Reloj mecánico: vista desarmada
(fellerts.no)- Inspirado en el artículo sobre movimientos de relojes mecánicos de Bartosz Ciechanowski y su despiece interactivo, este proyecto traslada esa estructura en pantalla a una exhibición física real que se puede sostener en la mano
- El objetivo no era un simple adorno con piezas ni un vaciado plano, sino suspender los componentes en un espacio 3D siguiendo sus relaciones reales de ensamblaje
- La resina UV y el vaciado por capas mostraron grandes limitaciones por el amarilleo, el curado lento, las uniones entre capas, las burbujas y la contracción, así que al final se cambió a un método de vaciado de todo el modelo de una sola vez
- El proceso final consistió en fijar entre 50 y 100 piezas pequeñas con hilo de pescar monofilamento de 0.7 mm y adhesivo CA, extraer las burbujas con una cámara de vacío y luego colocarlas en resina epóxica transparente
- Incluso se aplicó a un movimiento de reloj de pulsera basado en PT5000, mejorando la protección de las superficies pintadas, el tamaño del molde y los problemas de alineación; todo el experimento se prolongó durante aproximadamente 2.5 años
Llevar un despiece interactivo a un objeto real
- El proyecto comenzó a partir del despiece interactivo incluido en el artículo explicativo sobre movimientos de relojes mecánicos de Bartosz Ciechanowski
- Esa ilustración despliega un movimiento mecánico en funcionamiento en estado desarmado, permitiendo observar todas sus piezas desde varios ángulos
- El objetivo era materializar ese despiece en pantalla como un modelo desarmado de reloj mecánico que pudiera sostenerse en la mano
- Los ejemplos existentes que se podían ver en eBay iban en otra dirección
- Arte steampunk con piezas de reloj aleatorias metidas en cubos de resina
- Vaciados de resina tipo “buffet”, con las piezas extendidas sobre un plano
- Era difícil encontrar una estructura 3D desarmada que conservara el orden real de montaje y las relaciones espaciales
Qué movimiento usar
- El artículo de Bartosz Ciechanowski parecía estar basado en el ETA caliber 2824-2 o en un movimiento clon chino como el PT5000
- El ETA 2824-2 es un popular movimiento automático para relojes de pulsera, pero es muy pequeño y tiene muchas piezas, así que no era adecuado para los prototipos iniciales
- Para los primeros experimentos resultó más apropiado un movimiento de reloj de bolsillo
- Normalmente no tiene función de fecha
- No es automático
- Muchas veces tampoco tiene segundero central
- Hay una razón por la que quienes empiezan en la reparación de relojes lo usan para practicar
- Los movimientos de reloj de bolsillo decorados a mano de principios del siglo XX podían conseguirse baratos en eBay, y como ejemplo se usó un movimiento de inicios de 1900 que costó $20
El fracaso del vaciado en resina por capas
- El primer enfoque consistía en dividir las piezas en varias capas dentro de resina epóxica transparente, apilando la siguiente capa cada vez que curaba la anterior
- La resina de curado UV presentó tres problemas importantes
- Tras el curado aparecía un fuerte tono amarillo
- Con una linterna UV débil tardaba mucho en curar incluso a 1 mm de profundidad
- Las uniones entre capas se veían claramente
- En el arte con resina, esas uniones suelen reducirse vertiendo la siguiente capa antes de que la anterior termine de curar por completo, pero la resina UV cura de afuera hacia adentro, así que hacía falta una epoxi normal de dos componentes
- Como el movimiento de reloj de bolsillo requería unas 20 capas, también se probó vaciar todas las capas a la vez como discos delgados y apilarlos cuando estuvieran en estado semicurado
- El método con moldes de silicón y discos de resina redujo los problemas de amarilleo y velocidad de curado, pero las uniones entre capas, las burbujas, la resina que se escurría y la deformación de los discos semicurados lo hicieron inadecuado como método final
Fijar las piezas en el aire con hilo de pescar
- Para vaciar todo el modelo de una sola vez, era necesario fijar con firmeza cada pieza en su posición exacta mientras se vertía la resina
- Como soporte se eligió un líder de nailon monofilamento usado en pesca con mosca
- Viene en varios grosores
- Tiene un índice de refracción parecido al de la resina epóxica
- Es barato
- El hilo conservaba algo de la forma enrollada de origen, así que se colgó repetidamente sobre la rejilla de un horno y se horneó alrededor de 1 hora a 150 °C para volverlo más recto y rígido
- El proceso de armado se parecía al ensamblaje de un reloj
- Se aplicaba una cantidad mínima de adhesivo CA a las piezas usando la cabeza de un alfiler
- El gesto se parecía a la forma en que en relojería se aplica aceite sobre superficies de apoyo y rubíes
- Solo que el adhesivo CA tiene exactamente el carácter opuesto al de un lubricante
- Con pinzas de autocierre y pinzas auxiliares se fue levantando el modelo desarmado a partir de un movimiento de reloj desechado
Proceso casero de vaciado en resina
- Varias resinas epóxicas transparentes resultaron bastante claras, pero diferían en viscosidad, tiempo de curado y cantidad de burbujas atrapadas durante la mezcla
- Para obtener un vaciado completamente transparente había que extraer el aire con una cámara de vacío o comprimir las burbujas con una cámara de presión
- El método elegido fue una bomba de vacío
- No era necesario dejar la pieza en la cámara durante todo el tiempo de curado
- Servía para sacar el aire atrapado en los huecos alrededor del movimiento
- El procedimiento utilizado fue el siguiente
- Preparar entre 10 y 15% más resina A/B que el volumen del molde
- Mezclar durante 3 minutos
- Pasarla a otro recipiente para evitar la resina sin mezclar de las paredes
- Mezclar de nuevo 3 minutos con otro palito
- Mantenerla unos 30 minutos al vacío a aproximadamente -0.96 bar
- Como la espuma podía desbordarse, alternar vacío y entrada de aire para reventar las burbujas
- Verter en el molde y volver a aplicar vacío
Prototipo 1: los límites del vaciado cilíndrico
- El primer vaciado prometedor se hizo en un cilindro de vidrio de borosilicato
- En esta etapa se confirmaron tres cosas
- El hilo de pescar podía verse bajo ciertas luces en la pieza terminada, pero en general casi no se notaba
- Esta prueba no permitió confirmar si el adhesivo CA afectaba el curado de la resina
- El vaciado cilíndrico hacía difícil entender la estructura interna porque la luz se refractaba en la superficie curva
- Se llegó a la conclusión de que hacía falta un vaciado con forma de cubo en lugar de un cilindro
- Después, el cilindro se rompió por la contracción de la resina y se pasó al siguiente prototipo
Prototipo 2: organización del proceso y mejoras pendientes
- En el segundo prototipo se usó un proceso más estructurado
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Desarme y limpieza
- Se partió de un movimiento desarmado y limpio
- Se montó el tren de ruedas junto con el puente y luego se fijó aplicando una pequeña cantidad de adhesivo CA en los piñones
- Se trasladaban pequeñas gotas de adhesivo con una aguja de punta plana y se dejaba que se filtraran entre las piezas por capilaridad
- Cuanto menos adhesivo CA se usaba, más fuerte era la unión, y curaba en unos 30 segundos incluso sin activador
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Montaje del lado del tren de ruedas
- Se empezó por el lado del relojero, que tenía mayor complejidad
- Se pegaron hilos de pescar largos a los extremos de los tornillos del puente, se dejó el puente suspendido sobre la platina principal y se alineó su posición a través de los orificios de los tornillos
- Subconjuntos como el keyless works, el motion works y el conjunto del volante se prepararon por separado y luego se fijaron como una sola unidad
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Montaje del lado de la carátula y molde
- Después se dio vuelta al trabajo y se armó el lado de la carátula del mismo modo
- La platina principal se suspendió sobre el molde colgándola de una varilla de madera con hilo de nailon transparente y delgado
- Se fabricó un molde cortando láminas acrílicas de 2 mm y 20×30 cm en rectángulos de 7×10 cm, y se cubrieron con cinta para molde a la que la epoxi no se pega
- El prototipo 2 mostró potencial, pero quedaron pendientes las siguientes mejoras
- Era difícil controlar la distancia entre los subconjuntos y la platina principal
- La resina se contrajo mucho durante el curado y podía sobrecalentarse
- Como no se veía bien entre las piezas, el siguiente modelo debía desarmarse más
- La hora marcada por las manecillas no era adecuada y habría sido mejor ajustarla a las 10:10
Prototipo 3: precisión y presentación del volante
- En la tercera iteración se usó un pequeño gato de laboratorio de tijera, junto con pinzas auxiliares, para alinear las piezas con mayor precisión y en ángulo recto
- En la punta de unas pinzas de autocierre se colocó un pequeño imán para sujetar con suavidad tornillos diminutos
- En un reloj mecánico, el magnetismo puede causar errores de marcha, pero en este modelo no hacía falta que funcionara, así que no era un problema
- También se utilizó activador para CA
- Rociarlo directamente ensuciaba mucho, así que se pulverizaba dentro de un recipiente con tapa y luego se trasladaban pequeñas gotas con pinzas
- Funcionó bien poner adhesivo CA en un lado y activador en el otro, y unirlos rápidamente
- El volante se vació suspendido por el espiral
- El volante libera la energía del muelle real al final del tren de ruedas 18,000 veces por hora
- El conjunto del volante es el corazón del movimiento y su pieza más delicada
- Para mostrar la forma del espiral, el volante se dejó colgando libremente, lo que obligó a vaciar todo el conjunto al revés
Prototipo 4: movimiento de reloj de pulsera PT5000
- El cuarto prototipo se hizo con un movimiento de reloj de pulsera de la familia ETA 2824, como el que aparecía en el artículo de Bartosz
- En lugar de gastar €300 en un ETA 2824 original, se usó un clon PT5000 fabricado en China
- El PT5000 llegó desde China en condiciones de funcionamiento razonables, con poca variación entre posiciones horizontales y verticales y buena amplitud
- La impresión empeoró durante el proceso de limpieza previo al desarme
- El movimiento venía muy empapado en aceite
- Varios puentes tenían rebabas filosas que se desprendieron durante la limpieza
- No había piezas rotas
- Parecía un movimiento que debía recibir un servicio adecuado antes de usarse de verdad
- Las piezas pequeñas fueron más fáciles de manejar de lo esperado, y el hilo de pescar de nailon de 0.7 mm cabía en la mayoría de los orificios de los tornillos
- La pieza que exigió atención especial fue el resorte antichoque del volante, que protege el pivote del eje del volante frente a impactos
- Es una pieza que normalmente no existe en los relojes de bolsillo antiguos
- Se colocó el resorte plano sobre silicón y se puso una gota de adhesivo CA para llenar el disco interior
- Tras curar, se pudo levantar el resorte con su interior transparente
- El truco era el mismo que se usa para aplicar material luminiscente a las manecillas del reloj
- El ensamblaje salió bien, pero el vaciado estuvo cerca del fracaso
- El molde era un poco demasiado grande para entrar cómodamente en la cámara de vacío
- Al modificar a toda prisa la estructura de soporte, el modelo quedó torcido
- La resina disolvió la pintura del aro indicador de fecha y produjo vetas blanquecinas
- Desarmar, limpiar y montar el despiece del PT5000 tomó unas 18 horas, y parecía posible bajar de 15 horas si se mejoraba el proceso
Modelo final de reloj de pulsera
- Después del cuarto prototipo, las tareas pendientes eran recordar sellar las superficies pintadas y respetar las limitaciones de tamaño de la cámara de vacío
- Se compró otro reloj completo con PT5000, incluyendo caja y brazalete metálico, para probar la protección de las superficies pintadas
- Los métodos que fracasaron fueron los siguientes
- El adhesivo CA disolvía la pintura igual que la resina epóxica
- El adhesivo CA de curado UV no curaba sobre la pintura
- La resina epóxica de curado UV tampoco
- La laca transparente en aerosol de ferretería no disolvió la pintura
- En el vaciado final se amarilleó, pero el resultado fue aceptable
- También se fabricó una mejor guía para cortar los hilos de pescar al mismo largo y con extremos en ángulo recto
- En el ensamblaje final se armó el lado del relojero del movimiento y se fijó a la caja; luego, manteniendo la pieza a medio terminar suspendida con un tubo rígido de papel, se continuó trabajando el lado de la carátula
- El conjunto terminado era demasiado frágil para dejarlo así, por lo que se remató con el vaciado en resina
Resultado final y margen para continuar
- Aunque no se contaba con las herramientas ni el conocimiento para lijar el vaciado final hasta un acabado espejo completo, se logró el objetivo inicial: una exhibición desarmada, física y manipulable, de un reloj mecánico real
- Todo el proceso se prolongó durante aproximadamente 2.5 años, y el resultado final quedó como un objeto difícil de capturar en fotografías
- Como existen movimientos de relojes de pulsera aún más complejos, existe la posibilidad de continuar con trabajos posteriores
- El proyecto no habría comenzado sin la entrada del blog de Bartosz Ciechanowski, y existe el deseo de enviarle el vaciado final
1 comentarios
Opiniones en Hacker News
Me dio gusto ver que el autor usó uno de mis movimientos favoritos, el PT5000.
Como dice el artículo, es un clon chino del común ETA 2824-2, y se usa mucho en relojes baratos que venden en AliExpress. Puedes comprar por 100 dólares un homenaje al Submariner con cristal de zafiro, bisel cerámico, lume y resistencia total al agua, y la precisión entra dentro de los estándares COSC como la de un reloj suizo. Antes de venderlo, el mío iba a +5 segundos por día, y la industria relojera china es realmente algo digno de ver.
Tengo en camino un movimiento ST19, que también es un cronógrafo mecánico completo de rueda de pilares, muy razonable en precio y confiable. Mis respetos para China.
Seguramente ya lo pensaste, pero si hubiera una forma de cambiar el índice de refracción de la resina, creo que podrías hacer que el hilo de pescar desaparezca por completo.
Edición: con una búsqueda rápida veo que ya hay bastantes antecedentes en óptica. Maldición, quizá esto todavía no se terminó.
Me gustó el gesto final: “Bartosz, si estás leyendo esto, por favor ponte en contacto. Te enviaré el vaciado final. Este proyecto no habría empezado sin tu entrada de blog”. También me impresiona el nivel de acabado del resultado de este proyecto personal.
Yo también hice alguna vez un vaciado en resina que desarrolló un “labio” parecido en los bordes. Convertí un socket de CPU LGA en un posavasos, y pude lijarlo con bastante facilidad usando lijas normales cada vez más finas, hasta dejarlo casi como un paralelepípedo perfecto.
La planitud la logré pegando la lija con cinta a una superficie plana y moviendo la pieza. Fue hace mucho, así que no recuerdo bien si al final usé compuesto de pulido o si con la lija sola quedó un acabado suficientemente bueno.
Después habría que sacar brillo a la superficie, lo que implicaría muchísimo trabajo manual o herramientas de pulido/abrillantado. Si tuviera un taller para las herramientas y el polvo, lo intentaría, pero ahora lo estoy haciendo en la sala de un departamento pequeño.
El proceso descrito por un vendedor confiable de epoxi está aquí: https://www.youtube.com/watch?v=9-WYOK90KNo
Fuente: con este método se pueden afilar cuchillos hasta un nivel ridículo.
Genial. Me recordó a un artista que metía objetos como cámaras en resina y los cortaba con una cortadora de chorro de agua para que parecieran otra versión de una vista explotada. No encuentro el enlace.
El autor hizo cortes transversales de varios componentes electrónicos, y los más delicados los vació primero en resina. El proceso de fabricación es tan genial como el resultado final.
Por un lado, quisiera sentir que esto es una especie de sacrilegio. Estas cosas son máquinas asombrosas, y la magia no está solo en ver cómo funcionan, sino también en verlas seguir funcionando de forma estable durante décadas y, cuando se descomponen, ser reparadas en lugares como https://www.youtube.com/@WristwatchRevival.
Aun así, esto es realmente genial. Cuando era niño, un hermano hacía pequeñas piezas de resina con arena, conchas y plantitas para que parecieran escenas submarinas. Yo intenté varias veces practicar el mismo hobby, pero siempre era demasiado impaciente y terminaba con piezas llenas de huellas antes de que curaran bien.
Hay unas 10 veces más relojes de bolsillo que dueños interesados. Son máquinas asombrosas, sí, pero su mayor utilidad es servir como material de práctica para aprendices de reparación de relojes.
Las reparaciones son caras porque hay poca gente con las habilidades y herramientas, y la demanda también es muy baja. Yo tengo dos.
¿No existirá alguna sustancia transparente que durante un rato antes de curar sea como un gel y luego se vuelva sólida? Así podrías suspender las piezas dentro y empujarlas suavemente con la mano hasta dejarlas en su posición final.
Algo parecido a una impresora 3D de suspensión en gel, pero en vez de lavar el gel al final, este se endurece. https://www.youtube.com/watch?v=swB5-GzX3nQ
No sé qué viscosidad tiene la resina para impresoras 3D SLA, pero si pudiera hacerse lo bastante pegajosa, quizá podrías dejar las piezas flotando dentro, ajustar su posición todo lo que quieras y luego curar todo de una vez aplicando suficiente luz UV.
Vaciar por capas es el enfoque más común, pero como dice el artículo, es difícil evitar pequeñas discontinuidades en el índice de refracción.
Dicho eso, quizá se podría usar algo como esferas con el mismo índice de refracción y luego verter la resina una vez que todo esté en su lugar. Al menos he visto que en agua se usa ese tipo de técnica decorativa.
Un video cualquiera para mostrar a qué me refiero: https://www.youtube.com/shorts/LuTlY6DkHQw
El resultado es realmente genial. Creo que hasta algún museo querría exhibir algo así.
Y https://ciechanow.ski/ es una enorme fuente de inspiración por sí mismo.
Si los soportes tuvieran el mismo índice de refracción, deberían ser invisibles.