Tại sao đồng hồ sử dụng kính sapphire?

1. Đá sapphire có đặc tính gì?

Bạn có biết rằng, thấu kính nhỏ trên mặt đồng hồ của bạn được làm từ một trong những chất cứng nhất trên Trái đất. Đây là một trong hai loại đá quý từ loại khoáng chất corundum, loại còn lại là hồng ngọc. Corundum, một oxit nhôm kết tinh, trong suốt ở trạng thái tinh khiết nhất; sapphire và hồng ngọc có màu xanh lam và đỏ tương ứng từ các tạp chất: dấu vết của titan và sắt trong sapphire, và crom trong ruby. Sapphire có tỷ lệ 9 trên thang độ cứng Mohs. Trong số các khoáng chất, chỉ có moissanite, một loại silicon carbide tự nhiên, ở mức 9,5 và kim cương ở mức hoàn hảo 10 là cứng hơn. Về cơ bản, nó chống trầy xước, khiến nó trở thành vật liệu hoàn hảo để sử dụng cho mặt kính đồng hồ, chiếm nhiều diện tích nhất ở mặt trước của đồng hồ và do đó có khả năng chịu nhiều va chạm hơn trên các bề mặt cứng so với hầu hết các khu vực tiếp xúc khác.

Sapphire, hoặc một số phiên bản của nó, đã đóng một vai trò trong ngành chế tạo đồng hồ kể từ năm 1902, khi nhà hóa học người Pháp Auguste Verneuil phát triển một quy trình sản xuất tinh thể tổng hợp và hồng ngọc. Hồng ngọc nhanh chóng có một ứng dụng hữu ích, thay thế các loại đá quý tự nhiên đắt tiền hơn được gắn vào bộ máy đồng hồ để làm ổ bi giảm ma sát. Tuy nhiên, cho đến khoảng những năm 1970, kính Sapphire chỉ xuất hiện rải rác trên một số mẫu đồng hồ nhất định. Theo các nhà sử học, chiếc đồng hồ đầu tiên có kính sapphire có thể là Jaeger-LeCoultre Reverso vào những năm 1930. Omega bắt đầu sử dụng một số kính sapphire trên mộ số đồng hồ của mình vào những năm 1950. Và đến đầu những năm 1970, các thương hiệu như Rado (với Diastar), Enicar (với Sherpa Star) và Rolex, với Datejust "Oysterquartz" Ref. 5100, chiếc đồng hồ chạy bằng thạch anh đầu tiên của hãng, đã bắt đầu sử dụng kính sapphire, được coi là bản nâng cấp so với thế hệ trước, điều này đưa chúng ta đến câu hỏi tiếp theo:

2. Ngoài sapphire, thợ chế tác đồng hồ còn sử dụng những vật liệu nào khác?

Theo truyền thống, có ba vật liệu được sử dụng rộng rãi trong sản xuất kính cho đồng hồ: acrylic hoặc plexiglas; tinh thể khoáng và sapphire. Mỗi loại đều có những đặc tính và nhược điểm riêng. Acrylic (thường được gọi là Plexiglas hoặc Lucite; Omega đã đặt ra thuật ngữ "kính Hesalite" cho phiên bản vật liệu của mình) về cơ bản là một loại nhựa chống va đập rất bền. Tinh thể acrylic, vẫn được sử dụng trên nhiều đồng hồ giá rẻ ngày nay và đáng chú ý là trên Omega Speedmaster - mẫu đồng hồ đã lên mặt trăng vào năm 1969, một trong số rất ít đồng hồ "xa xỉ" vẫn giữ được kính acrylic có độ trong suốt quang học cao, độ ổn định về kích thước và nhẹ hơn về trọng lượng và chống vỡ tốt hơn thủy tinh. Nhiều đồng hồ công cụ đã sử dụng kính acrylic thường xuyên trong nhiều năm vì là một loại nhựa, nên ngay cả khi bị trầy xước nó cũng không có khả năng vỡ. Tuy nhiên, trên thang độ cứng Mohs vật liệu này chỉ đạt mức 3. Do đó, nhu cầu về một chất liệu cứng hơn, ít bị trầy xước hơn để bảo vệ mặt đồng hồ đã được xác định. 

Kính khoáng được làm từ silica theo quy trình tương tự như sản xuất kính cường lực cho cửa sổ lắp sẵn. Vẫn được sử dụng trong nhiều đồng hồ được coi là "tầm trung", kính khoáng trong suốt hơn acrylic và cũng cứng hơn nhiều và chống trầy xước tốt hơn. Kính khoáng có giá thành sản xuất tương đối rẻ so với sapphire tổng hợp và ít phản chiếu hơn, nhưng có khả năng bị trầy xước nhiều hơn sapphire. Vật liệu Hardlex độc quyền của Seiko là một loại kính khoáng, thương hiệu Nhật Bản này có xu hướng sử dụng trên những chiếc đồng hồ cơ giá rẻ hơn, như mẫu 5 Sports ở trên.

Như thường lệ, việc Rolex áp dụng sapphire cho kính của mình vào đầu những năm 70 đã mở ra cánh cổng cho các nhà sản xuất đồng hồ xa xỉ khác bắt đầu làm theo. Những lợi ích của sapphire là rõ ràng, bao gồm độ cứng đã đề cập ở trên và khả năng chống trầy xước cực cao, và đối với hầu hết các nhà sản xuất đồng hồ và hầu hết người tiêu dùng, những nhược điểm ít ỏi của nó đã lấn át. Những nhược điểm này bao gồm chi phí sản xuất sapphire tăng thêm do độ cứng, người ta cần một chiếc cưa đầu kim cương để cắt chúng thành hình dạng. Bên cạnh đó nó cũng có xu hướng vỡ vụn khi chịu tác động mạnh thay vì chỉ bị nứt nhỏ. Sapphire cũng không trong suốt tự nhiên như các loại đá acrylic hoặc khoáng chất khác. Tuy nhiên, những đột phá về mặt kỹ thuật trong ngành chế tạo đồng hồ đã giảm thiểu hầu hết các vấn đề này, như việc sử dụng lớp phủ chống phản xạ.

NÊN CHỌN ĐỒNG HỒ MẶT KÍNH CỨNG HAY KÍNH SAPPHIRE?

Trong khi sapphire là tiêu chuẩn cho đồng hồ được sản xuất ở mức chất lượng nhất định trở lên, một số thương hiệu đồng hồ vẫn tiếp tục mở rộng sang các vật liệu công nghệ cao khác làm vật liệu thay thế, vì lý do kinh tế và thẩm mỹ. Các nhà sản xuất lớn như Timex và các thương hiệu nhỏ như Vortic đều sử dụng Gorilla Glass, do Corning sản xuất, cho kính đồng hồ. Gorilla Glass gần như cứng như sapphire, và ít chống trầy xước hơn, nhưng chống vỡ hơn do đó được sử dụng rộng rãi cho màn hình hiển thị trên máy tính bảng, điện thoại thông minh, máy tính xách tay và cả đồng hồ thông minh.

3. Các nhà sản xuất đồng hồ tối ưu hóa việc sử dụng sapphire như thế nào?

Hầu hết các kính sapphire trên đồng hồ đều được hoàn thiện bằng lớp phủ chống phản chiếu (viết tắt là AR) trên ít nhất một bề mặt của kính, bên ngoài hoặc bên trong. Việc sử dụng lớp phủ AR, bao gồm việc áp dụng các lớp trong suốt trong quy trình lắng đọng hơi vật lý (PVD), giúp giảm đáng kể độ chói sáng phát sinh khi ánh sáng chiếu vào sapphire chưa qua xử lý, có thể làm giảm khả năng xem của mặt số. Áp dụng lớp phủ cho cả bề mặt bên trong và bên ngoài là giải pháp lý tưởng nhất, vì nó sẽ loại bỏ hoàn toàn độ chói, nhưng cũng có thể gây ra vấn đề về trầy xước ở bên ngoài, vì lớp phủ không chống trầy xước tốt như chính sapphire. Vì lý do này, nhiều thợ đồng hồ chỉ áp dụng lớp phủ ở bề mặt bên trong, ít có khả năng bị trầy xước.

Tùy thuộc vào mục đích sử dụng của đồng hồ: đồng hồ công cụ, đồng hồ dress watch, đồng hồ thể thao... kính sapphire của nó cũng có thể có dạng vòm - giúp giảm thêm độ méo ánh sáng có thể khiến mặt số không thể đọc được trong một số môi trường nhất định, chẳng hạn như dưới nước; phẳng - giúp giảm độ dày và trọng lượng tổng thể của đồng hồ trên cổ tay; hoặc cực dày trong các trường hợp đồng hồ lặn được chế tạo để lặn xuống độ sâu cực lớn, chẳng hạn như Sinn U1, Oris ProDiver, Orient Star 300M và Rolex Deepsea. Kính sapphire có độ dày trung bình khoảng 1,0 đến 1,5mm, nhưng một số đồng hồ công cụ chắc chắn nhất có kính dày tới 5mm.

4. Đá sapphire còn được sử dụng vào mục đích gì trong chế tạo đồng hồ?

Đối với hầu hết các nhà sản xuất đồng hồ, sapphire hầu như chỉ được sử dụng cho kính; nhiều đồng hồ ngày nay có cả mặt trước (để bảo vệ mặt số tiêu chuẩn) và mặt sau (để nhìn thấy chuyển động). Sapphire cũng được sử dụng cho mặt số của đồng hồ lộ cơ, vì sức hấp dẫn chính của những chiếc đồng hồ như vậy là chúng cung cấp chế độ xem mở về chuyển động, điều này chỉ có thể thực hiện được thông qua bề mặt mặt số trong suốt.

Những chiếc vỏ đồng hồ bằng sapphire mà một số ít các nhà sản xuất đồng hồ đã thử nghiệm trong hơn một thập kỷ qua còn táo bạo và khó thực hiện hơn. Thương hiệu MB&F của Max Büsser là một trong những thương hiệu đầu tiên giới thiệu loại vỏ này trên chiếc Horological Machine 2 SV. Ngoài ra còn có Richard Mille, với mẫu RM 056 vào năm 2012, và Hublot, với nhiều phiên bản của mẫu Big Bang Unico Sapphire. Hublot đặc biệt đã thúc đẩy việc sử dụng sapphire, không chỉ phát triển những màu sắc mới khó đạt được của vật liệu này mà còn sử dụng nó cho cả vỏ và dây đeo trong chiếc Big Bang Integral Sapphire và thậm chí cho cầu tourbillon trong chiếc Big Bang Sapphire Tourbillon. 

Xem thêm

• 5 mẫu đồng hồ có mặt kính sapphire tốt nhất giá dưới 10 triệu
• Kính Sapphire là gì ? Ưu nhược điểm của sapphire crystal trong chế tác đồng hồ đeo tay
• Tại sao mặt kính cong thường được chế tạo từ kính cứng? Kính sapphire có uốn cong được không?