Die Schweizer Spitzenleistungen im Bereich der Uhren- und Kunstmechanik sind nun in die Repräsentative Liste des immateriellen Kulturerbes der Menschheit aufgenommen worden.
Die Schweizer Uhrenindustrie ist eine Hightech-Industrie, die auf zahlreiche Erfindungen und Weltpremieren zurückblicken kann. Sie wurde Mitte des 16. Jahrhunderts in Genf gegründet, und die Stadt erlangte schnell einen Ruf für hervorragende Uhrmacherkunst.
Sie fördert weiterhin die schönsten uhrmacherischen Fertigkeiten auf weltbekannten Messen wie Watches and Wonders und EPHJ.
Es ist ganz natürlich, dass DAES an diese Tradition der Exzellenz anknüpft und seine Dienstleistungen im Bereich der Uhrentechnik anbietet: Von der linearen mechanischen Analyse von Federn, über CFD-Studien der Luftströmungen im Kontakt mit den Pendelteilen, bis hin zu Studien über das Treiben, den Aufprall, die dynamische Analyse und die Vibrationen begleiten unsere Ingenieure, die Experten für numerische Berechnungen sind, die Forschung und Entwicklung von Uhrenprojekten.
Die Uhr am Handgelenk erinnert ihren Träger ständig an das Wertvollste, was er hat : die Zeit ! Wählen Sie, wem oder was er sie widmet, mit einem Anspruch an Qualität, Haltbarkeit, Präzision und dem zu hinterlassenden Fußabdruck.
Die Schweizer Uhrenindustrie hat ihre führende Position auf dem Weltmarkt über Jahrhunderte hinweg behauptet. Sie ist bekannt und anerkannt für ihre Dynamik und Kreativität und ist immer in der Lage, sich neuen technologischen, wirtschaftlichen oder anderen Herausforderungen zu stellen.
Zu seinen zahlreichen Erfindungen und Weltpremieren gehören die erste wasserdichte Armbanduhr, die flachste Armbanduhr der Welt, die kleinste Armbanduhr der Welt und viele andere…
Simulationstechniken ermöglichen die Virtualisierung von Komplikationen, Systemen und anderen miniaturisierten Elementen. Sie sind eine wertvolle Hilfe für den Erfolg Ihrer F&E- und Designprojekte.
Der technische Leiter von DAES hat den Einsatz von Rechenkapazitäten in der Uhrenindustrie initiiert. Er war am ersten großen Rechenprojekt beteiligt und bildete viele Ingenieure in diesem Bereich aus. Heute begleiten wir die Uhrenhersteller immer noch bei den Spitzenthemen der Berechnung, während wir die numerische Simulation in die früheren Phasen des Designprozesses einbringen. Dank der Simulation können immer gewagtere Projekte in Betracht gezogen werden, ohne Kompromisse beim Endergebnis eingehen zu müssen. Der Konstruktionsprozess dieser komplexen Objekte wird dadurch immer effizienter, vor allem unter dem Gesichtspunkt der Qualität und Zuverlässigkeit, und es werden Fehler bei der Dimensionierung vermieden, die erst spät in der Testphase oder sogar noch später, wenn die Uhr am Arm des Kunden ist, entdeckt werden.
Dimensionierung Ihrer Federn mit ANSYS mechanical
Eine Berechnung mit
Finite Elemente in der Mechanik
Finite Elemente in der Mechanik
ermöglicht die Berechnung von Kräften oder Verformungen von Federn. Mit dieser Art von Studie können die Abmessungen oder die funktionellen Bedingungen der Feder überprüft werden. Durch die einfache Modellierung in 3D oder 2D können geometrische Änderungen leicht implementiert werden, um z. B. einen Zielwert für den Kraftaufwand zu erreichen. Aus diesen einfachen Berechnungen lassen sich viele Daten extrahieren, wie z. B. bei einer Spiralfeder die Verschiebung des Schwerpunkts der Feder während der Rotation, die aufgezeichnet und für weitere Berechnungen verwendet werden kann.
Simulation der Jagd
Chassis ist eine Montagetechnik, bei der die 2 Elemente mit Kraft montiert werden. In der Uhrmacherei werden mehrere Elemente so zusammengesetzt: Zeiger, Räderwerke und andere Teile mit einer Drehwelle, Dichtungen oder auch Uhrglas oder -boden. Für die Schätzung der Montagekraft und die Überprüfung der mechanischen Festigkeit ist es möglich, eine mechanische Berechnung. Dabei müssen das Materialverhalten und der Bereich, in dem die Kräfte wirken, berücksichtigt werden: rein elastische und/oder plastische Verformung, hyperelastisches Material … Ob z. B. an Nadeln oder Verbindungen, das Austreiben kann simuliert werden, so dass die für die Montage erforderlichen Kräfte und die strukturelle Integrität sowohl des ausgetriebenen Bauteils als auch der umgebenden Teile überprüft werden können. Es können auch andere Kriterien eine Rolle spielen, z. B. um die Wasserdichtigkeit der Uhr im Falle einer Dichtungsaustreibung zu überprüfen.
Untersuchung der Auswirkungen eines Sturzes
Wie beim Crashtest eines Autos können mithilfe numerischer Simulationstools wie LS-DYNA oder ABAQUS die Folgen eines Sturzes einer Uhr aus verschiedenen Höhen abgeschätzt werden. Der Fall kann für verschiedene Komponenten untersucht werden, z. B. für das Glas, den Gehäuserahmen oder den inneren Mechanismus. Es ist auch einfach, die Materialien anzupassen, um leicht zu sehen, wie ein Bruch durch die Wahl eines stärkeren oder duktileren Materials behoben werden kann.
Diese Art der Berechnung, die dynamische Analyse, kann sowohl eine fallende Uhr darstellen (in diesem Fall können verschiedene Winkel berücksichtigt werden) als auch einen Schaf-Pendel-Test nach NIHS-Standards. In jedem Fall können die Spannungen in den verschiedenen Komponenten überprüft werden, wodurch die Unversehrtheit der Uhr im Falle eines Sturzes gewährleistet wird.
Typische Zug- und Torsionsprüfung einer Uhr und ihres Armbands
Eine typische Prüfung in der Uhrmacherei besteht darin, die Zug- und Torsionsfestigkeit des Armbands und der Uhr, insbesondere ihres Gehäuses und ihrer Verbindung zum Armband, zu überprüfen. Dann können ähnliche Modellierungstechniken eingesetzt werden wie bei den oben erwähnten Fallstudien: dynamische Analyse mit LS-DYNA.
Die Komplexität dieser Studien liegt in der großen Anzahl von Freiheitsgraden der Baugruppe. Denn jedes Glied des Armbands wird berücksichtigt und fügt Freiheitsgrade (DoF) hinzu, die die Software verarbeiten muss. Außerdem werden Stifte, Zapfen und jeder Kontakt berücksichtigt und modelliert, was zu langwierigen nichtlinearen Berechnungen führt. Diese Art der Berechnung erfordert viel Know-how, um Ergebnisse zu erzielen, die mit der physikalischen Realität übereinstimmen, und gleichzeitig die numerische Konvergenz der Modelle in einer angemessenen Zeit zu ermöglichen.
Berechnung der Uhrenkomplikation
Im Herzen der Uhrentechnik befinden sich die Komplikationen. Ziel ist es, einen rein mechanischen Mechanismus zu schaffen, der immer die Energie der Federhausfeder, dem Motor der Uhr, nutzt, die im Falle eines automatischen Aufzugs durch die potenzielle Energie der Schwerkraft aufgeladen werden kann. Ausgehend von dieser gespeicherten Energie muss die Isochronie des Mechanismus gewährleistet werden und ein Zifferblatt für die Wochentage, die Monate des Jahres oder auch Tag und Nacht je nach den Komplikationen im System animiert werden.
Die Dissipation dieser gespeicherten Energie muss daher optimiert werden. Dank des Fachwissens unserer Ingenieure und modernster Werkzeuge (wie LS-DYNA, ANSYS…) ist es möglich, diese Mechanismen zu modellieren und ihre Funktionsweise vorherzusagen. Wir befinden uns hier im virtuellen Labor Ihres erweiterten Unternehmens! Bei der Bewertung von Betätigungskräften mithilfe von Berechnungen starrer oder flexibler Körper kann die gesamte Dynamik komplexer Mechanismen bewertet werden, wobei Spiele und andere geometrische Unvollkommenheiten berücksichtigt werden. Betätigungskräfte mithilfe von Berechnungen starrer oder flexibler Körper und die gesamte Dynamik komplexer Mechanismen können so bewertet werden.
Unsere numerischen Simulationen liefern Ihnen nicht nur ein Ergebnis, sondern auch eine interne Vision davon, was Ihre Teile bei den verschiedenen Betriebsarten, denen sie ausgesetzt sind, durchmachen.
Früher haben wir ein bisschen gerechnet, viel getestet und Prototypen gebaut… heute können wir mehrere virtuelle Prototypen und nur einen Test machen.
CFD in einer rein mechanischen Uhr
Man sagt, die Uhrmacherei sei die Formel 1 in ganz klein! Ja, die durch viskose Reibung verursachten Widerstandskräfte wirken sich auf die Bewegung der Teile aus. Es ist daher wichtig, sie zu berücksichtigen. Bei der Gestaltung von Bewegungen ist die Verringerung der Reibung ein ständiges Bestreben. Die in Uhren enthaltene Luft verursacht viskose Reibung, die die Widerstandskraft erhöht und somit die Isochronie des Mechanismus beeinflusst. Mithilfe von CFD-Studien können die mit dieser Art von Reibung verbundenen Kräfte geschätzt werden.
Fortgeschrittene Materialien und Modellierung
Ein Schlüssel zum Know-how der DAES-Ingenieure liegt in der Anwendung fortschrittlicher Materialmodellierung. Ein Edelmetall wie Gold verhält sich völlig anders als Keramik. Diese beiden Beispiele sind die am einfachsten zu behandelnden, da oftmals einige Materialien ein viel komplexeres Verhalten aufweisen, wie z. B. hyperelastische Verbindungen. Ihre Integration in die Simulationen, die richtige Wahl des Materialmodells und die damit verbundenen Nachbearbeitungskriterien sind daher entscheidend, um die relevantesten Ergebnisse zu erhalten.
Eisoptik
Die Geometrie des Uhrglases kann einen erheblichen Einfluss auf die Sicht auf das Zifferblatt und damit auf den Komfort des Benutzers ausüben. Durch den Einsatz dedizierter Berechnungen kann das vom Auge wahrgenommene Bild des Zifferblatts für verschiedene Geometrien und Positionen des Benutzers überprüft werden.
Remanentes elektromagnetisches Feld
Wir baden nun in einem vom Menschen geschaffenen elektromagnetischen Feld. Je nach den für die Uhrenkomponenten gewählten Materialien kann nach dem Verschwinden des umgebenden Feldes ein Nachfeld auftreten. Ein Magnetfeld führt jedoch zu Belastungen der Bauteile, die die Ganggenauigkeit der Uhr beeinflussen können. Eine FE-Analyse kann eingerichtet werden, um dieses Nachfeld und die daraus resultierenden Anstrengungen abzuschätzen.
Die Uhrenindustrie muss verantwortungsvoll sein (CSR)
Die Uhrmacherei ist ein gekonntes Gleichgewicht zwischen Modernität und Tradition. Die Kundentypologie entwickelt sich weiter und seit einigen Jahren ist es unerlässlich, auf die Herkunft der Materialien zu antworten, die Verwendung von recycelbaren oder recycelten Materialien, pflanzlichen Ledern…
CSR drückt sich immer mehr „rund um das Produkt“ aus: bei der Verpackung, dem Energiemanagement der Manufakturen, der Art der Beschaffung von Edelmetallen, der Kompensation des CO2-Fußabdrucks, der Beziehung zu den Lieferanten usw. Im Bereich der Technik trägt der Einsatz von numerischen Simulationen wesentlich zu diesem Engagement bei.
Die Anwendungen in der Uhrenindustrie verlagern sich ganz natürlich auf die biomedizinische Technik, um die Medtech-Industrie bei der Entwicklung und Gestaltung innovativer medizinischer Geräte für eine heilende, vorbeugende oder prädiktive Medizin zu unterstützen.