/凝胶有多重的加工方法，包括：浸涂、旋转涂布、喷涂、电泳、喷墨打印及滚压式涂层。

    5、 电泳沉积技术

在各类制作陶瓷涂层的技术当中，电泳沉积技术正在引起各国研究人员的注意。电泳沉积技术将电泳与沉积两个过程合二为一。在一个电泳沉积系统内，溶液中的陶瓷颗粒首先带电，然后再外加电场作用下移向一个电极的表面。最后，带电颗粒在电极表面形成一层陶瓷涂层。

电泳沉积法适合于为形状复杂的器件制作陶瓷涂层，以提高其抗刮伤及耐磨性能。该方法设备简单、自动化程度高、污染少。制作出来的陶瓷涂层密实，在整个金属表面上均匀分布，且其厚度可以通过调节操作参数加以控制。