Serie Uhrengehäuse, Teil 1: Edelstahl-Uhren
Herstellung und Eigenschaften des Gehäusematerials
8. Dezember 2014 · von Redaktion

Uhrengehäuse gibt es heutzutage in vielen verschiedenen Materialien, Edelstahl ist noch das bekannteste darunter. Das UHREN-MAGAZIN Extra Wissen 2015 informiert über die Eigenschaften, die Herstellung und die Bearbeitung der wichtigsten Werkstoffe der Uhrenindustrie. In dieser Folge der Serie Uhrengehäuse: Edelstahl-Uhren.


Inbegriff einer Edelstahl-Uhr: Die Audemars Piguet Royal Oak

Grundlage für Edelstahl ist gewöhnlicher Stahl, der aus Eisen gewonnen wird. Dieses wird mittels Elektrostahl- oder Elektrolichtbogenverfahren aus Stahlschrott erzeugt oder im Hochofen aus eisenhaltigem Gestein, sogenannten Eisen-Erzen, ausgeschmolzen. Das so gewonnene Roheisen ist zum Schmieden, Walzen oder Pressen jedoch zu spröde. Um es zu bearbeitbarem Stahl zu machen, müssen der Kohlenstoffgehalt herabgesetzt und störende Begleitstoffe wie Phosphor, Schwefel, Silizium, Sauerstoff und Mangan beseitigt werden.

Am Anfang der Herstellung von Edelstahl-Uhren steht HitzeDies geschieht vor allem mittels Sauerstoffblas- oder Oxygenstahlverfahren. Dabei wird das flüssige Roheisen in einen großen, schwenkbaren, als Konverter bezeichneten Behälter gefüllt. Nun wird Sauerstoff mit Überdruck auf das flüssige Eisen geblasen und die Mischung auf bis zu 1.650 Grad erhitzt. Die Begleitstoffe oxidieren und entweichen entweder als Gase oder lagern sich als Schlacke ab. Dieser Stahl wird wieder weiterverarbeitet – zu zahlreichen verschiedenen Sorten, die in Zusammensetzung oder Verwendungszweck differieren.


Das Rohmaterial für Edelstahl-Uhren kommt auch von der österreichischen Firma Böhler Edelstahl, im Bild wird dort gerade ein geschmolzener Stahlblock angehoben. (Foto: Böhler Edelstahl)

Als Edelstahl werden all jene Metalle bezeichnet, die einen besonderen Reinheitsgrad besitzen. Außerdem können sie mit hochwertigen Beimetallen wie etwa Chrom oder Wolfram legiert sein. Die häufigsten Legierungskomponenten sind Chrom, Nickel, Molybdän, Titan und Niob. Die österreichische Firma Böhler Edelstahl, einer der weltweit bedeutendsten Anbieter von Schnellarbeitsstahl, Werkzeugstahl sowie Sonderwerkstoffen, offeriert rund 200 verschiedene Edelstahlsorten, die je nach Legierung besonders fest, zäh, hart, polierbar oder fotoätzbar sind.

Sortierter Schrott – Basis für Edelstahl-UhrenDarunter befinden sich auch Stähle, die sich besonders gut für die Herstellung von Uhrgehäusen und Armbändern eignen. Böhler stellt diese Edelstahlsorten selbst her. Grundlage ist sortierter Schrott, der bei Böhler unter Vakuum auf etwa 1.800 Grad erhitzt wird, bis das Metall flüssig wie Wasser ist. Erwünscht ist ein hoher Reinheitsgrad, der durch bis zu drei Schmelz- und Umschmelzverfahren erreicht wird. Gewünschte Beimetalle werden zugegeben und das Metall immer wieder analysiert, bis die geforderte Reinheit und Legierung erreicht ist. Danach wird es in die erforderliche Form gebracht.


Daraus werden einmal Edelstahl-Uhren: Halbzeug für Gehäuse
und Bänder in einem Stahllager.

Die Uhrenindustrie – darunter auch namhafte Schweizer Marken – bezieht den Stahl von Böhler in Form von Stäben oder Blöcken, die vier bis fünf Zentimeter breit und sieben bis acht Millimeter dick sind. Diese Rohlinge können nur mit besonders widerstandsfähigem Werkzeug, zum Beispiel aus beschichtetem Hartmetall, bearbeitet werden. Auch beim Polieren zeigt sich Edelstahl von seiner harten Seite, deshalb muss es zuerst aufwändig vor- und feingeschliffen werden. Die letzte Politur erfolgt an einem »Schwabbel«, an dem das Material so warm wird, dass sich die Poren der Oberfläche schließen, was den Glanz erzeugt. Das Ergebnis lässt sich sehen: glänzend polierter oder samtig satinierter Edelstahl, der für Uhren.

Dieser Beitrag stammt aus dem UHREN-MAGAZIN Extra Wissen 2015,
das am 14. November 2014 erschienen ist.Um zu wissen, wie viel eine Uhr kostet, genügt es, den Preis zu kennen. Um ihren Wert beurteilen zu können, braucht es profundes Wissen. Dieser Erkenntnis hat sich das UHREN-MAGAZIN Extra Wissen 2015 verschrieben. Die Sonderausgabe widmet sich allen Komponenten, die zur Fertigung einer Uhr hergestellt werden müssen.den richtigen Rahmen bietet.

Serie Uhrengehäuse, Teil 2: Keramik-Uhren
Herstellung und Eigenschaften des Gehäusematerials
16. Dezember 2014 · von Redaktion

Faszinierender Glanz, enorme Kratzfestigkeit und ein sanftes Tragegefühl: Das sind die Eigenschaften von High-Tech-Keramik, die durch die Vision eines Uhrenherstellers und die Innovation in der Materialforschung aus der Uhrenwelt nicht mehr wegzudenken sind. Uhrengehäuse gibt es heutzutage in vielen verschiedenen Materialien. Das UHREN-MAGAZIN Extra Wissen 2015 informiert über die Eigenschaften, die Herstellung und die Bearbeitung der wichtigsten Werkstoffe der Uhrenindustrie. In dieser Folge der Serie Uhrengehäuse: Keramik-Uhren.


Rado ist bekannt für seine Keramik-Uhren,
hier die D Star Automatic Rattrapante Chronograph Limited Edition

Das kratzfeste Uhrendesign ist ein Markenzeichen von Rado. 1962 wurde diese Vision mit der aus Hartmetall gefertigten DiaStar 1 als erster kratzfester Uhr der Welt zur Realität. Doch Härte allein genügte dem Uhrenhersteller nicht, er setzte auch auf Beständigkeit, Schönheit, Glanz und Hautfreundlichkeit. In den 1980er-Jahren trafen die Rado-Ingenieure auf ein Material, das all diesen Anforderungen entsprach, für Uhren und Schmuck aber bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht zum Einsatz kam: High-Tech-Keramik. Ihre Widerstandsfähigkeit hatte sie damals bereits unter Beweis gestellt: Als Hitzeschild des Spaceshuttles schützt High-Tech-Keramik vor den gewaltigen Temperaturen beim Wiedereintritt des Raumschiffs in die Erdatmosphäre.


Anfang aller Keramik-Uhren: Keramik wird aus diversen Pulvermischungen hergestellt.

Ausgangsmaterial für High-Tech-Keramik ist hochfeines Zirkonoxid- oder Titankarbid-Pulver mit einer Korngröße von etwa einem Tausendstel Millimeter. Das entspricht etwa einem Fünftel der Dicke eines menschlichen Haares. Dieses Pulver wird in entsprechende Formen gepresst (so verschieden die Uhrenteile – Bandglieder, Gehäuse-, Schließenelemente oder Kronen –, so vielfältig die Formen) und anschließend im Sinterofen bei 1.450 Grad Celsius zu kratzfesten Keramikteilen verdichtet.

Keramik-Uhren haben ein breites FarbspektrumDie High-Tech-Keramikteile für Rado-Uhren entstehen bei dem zur Swatch Group gehörenden Unternehmen Comadur in Le Locle. Um neben der schwarzen High-Tech-Keramik weitere Farben anbieten zu können, werden bereits dem Ausgangsmaterial hochreine, hochschmelzende und unschädliche Farboxide beigemischt. Rado hat ein breites Spektrum an Farben entwickelt – von Weiß über Platin und Gold bis hin zu Gelb, Bordeaux und Blau. Ihren typischen Glanz erhält High-Tech-Keramik durch das abschließende Polieren mit Diamantstaub.


Vorarbeit: Von einer Keramikstange werden die gewünschten Stücke geschliffen

Der Einstieg von Rado in die High-Tech-Keramik erfolgte 1986 mit der DiaStar Integral. Während diese Uhr “nur” mit einem Band aus kratzfesten Keramikteilen ausgestattet war, gelang es drei Jahre später, sowohl Band als auch Gehäuse und Krone einer Uhr aus High-Tech-Keramik zu fertigen – bei der DiaStar Ceramica. In der “Ceramica”-Familie hat Rado erstmals auch ein neues Herstellungsverfahren zur Anwendung gebracht, das Ceramic Injection Moulding (CIM). Bei diesem wird das Keramikpulver homogenisiert, zu Granulat vorbereitet und dann statt gepresst via Spritzgussverfahren geformt.

Rado ist bis heute Vorreiter in Sachen Keramik-UhrenDadurch können komplexere und exaktere Elemente hergestellt werden. Auch in Sachen Material forschte Rado weiter und suchte in der bis dato unerreichten Härte eines Diamanten sein neues Ziel. Man verfiel auf die Beschichtung mit winzigen Diamantpartikeln: Polierte Hartmetall-Uhrenkomponenten werden mit nanokristallinen Diamanten – ihre Größe beträgt zehn Nanometer, das sind 0,00001 Millimeter – belegt, bis diese mit einem transparenten, homogenen Schutzschild überzogen sind, welches schließlich die höchs­te Kratzfestigkeit eines echten Diamanten erreicht.

Serie Uhrengehäuse, Teil 3: Titan-Uhren
Herstellung und Eigenschaften des Gehäusematerials
31. Dezember 2014 · von Redaktion

Uhrengehäuse gibt es heutzutage in vielen verschiedenen Materialien, so kommt etwa Titan erst seit den 1980er-Jahren zum Einsatz. Doch der einstige Exot hat sich dank unnachahmlicher Eigenschaften einen Platz am Handgelenk erobert. Das UHREN-MAGAZIN Extra Wissen 2015 informiert über die Eigenschaften, die Herstellung und die Bearbeitung der wichtigsten Werkstoffe der Uhrenindustrie. In dieser Folge der Serie Uhrengehäuse: Titan-Uhren.


Aus Halbzeug wie diesem Zylinder kann einmal eine Titan-Uhr werden.

Wo andere Werkstoffe versagen, bietet Titan die Lösung: Wenn etwas belastbar, extrem widerstandsfähig und doch leicht sein soll, ist Titan die richtige Wahl. Ob in den Weiten des Weltraums, den Tiefen der Meere oder sogar im menschlichen Körper – Titan ist vielseitig und beweist auf vielen Gebieten seine Vorzüge. Sogar optisch: Das Metall besitzt einen dunklen, technisch wirkenden, grausilbernen Schimmer, der es leicht erkennbar macht und dem man immer häufiger begegnet. Denn Titan ist heute beliebtes Material für Schmuck und Uhren.


Bei Thyssen-Krupp in Unna wird ein Titanblock für die Weiterverarbeitung rotglühend erhitzt.

Titan hat seinen Schmelzpunkt bei 1.677 Grad und kommt in der Natur in zahlreichen Mineralien – zum Beispiel ­Ilmenit und Rutil – und Gesteinen vor, ist aber meist nur in geringen Mengen enthalten. Große Lagerstätten von Ilmenit-haltigem Gestein existieren vor allem in Skandinavien, Südafrika und Kanada. In anderen ­Gebieten der Erde, zum Beispiel Florida, Indien, Brasilien, Argentinien und vor allem in Westaustralien, wird Ilmenit zusammen mit Rutil aus Mineralsanden gewonnen. Ob Gewinnung aus Erz oder Aufarbeitung von Sanden – die Erzeugung von Titan ist sehr energieaufwändig und damit teuer.

Das Gewinnen der Basis für Titan-Uhren ist mühsamAm Ende dieses Prozesses steht ein Material, welches man grob in zwei Kategorien unterteilen kann: Reintitan und Titanlegierungen. Reintitan besteht aus rund 99 Prozent Titan. Titanlegierungen sind hingegen zwei bis 20 Prozent andere Elemente wie Aluminium, Zinn oder Chrom beigemischt, um bestimmte gewünschte Eigenschaften zu erhalten. Dem Metall Titan bescheren seine vielseitigen Verwendungsmöglichkeiten eine rasante Karriere. Zwar wurde es schon vor mehr als 200 Jahren entdeckt, die Herstellung von reinem Titan gelang jedoch erst 1910. Im industriellen Maßstab wird Titan sogar erst seit dem Ende des Zweiten Weltkriegs produziert. Als Werkstoff für Armbanduhren erregte es erstmals zu Beginn der 1980er-Jahre Aufsehen: 1981 präsentierte IWC – damals noch Lizenznehmer der Marke Porsche Design – den Titan-Chronographen Porsche Design mit Gehäuse, Drückern und Armband aus Titan.


Setzt die Tradition der Titan-Uhren bei Porsche Design fort: Chronograph Titanium Limited Edition

Das Metall stellte das Schaffhauser Unternehmen damals allerdings auf eine schwere Probe. Denn Titan ist zäh und schwierig zu bearbeiten. Nach jedem Arbeitsgang muss es weichgeglüht oder abgekühlt werden. Bei der Verarbeitung von Titan entsteht zudem mehr Ausschuss als bei anderen Metallen. Auch das Polieren ist schwierig, da Titan sehr weich ist. Doch die Mühe lohnt: Der eigenständige Charakter des Metalls bringt auch heute frischen Wind in sportliche und maskuline Uhrenkollektionen.

Serie Uhrengehäuse, Teil 4: Karbon-Uhren
Herstellung und Eigenschaften des Gehäusematerials
7. Januar 2015 · von Melissa Gößling

Karbon erfreut sich in der Uhrenwelt ständig steigender Beliebtheit. Es ist leicht, kratzfest und hat eine interessante Struktur. Aber es ist auch aufwändig zu bearbeiten, deshalb beherrscht nicht jeder Hersteller diesen Werkstoff für Uhrengehäuse. Das UHREN-MAGAZIN Extra Wissen 2015 informiert über die Eigenschaften, die Herstellung und die Bearbeitung der wichtigsten Gehäusematerialien. In dieser Folge der Serie Uhrengehäuse: Karbon-Uhren.


Daraus wird einmal eine Karbon-Uhr: Karbonfäden

Bereits in den 1980er-Jahren experimentierte Audemars Piguet mit Uhrenteilen aus Karbon. Um die Vorteile des Werkstoffs weiter nutzen zu können, begann die Schweizer Manufaktur 2003, ein umfangreiches Know-how aufzubauen, von der Herstellung bis zur Ausstattung, basierend auf dem in der Luftfahrt eingesetzten Schmiedeverfahren. “Das in der Luftfahrt verwendete Verfahren ist nicht für die Uhrmacherkunst geeignet, weil es für sehr große Stücke gedacht ist. Wir haben die Philosophie beibehalten, aber die Technik für das Erhitzen und Kühlen der Formen verändert”, erklärt Yves Leuba, Leiter der Abteilung für geschmiedetes Karbon bei Audemars Piguet.

Pionier der Karbon-Uhren: Audemars PiguetDas erste Karbon-Modell kam schließlich 2007 auf den Markt, die Royal Oak Offshore Alinghi Team. “Die Royal-Oak-Offshore-Alinghi Uhr in Gold wiegt etwa 461 Gramm, während das Modell aus Karbon nicht mehr als 92 Gramm wiegt”, erklärt Leuba. Der Spezialist fügt hinzu, dass jede Uhr einzigartig sei, weil die Kohlenstofffasern in willkürlicher Weise in der Form verteilt werden.


Karbon-Uhr aus dem Hause Hublot: Big Bang Unico Carbon

Karbon wird aus Kunstharzfäden gewonnen, die einen Durchmesser von maximal zwei Millimetern aufweisen. Sie tragen winzige Karbonfasern, deren Durchmesser gerade einmal sieben Tausendstelmillimeter beträgt. Kohlenstofffasern wiegen weniger als 2,6 Gramm pro Kubikzentimeter. Faserverstärkte Kunststoffe entwickeln sich heutzutage immer mehr zu einer Schlüsseltechnologie für innovativen Leichtbau. Sie sind hoch belastbar, chemisch stabil, leicht, nachhaltig und energieeffizient. Daher wird Kohlefaser in der Luftfahrt- und Automobilbranche, aber auch im medizinischen Bereich oder beim Militär eingesetzt. Diese Eigenschaften und die schönen, individuellen Muster, die jede Uhr zum Unikat machen, haben auch Hublot von dem speziellen Werkstoff überzeugt.

Hublot fertigt Karbon-Uhren aus KohlefaserplattenHublot übernahm 2011 die Firma Profusion SA in der Schweiz, die die Verarbeitung von kohlefaserverstärkten Kunststoffen beherrscht. Ihre Spezialität ist die Herstellung von Gehäuseteilen aus nur zwei Millimeter dicken Kohlefaserplatten. Derzeit produziert Profusion etwa ein Viertel aller Hublot-Gehäuse. Die Verarbeitung von Kohlefasern ist nicht ganz unproblematisch. Die Schwierigkeiten bestehen unter anderem in massivem Werkzeugverschleiß und hohem Ausschuss. Der Profusion-Gründer und Hublot-Fabrikationschef Jean-Pierre Kohler gibt an, dass nach nur zehn Teilen die Hartmetallfräser unbrauchbar seien und sich etwa 15 Prozent der Produktion nach gründlicher Qualitätskontrolle nicht für Uhrengehäuse nutzen ließen. So verwundert es also nicht, dass Uhren mit Karbonschalen einen hohen Preis besitzen. Zudem können aufgrund des kostenintensiven und schwierigen Herstellungsverfahrens nur wenige Uhrenproduzenten solche Zeitmesser anbieten.


Eine Methode zur Herstellung von Karbon-Uhren ist das Pressen von Kohlefasern in Formen

Audemars Piguet verwendet geschmiedetes Karbon. Dieses wird hergestellt, indem die Kohlefasern in Edelstahlformen erhitzt und mit bis zu 300 Kilogramm Druck je Quadratzentimeter Fläche gepresst werden. Übrig bleibt reines Karbon. Bei Hublot wird der Kohlenstoff in verflochtene Fasern verwandelt und mit Harz ummantelt, um ihn dann zur Fertigung von Uhrengehäusen oder Bauteilen einsetzen zu können. Dieser künstlich herbeigeführte thermische Zersetzungsprozess ermöglicht die Herstellung von außerordentlich festem und leichtem Material. Ideal also für den Bau besonders langlebiger Uhren. mg