Jam mekanis: tampilan yang dibongkar
(fellerts.no)- Ini adalah proyek yang terinspirasi oleh artikel Bartosz Ciechanowski tentang movement jam mekanis dan diagram bongkar interaktif, lalu memindahkan struktur di layar menjadi benda pajang bongkar nyata yang bisa dipegang
- Tujuannya bukan sekadar hiasan komponen atau casting datar, melainkan menempatkan komponen melayang di ruang 3D mengikuti hubungan perakitan yang sebenarnya
- Resin UV dan casting per lapisan memiliki banyak keterbatasan karena menguning, pengerasan yang lambat, batas antarlapis, gelembung, dan penyusutan, sehingga pada akhirnya diubah ke metode casting seluruh model sekaligus
- Proses akhirnya adalah menahan sekitar 50–100 komponen kecil dengan senar pancing monofilamen 0,7 mm dan lem CA, lalu mengeluarkan gelembung dengan ruang vakum dan memasukkannya ke dalam resin epoksi bening
- Proyek ini bahkan diterapkan pada movement jam tangan berbasis PT5000, sambil memperbaiki perlindungan permukaan cat, ukuran cetakan, dan masalah penyelarasan, dan seluruh eksperimen berlangsung sekitar 2,5 tahun
Memindahkan diagram bongkar interaktif menjadi objek nyata
- Proyek ini bermula dari diagram bongkar interaktif dalam artikel penjelasan movement jam mekanis karya Bartosz Ciechanowski
- Ilustrasi tersebut menampilkan movement mekanis yang sedang bekerja dalam keadaan dibongkar dan dibentangkan, sehingga semua komponen bisa dilihat dari berbagai sudut
- Tujuannya adalah mewujudkan model bongkar jam mekanis yang bisa benar-benar dipegang, berdasarkan diagram bongkar di layar
- Contoh yang sudah ada di eBay umumnya mengarah ke pendekatan lain
- Seni steampunk yang memasukkan komponen jam acak ke dalam kubus resin
- Casting resin “gaya prasmanan” dengan komponen dibentangkan di bidang datar
- Sulit menemukan struktur bongkar 3D yang mempertahankan urutan perakitan dan hubungan spasial yang sebenarnya
Movement apa yang akan dipakai
- Artikel Bartosz Ciechanowski tampaknya berbasis pada ETA caliber 2824-2 atau movement clone seperti PT5000 dari Tiongkok
- ETA 2824-2 adalah movement jam tangan otomatis yang populer, tetapi sangat kecil dan memiliki banyak komponen sehingga kurang cocok untuk prototipe awal
- Untuk eksperimen awal, movement jam saku lebih sesuai
- Umumnya tidak memiliki fitur tanggal
- Bukan automatic winding
- Sering kali juga tidak memiliki jarum detik tengah
- Ada alasan mengapa pemula perbaikan jam memakainya untuk latihan
- Movement jam saku awal abad ke-20 dengan dekorasi buatan tangan bisa didapat murah di eBay, dan sebagai contoh digunakan movement awal 1900-an seharga $20
Kegagalan casting resin per lapisan
- Pendekatan pertama adalah membagi komponen ke beberapa lapisan dan memasukkannya ke dalam resin epoksi bening, lalu menambahkan lapisan berikutnya setiap kali lapisan sebelumnya mengeras
- Resin yang mengeras dengan UV memiliki tiga masalah besar
- Muncul rona kuning yang kuat setelah mengeras
- Dengan senter UV yang lemah, bahkan kedalaman 1 mm pun butuh waktu lama untuk mengeras
- Batas antarlapis terlihat jelas
- Dalam resin art, batas lapisan bisa dikurangi dengan menuang lapisan berikutnya sebelum lapisan sebelumnya benar-benar mengeras, tetapi karena resin UV mengeras dari luar ke dalam, diperlukan epoksi dua komponen biasa
- Karena movement jam saku memerlukan sekitar 20 lapisan, dilakukan juga eksperimen dengan mencetak semua lapisan sekaligus sebagai cakram tipis lalu menumpuknya saat setengah mengeras
- Pendekatan cetakan silikon dan cakram resin memang mengurangi masalah menguning dan kecepatan pengerasan, tetapi tetap tidak cocok sebagai metode akhir karena batas lapisan, gelembung, resin yang mengalir, dan cakram setengah mengeras yang melendut
Menahan komponen di udara dengan senar pancing
- Untuk mencetak seluruh model sekaligus, setiap komponen harus ditahan dengan kokoh di posisi yang tepat saat resin dituangkan
- Sebagai bahan penyangga, dipilih leader nilon monofilamen yang dipakai untuk fly fishing
- Tersedia dalam berbagai ketebalan
- Indeks biasnya mirip dengan resin epoksi
- Harganya murah
- Senar pancing sedikit melengkung karena mengingat bentuk gulungannya, sehingga digantung berulang kali pada loyang rak oven dan dipanggang sekitar 1 jam pada 150°C agar lebih lurus dan kaku
- Proses perakitannya mirip dengan perakitan jam
- Lem CA diambil dalam jumlah sangat kecil dengan ujung pin lalu dioleskan ke komponen
- Gerakan ini mirip dengan cara memberi oli pada permukaan bearing dan jewel dalam reparasi jam
- Hanya saja, lem CA memiliki sifat yang sepenuhnya berlawanan dengan pelumas
- Dengan pinset self-closing dan penjepit bantu, model bongkar dari movement jam bekas disusun sedikit demi sedikit
Proses casting resin rumahan
- Berbagai resin epoksi bening yang dicoba semuanya cukup jernih, tetapi berbeda dalam viskositas, waktu pengerasan, dan seberapa banyak gelembung yang terperangkap saat pencampuran
- Untuk mendapatkan casting yang benar-benar bening, udara harus dikeluarkan dengan ruang vakum atau gelembung dikompresi dengan pressure chamber
- Metode yang dipilih adalah pompa vakum
- Casting tidak perlu diletakkan di dalam chamber selama seluruh waktu pengerasan
- Metode ini berguna untuk mengeluarkan udara yang terjebak di ruang kosong di sekitar movement
- Prosedur yang dipakai adalah sebagai berikut
- Menyiapkan resin A/B 10–15% lebih banyak dari volume cetakan
- Mencampur selama 3 menit
- Memindahkannya ke wadah lain untuk menghindari resin yang tidak tercampur di dinding wadah
- Mencampur lagi 3 menit dengan stik baru
- Menahannya sekitar 30 menit pada vakum sekitar -0,96 bar
- Karena busa bisa meluap, vakum dan pemasukan udara diulang untuk memecahkan gelembung
- Dituang ke cetakan lalu divakum lagi
Prototipe 1: keterbatasan casting silinder
- Casting pertama yang menjanjikan dilakukan dalam silinder kaca borosilikat
- Pada tahap ini, tiga hal berhasil dipastikan
- Senar pancing memang terlihat pada cahaya tertentu di hasil akhir, tetapi umumnya hampir tak terlihat
- Apakah lem CA memengaruhi pengerasan resin tidak bisa dipastikan dari pengujian ini
- Casting berbentuk silinder membiaskan cahaya pada permukaan lengkung sehingga struktur di dalamnya sulit dipahami
- Kesimpulannya, casting sebaiknya berbentuk kubus alih-alih silinder
- Setelah itu, silinder pecah akibat penyusutan resin dan proyek berlanjut ke prototipe berikutnya
Prototipe 2: merapikan proses dan titik perbaikan
- Pada prototipe kedua digunakan proses yang lebih terstruktur
-
Pembongkaran dan pembersihan
- Dimulai dari movement yang dibongkar dengan bersih
- Wheel train dirakit bersama bridge, lalu sedikit lem CA dimasukkan ke pinion untuk menguncinya
- Tetesan kecil lem dipindahkan dengan jarum yang memiliki sisi pipih, lalu dibiarkan meresap di antara komponen melalui aksi kapiler
- Semakin sedikit lem CA yang dipakai, justru daya rekatnya semakin kuat, dan tanpa aktivator pun mengeras dalam sekitar 30 detik
-
Perakitan sisi wheel train
- Pekerjaan dimulai dari sisi watchmaker yang lebih kompleks
- Senar pancing panjang ditempel ke ujung sekrup bridge, bridge kemudian dibuat melayang di atas mainplate dan diposisikan melalui lubang sekrup
- Subassembly seperti keyless work, motion work, dan balance assembly dibuat terpisah lalu dipasang sebagai satu unit
-
Perakitan sisi dial dan cetakan
- Setelah benda kerja dibalik, sisi dial juga dirakit dengan cara yang sama
- Mainplate digantung di atas cetakan dengan benang nilon tipis bening yang diikat ke batang kayu
- Lembaran akrilik 20×30 cm tebal 2 mm dipotong menjadi persegi panjang 7×10 cm untuk membuat cetakan, lalu ditempeli mold tape yang tidak ditempeli epoksi
- Prototipe 2 menunjukkan potensi, tetapi masih ada beberapa hal yang perlu diperbaiki
- Sulit mengontrol jarak antara subassembly dan mainplate
- Resin banyak menyusut saat mengeras dan ada kemungkinan overheating
- Jarak antarkomponen kurang terlihat, sehingga model berikutnya perlu dibongkar lebih lebar
- Posisi waktu pada jarum jam tidak ideal, dan akan lebih baik jika diatur ke 10:10
Prototipe 3: presisi dan tampilan balance wheel
- Pada iterasi ketiga, dipakai lab jack model gunting kecil bersama penjepit bantu untuk menyelaraskan komponen dengan lebih tepat dan tegak lurus
- Ujung pinset self-closing diberi magnet kecil agar bisa memegang sekrup yang sangat kecil dengan lembut
- Pada jam mekanis, kemagnetan bisa menyebabkan error waktu, tetapi pada model ini itu bukan masalah karena tidak perlu berfungsi
- Aktivator CA juga digunakan
- Menyemprotkannya langsung akan berantakan, jadi cairan disemprot ke wadah bertutup lalu tetesan kecilnya dipindahkan dengan pinset
- Cara yang efektif adalah memberi satu sisi lem CA, sisi lain aktivator, lalu segera menyatukannya
- Balance wheel dicasting dalam keadaan tergantung pada hairspring
- Balance wheel melepaskan energi mainspring dari ujung wheel train sebanyak 18.000 kali per jam
- Balance assembly adalah jantung movement sekaligus komponen yang paling halus
- Agar bentuk hairspring terlihat, balance wheel dibiarkan tergantung bebas, dan untuk itu seluruh rakitan harus dicasting dalam keadaan terbalik
Prototipe 4: movement jam tangan PT5000
- Prototipe keempat memakai movement jam tangan yang setara dengan keluarga ETA 2824 yang terlihat dalam artikel Bartosz
- Alih-alih menghabiskan €300 untuk ETA 2824 asli, digunakan clone PT5000 buatan Tiongkok
- PT5000 tiba dari Tiongkok dalam kondisi kerja yang cukup baik, dengan deviasi kecil antara posisi horizontal dan vertikal serta amplitudo yang bagus
- Kesan terhadap movement memburuk saat proses pembersihan sebelum pembongkaran
- Movement sangat basah oleh oli
- Beberapa bridge memiliki burr tajam yang terlepas saat dibersihkan
- Tidak ada komponen yang rusak
- Movement ini dinilai perlu servis yang layak sebelum dipakai sungguhan
- Komponen kecil ternyata lebih mudah ditangani daripada yang dikhawatirkan, dan senar pancing nilon 0,7 mm muat ke sebagian besar lubang sekrup
- Komponen yang memerlukan perhatian khusus adalah balance shock spring yang melindungi pivot balance staff dari benturan
- Komponen seperti ini umumnya tidak ada pada jam saku tua
- Shock spring diletakkan rata di atas silikon lalu diberi satu tetes lem CA untuk mengisi cakram bagian dalam
- Setelah mengeras, pegas itu bisa diangkat dengan bagian dalam yang transparan
- Ini memakai trik yang sama seperti saat mengoleskan bahan lume pada jarum jam
- Perakitannya berjalan lancar, tetapi casting-nya nyaris gagal
- Cetakannya sedikit terlalu besar untuk masuk dengan nyaman ke ruang vakum
- Saat struktur penyangga diubah tergesa-gesa, model menjadi miring
- Resin melarutkan cat pada ring penunjuk tanggal dan menimbulkan garis-garis putih susu
- Pembongkaran, pembersihan, dan perakitan diagram bongkar PT5000 memakan waktu sekitar 18 jam, dan diperkirakan bisa turun di bawah 15 jam jika prosesnya diperbaiki
Model jam tangan final
- Setelah prototipe keempat, tugas yang tersisa adalah mengingat untuk menyegel permukaan cat dan memperhatikan batas ukuran ruang vakum
- Dibeli satu lagi jam PT5000 lengkap dengan case dan metal band untuk bereksperimen soal perlindungan permukaan cat
- Metode yang gagal adalah sebagai berikut
- Lem CA melarutkan cat seperti halnya resin epoksi
- Lem CA yang mengeras dengan UV tidak mengeras di atas cat
- Resin epoksi yang mengeras dengan UV juga sama
- Clear spray lacquer dari toko bangunan tidak melarutkan cat
- Pada casting akhir memang menguning, tetapi hasilnya masih dapat diterima
- Dibuat juga jig yang lebih baik untuk memotong senar pancing dengan panjang yang sama dan ujung yang tegak lurus
- Pada perakitan akhir, movement sisi watchmaker dirakit dan dipasang ke case, lalu tabung kertas kaku dipakai untuk menahan rakitan setengah jadi tetap melayang saat pekerjaan dilanjutkan pada sisi dial
- Rakitan yang selesai terlalu rapuh untuk dibiarkan begitu saja, sehingga akhirnya diselesaikan dengan casting resin
Hasil akhir dan kemungkinan lanjutan
- Casting akhir belum dipoles sampai benar-benar seperti cermin karena tidak ada alat atau pengetahuan untuk sanding seperti itu, tetapi target awal berupa benda pajang bongkar jam mekanis sungguhan yang bisa dipegang berhasil dicapai
- Seluruh proses berlangsung sekitar 2,5 tahun, dan hasil akhirnya menjadi benda yang sulit ditangkap sepenuhnya lewat foto
- Karena masih ada movement jam tangan yang lebih kompleks, ada kemungkinan pekerjaan ini akan berlanjut di masa depan
- Tanpa tulisan blog Bartosz Ciechanowski, proyek ini tidak akan pernah dimulai, dan ada keinginan untuk mengirimkan hasil casting final kepadanya
1 komentar
Komentar di Hacker News
Senang melihat penulis memakai PT5000, salah satu movement favorit saya
Seperti yang disebutkan di artikel, itu adalah klon Tiongkok dari ETA 2824-2 yang umum, dan banyak dipakai di jam murah yang dijual di AliExpress. Anda bisa membeli homage Submariner seharga 100 dolar dengan kristal safir, bezel keramik, lume, dan ketahanan air penuh, sementara akurasi waktunya masuk standar COSC seperti jam Swiss. Sebelum saya menjualnya, jam itu berjalan +5 detik per hari, dan industri jam Tiongkok benar-benar menarik untuk diperhatikan
Saat ini movement ST19 sedang dalam perjalanan, dan itu juga kronograf column wheel mekanis penuh yang harganya sangat masuk akal dan bisa diandalkan. Membuat saya menghormati Tiongkok
Mungkin Anda sudah memikirkannya, tetapi kalau ada cara mengubah indeks bias resin, sepertinya senar pancing bisa dibuat benar-benar tak terlihat
Sunting: setelah cepat mencari, ternyata sudah ada cukup banyak preseden di bidang optik. Sial, mungkin ini belum selesai
Saya suka perhatian kecil di akhir: “Bartosz, jika Anda melihat tulisan ini, silakan hubungi saya. Saya akan mengirimkan hasil casting finalnya. Tanpa tulisan blog Anda, proyek ini tidak akan pernah dimulai.”, dan tingkat penyelesaian hasil side project-nya juga mengesankan
Saya juga pernah membuat casting resin yang menghasilkan semacam “bibir” serupa di tepinya. Saya membuat soket CPU LGA menjadi tatakan gelas, dan dengan cukup mudah mengamplasnya memakai kertas amplas biasa dari grit yang makin halus hingga menjadi balok hampir sempurna
Kerataan didapat dengan menempelkan kertas amplas ke permukaan rata memakai selotip, lalu menggerakkan bagiannya. Sudah lama, jadi saya tidak begitu ingat apakah di akhir saya memakai kompon poles, atau apakah amplas saja sudah menghasilkan finishing yang cukup bagus
Setelah itu permukaannya harus dipoles mengilap, yang berarti kerja tangan luar biasa banyak atau perlu alat poles/buffing. Kalau saya punya bengkel untuk menaruh alat dan debu, saya akan mencobanya, tetapi sekarang saya melakukannya di ruang tamu apartemen kecil
Proses yang dijelaskan oleh penjual epoksi tepercaya ada di sini: https://www.youtube.com/watch?v=9-WYOK90KNo
Sumber: dengan cara ini, pisau bisa dibuat benar-benar, konyolnya, tajam
Keren. Ini mengingatkan saya pada seorang seniman yang memasukkan benda seperti kamera ke resin lalu memotongnya dengan waterjet cutter, sehingga terlihat seperti exploded view versi lain. Saya tidak bisa menemukan tautannya
Penulis membuat penampang berbagai komponen elektronik, dan untuk yang lebih halus ia lebih dulu melakukan casting dengan resin. Proses pembuatannya sama kerennya dengan hasil akhirnya
Di satu sisi, saya ingin merasa ini seperti penistaan. Benda-benda ini adalah mesin yang menakjubkan, dan keajaibannya bukan hanya melihat cara kerjanya, tetapi juga melihatnya terus bekerja stabil selama puluhan tahun, dan saat rusak, diperbaiki lagi di tempat seperti https://www.youtube.com/@WristwatchRevival
Meski begitu, ini benar-benar keren. Saat kecil, saudara saya biasa membuat potongan resin kecil yang terlihat seperti bawah laut, dengan pasir, kerang, dan tanaman kecil di dalamnya. Saya juga beberapa kali mencoba hobi yang sama, tetapi selalu terlalu terburu-buru sehingga hasilnya penuh sidik jari sebelum benar-benar mengeras
Jumlah jam saku mungkin 10 kali lebih banyak daripada pemilik yang berminat. Memang mesin yang menakjubkan, tetapi kegunaan terbesarnya adalah sebagai bahan latihan bagi murid perbaikan jam
Biaya perbaikannya mahal karena hanya sedikit orang yang punya keterampilan dan alatnya, dan permintaannya juga sangat rendah. Saya sendiri punya dua
Apakah tidak ada bahan transparan yang tetap seperti gel untuk sementara sebelum mengeras menjadi padat? Dengan begitu komponen bisa digantung di dalamnya lalu sedikit didorong dengan tangan ke posisi akhir
Mirip printer 3D suspensi gel, tetapi alih-alih gelnya dicuci di akhir, gel itu mengeras. https://www.youtube.com/watch?v=swB5-GzX3nQ
Saya tidak tahu seberapa kental resin printer 3D SLA, tetapi kalau bisa dibuat cukup lengket, sepertinya komponen bisa diapungkan di dalamnya, posisinya diatur sesuka hati, lalu seluruhnya disinari UV yang cukup untuk mengeras sekaligus
Casting per lapisan adalah pendekatan paling umum, tetapi seperti disebutkan di artikel, sulit menghindari diskontinuitas kecil pada indeks bias
Namun mungkin bisa memakai sesuatu seperti manik-manik dengan indeks bias yang sama, lalu menuangkan resin setelah semuanya berada di tempatnya. Setidaknya saya pernah melihat cara dekoratif seperti itu dipakai di air
Video acak yang menunjukkan maksud saya: https://www.youtube.com/shorts/LuTlY6DkHQw
Hasilnya benar-benar keren. Sepertinya ada museum yang ingin memamerkan benda seperti ini
Dan https://ciechanow.ski/ sendiri adalah sumber inspirasi yang luar biasa
Kalau penyangganya memiliki indeks bias yang sama, seharusnya tidak terlihat