Los relojes mecánicos son el dispositivo representativo de la microfabricación de precisión y tienen una larga historia que se remonta a los relojes de torre del siglo XIII. Aunque al principio el giro de los engranajes se accionaba mediante pesas, en el siglo XV se descubrió el método de utilizar muelles, lo que llevó a la miniaturización de los relojes. Los relojes de pulsera comenzaron a usarse en la segunda mitad del siglo XIX y siguen en uso hasta el día de hoy. La historia de la producción de relojes en Japón no es tan larga, pero desde que la empresa japonesa Seiko creó sus primeros relojes de cuarzo en 1969, Japón ha liderado el movimiento de los relojes electrónicos.
Esta sección ofrece una visión general de las piezas del reloj y presenta ejemplos de su observación utilizando un Microscopio Digital.

Observación de las partes de un reloj utilizando un Microscopio Digital

¿Qué son los movimientos y los ébauches?

El movimiento es la parte mecánica dentro de la caja del reloj que proporciona su fuerza motriz. Hay dos tipos de movimientos en los relojes mecánicos, aquellos que dan cuerda automáticamente y los que dan cuerda manualmente. Hoy en día, los movimientos de cuerda automática son la norma. Dependiendo del fabricante, el número de modelo asignado al movimiento puede llamarse calibre.

No todos los fabricantes de relojes crean sus propios movimientos. Muchos fabricantes producen relojes comprando movimientos incompletos producidos por fabricantes de movimientos.
Un movimiento incompleto se denomina ébauche, palabra francesa que significa esbozo, esquema o boceto.

Frecuencia y número de piedras o joyas de relojes mecánicos

Frecuencia de los relojes mecánicos

El movimiento de un reloj mecánico es impulsado por un resorte de equilibrio o espiral, que se inserta en el centro de la pieza llamada volante regulador o rueda de equilibrio. La expansión y contracción repetidas del resorte de equilibrio hace que el volante gire hacia adelante y hacia atrás (vibre).
La frecuencia indica el número de vibraciones del volante por hora.
La mayoría de los movimientos mecánicos actuales tienen frecuencias de 28800 (8 vibraciones por segundo). Los movimientos de alta frecuencia tienen frecuencias que superan este valor, y los de bajo baja frecuencia tienen frecuencias inferiores a este valor.

Volante / Rueda de equilibrio
  • A: Espiral / Resorte de equilibrio

Número de piedras/joyas

En un reloj mecánico, el eje se desgasta al girar los engranajes. Por ello, se utilizan rubíes artificiales como cojinetes para minimizar el desgaste. Además de los cojinetes, también se utilizan rubíes artificiales para las paletas que se desgastan fácilmente en el áncora de paletas.
La dureza de los rubíes sólo es superada por la de los diamantes, por lo que los rubíes se han utilizado como piedras en los movimientos mecánicos durante mucho tiempo. Cuanto mayor es el número de piedras, el movimiento es de grado más alto y complicado.

Áncora de paletas
  • A: Rubíes
  • A: Rueda de equilibrio
  • B: Pivote superior de la rueda central
  • C: Joya de la rueda central
  • D: Resorte de equilibrio
  • E: Horquilla de áncora
  • F: Paleta de salida
  • G: Paleta de entrada
  • H: Rueda de escape

Frecuencia de los relojes de cuarzo

Un reloj de cuarzo contiene un oscilador de cristal.
Este cristal genera electricidad cuando se somete a una fuerza mecánica. Este es el efecto piezoeléctrico. A la inversa, genera una distorsión mecánica cuando se somete a la electricidad (voltaje). Este es el efecto piezoeléctrico inverso. Los osciladores de cristal utilizan el efecto piezoeléctrico inverso.
La frecuencia típica es de 32.768 kHz. Esto se convierte en 1 pulso por segundo (1 Hz) mediante un circuito integrado para mover la manecilla de segundos hacia adelante 1 segundo.

Efecto piezoeléctrico
Efecto piezoeléctrico inverso

Ejemplos de observaciones de las partes de un reloj utilizando un Microscopio Digital

En esta sección se presentan los últimos ejemplos de observación de piezas de reloj utilizando el Microscopio Digital 4K Serie VHX de KEYENCE.

Observación del estado de procesamiento de la superficie de una manecilla de reloj

El modo óptico efecto de sombra permite una observación clara de las texturas de la superficie.

500×, iluminación coaxial
Iluminación coaxial + Modo óptico efecto de sombra

Observación de una superficie de deposición de vapor de plata en un oscilador de cristal

El modo óptico efecto de sombra permite una visualización clara de las direcciones del cristal.

2000×, iluminación coaxial
Iluminación coaxial + Modo óptico efecto de sombra

Observación de la superficie de un cristal de tierra

El Contraste de interferencia diferencial (DIC) y el HDR permiten visualizar la ondulación de la superficie.

100×, iluminación coaxial + HDR + DIC

Desprendimiento de la película de revestimiento de la correa del reloj (medición del perfil 3D)

La medición del perfil 3D permite cuantificar el desprendimiento de la película de revestimiento.

1000×, iluminación coaxial