Pembuatan Jam Tersaji: Pandangan Dalam dari Mesin Mahir
Tergelincir di atas meja dan memeluk mata melalui kaca pembesar, Cameron Weiss memberikan sedikit perhatian pada mesin alat di kamar sebelah. Mesin jam mahir terlatih Swiss biasanya terlalu sibuk mengkilat, memoles, memeriksa pasang dan merakit ratusan pin, gear, spring dan lever yang masuk ke "gerakan" mekanis yang menggerakkan setiap mewah jam tangan.
Itu bukan untuk menyangkal bahwa Tuan Weiss tidak menghargai peran kritis mesin alat ini dalam mewujudkan impiannya: untuk membangun merek jam tangan sendiri, yang tanpa basa-basi berdasarkan ideal artistiknya sendiri. Sama seperti mencetak nama keluarganya di muka implikasikan estetika tertentu, label "Los Angeles, California" implikasikan keinginan yang terselubung untuk mengembalikan prestise ke industri domestik yang sebagian besar runtuh dengan hadirnya gerakan kuarsa yang lebih murah dan lebih akurat pada tahun 1960-an. Bagi Tuan Weiss, mengembalikan prestise itu berarti tidak hanya merakit bagian di sini, tetapi juga membuatnya di sini.
Itu sebabnya Weiss Watch Co. membutuhkan mesin alat. Untuk semua keterampilan pendiri, memanfaatkan teknik berabad-abad untuk membuat secara tangan bagian seperti plat utama kuningan untuk gerakan, jembatan yang menahan gerakan itu, dan casing luar akan terlalu mahal dan memakan waktu. Itu juga akan bertentangan dengan tujuan untuk tidak hanya membuat seni, tetapi membuat seni itu dapat diakses. Tanpa teknologi pemesinan modern yang fleksibel, tidak akan mungkin untuk melakukan iterasi beberapa prototipe sebelum menyelesaikan dan memproduksi desain dalam kuantitas yang sejauh ini bervariasi antara 5 dan 500 per seri, kata Tuan Weiss.
VMC tiga-sumbu dan lathe Swiss-type yang melakukan pekerjaan ini ditempatkan di garasi yang berdekatan dengan ruang kantor taman perusahaan berukuran 2.100 kaki persegi di Torrance. Pemrogram dan operator tunggal mesin adalah Grant Hughson, mantan insinyur aplikasi untuk produsen alat potong Sandvik Coromant dan mitra bisnis Tuan Weiss di entitas terpisah: Pinion Precision Technology. Tujuan mitra untuk Pinion Precision ambisius: untuk memproduksi bagian untuk jam tangan di luar merek Weiss. Secara khusus, mereka berharap untuk memanfaatkan celah yang diantisipasi yang ditinggalkan oleh Swatch, pemasok bagian terkemuka di Swiss yang meninggalkan bisnis ini untuk fokus sepenuhnya pada pembuatan jam lengkap.
Alasan yang baik untuk kepercayaan pada kemampuan Pinion Precision untuk menangkap pekerjaan ini, kata Tuan Weiss. Salah satu pelajaran dari hari awal Weiss Watch Co., ketika dia masih merakit gerakan di meja dapurnya dari hampir semua komponen Swiss, adalah bengkel mesin umumnya tidak terbiasa membuat karya seni. "Setiap bagian yang kita buat tidak hanya harus berada dalam toleransi yang sangat ketat; juga harus menarik secara visual," katanya.
Dahulu, lanjutnya, bengkel dengan percaya diri menerima jenis pekerjaan yang Tuan Hughson lakukan secara internal sekarang, hanya untuk kesulitan melakukan pekerjaan itu secara hemat biaya. Ini termasuk beberapa perusahaan yang sudah terbiasa dengan bagian kecil (kebanyakan pinion berukuran kurang dari 1 mm), presisi tinggi (+0,0002/-0 inci untuk beberapa persimpangan lubang-pinion) dan finishing permukaan yang halus (16 RA atau lebih halus adalah standar). Faktanya, dia ingat satu kasus ketika pemasok potensi sangat dihumilkan oleh waktu putaran yang tidak terduga lama pada pesanan prototipe sehingga menawarkan bagian secara gratis.
Tuan Hughson menambahkan bahwa kesulitan pekerjaan ini melebihi memenuhi spesifikasi yang ketat. Bagaimanapun, seseorang mungkin mengatakan pemesin lahir untuk tantangan semacam itu. Yang lebih sulit adalah mematuhi standar kualitas yang mungkin terlihat subjektif. Begitu juga dengan melakukan operasi dengan cara yang tidak konvensional dan tidak intuitif untuk mendukung proses finishing tangan yang rumit.
Bagian sebagai Seni
Sedikit bengkel mesin melukis dengan tool path mereka, tetapi pekerjaan dari Weiss Watch Co. menuntutnya. Pada komponen jembatan kuningan seperti yang ditunjukkan dalam slideshow di atas, perhatian harus diberikan pada setiap irisan dan garis, dan tool path standar seringkali tidak cukup, apa pun toleransi yang diukur atau finishing permukaan. "Untuk sebagian besar strategi finishing, geometri sebenarnya digambar," kata Tuan Hughson. "Tool path harus berjalan dengan cara tertentu—Anda tidak dapat hanya mengklik area dan berkata, 'buat pocket ini.'"
Dia menyebut pola striping Geneva sebagai contoh yang sangat bagus tentang bagaimana estetika dapat membuat outsourcing pemesinan sulit. Terlihat dalam foto pembuka slideshow di atas, pola belang lebar, diagonal ini yang merentangi plat utama dan jembatan mendapat sebagian besar daya tarik visualnya dari tanda alat internal sejajar yang busur menuju pertemuan dengan belang berdekatan tetapi tidak pernah meloncat celah. Garis di dalamnya dibentuk dengan cara tertentu untuk daya tarik visual dan untuk menangkap debu di dalam gerakan, dan mempertahankan batas yang jelas di antara setiap belang sangat penting, kata Tuan Hughson. Memotong fitur-fitur ini pada mill daripada mesin striping Geneva khusus memerlukan pendekatan pemrograman yang tidak konvensional menurutnya. Sebagai contoh, alih-alih menggunakan stepover konstan pada FANUC Robodrill VMC bengkel, dia menggunakan potong slot lebar penuh, kemudian tumpang tindih setengah dari potong itu dengan jalur slot lebar penuh lainnya.
Dari sana, tidak ada pengukuran atau serangkaian pengukuran yang dapat secara definitif menentukan apakah striping benar. Ini adalah standar yang murni visual, dengan Tuan Weiss menggunakan mikroskop untuk mengevaluasi pola yang diproses terhadap ideal yang dipilih. Lebih dari itu, lebar dan spasi belang dapat sedikit berbeda dari gerakan ke gerakan dan dari prototipe ke prototipe selama pengembangan gerakan baru. Beberapa fitur bagian juga harus dipotong dari bagian tertentu dari persegi kuningan yang berukuran 2 by 2 by 0,125 inci untuk memastikan striping yang konsisten setelah gerakan dirakit. Membuat hal semakin rumit, fitur yang terlalu dekat tidak menyisakan cukup ruang untuk alat potong, sementara yang terlalu dekat dengan tepi stok berhadapan dengan tanda masuk dan keluar alat yang tidak indah.
Memastikan akses alat ke berbagai fitur plat utama dan jembatan juga penting untuk memfacets tepi untuk mencegah pembentukan burr. Tuan Weiss memilih untuk membuang burr secara tangan dalam beberapa kasus, tetapi banyak bagian terlalu kecil dan rapuh. Tuan Hughson berkata ia menghabiskan banyak waktu untuk merencanakan bagaimana meninggalkan permukaan yang bersih atau memastikan burr terbentuk dengan cara yang tidak mengganggu pekerjaan tangan. Sebagai contoh, fitur tertentu mungkin diproses dari sisi seberang bagian daripada yang awalnya diinginkan, atau potong profil mungkin tidak menembus bagian sepenuhnya untuk mencegah burr mendorong ke sisi lain.
Semuanya bukan untuk menyiratkan bahwa proses pemesinan yang andal dan dapat diulang tidak dapat dikembangkan untuk komponen jam, kata Tuan Hughson. Namun, kemampuan untuk melakukannya terbatas dengan dua mesin alat dan satu pemrogram/operator (seluruh tim terdiri dari istri Tuan Weiss, Whitney, yang menangani pemasaran; serta Lisa Odland, pratinjau pembuatan jam Tuan Weiss, dan administrator front office Christy Broderson). Sementara itu, kompleksitas pekerjaan dapat menjadi beban yang berat bagi bengkel luar yang tidak melakukannya. Memperluas produksi adalah tujuan, tetapi seni tidak boleh dikompromikan.
Membuat Waktu
Mengantisipasi realitas outsourcing, Tuan Hughson menangani sebagian besar pengembangan proses pemesinan. Bagian yang lebih besar pergi ke Robodrill, yang diperoleh dari Methods Machine Tools. Komponen yang paling kecil dan kompleks biasanya pergi pada apa yang disebutnya lathe Swiss-type "decked-out": Tornos Swiss Nano sembilan-sumbu diimpor dari Swiss dengan sejumlah fitur non-standar yang cocok untuk pembuatan jam. Sebagai contoh, dua spindle milling frekuensi tinggi yang dikontrol secara individual menawarkan 60.000 dan 80.000 rpm masing-masing—kecepatan yang cukup untuk milling efektif bahkan dengan alat potong terkecil. Di antara fitur lain, mesin gang-tooled juga menawarkan kemampuan untuk menyinkronkan workholding dan spindle milling untuk operasi gear hobbing, serta sistem tabung dengan vakum untuk mengeluarkan bagian kecil.
Masih, melakukan iterasi prototipe secepat mungkin memerlukan tidak hanya teknologi yang tepat, tetapi juga kekuatan imajinasi lokal. Pada Tornos, misalnya, bahkan kemampuan untuk menjalankan alat seperti slitting saw 0,03 inci hanya sampai sejauh mana saat setup perlu diubah. "Anda bahkan tidak bisa memasukkan kepalan tangan di antara spindle utama dan subspindle," kata Tuan Hughson, menjelaskan bahwa terkadang sulit untuk melihat apakah fitur kecil telah diproses atau bahkan apakah bagian telah transfer untuk operasi backworking subspindle. Lebih dari itu, satu bagian mungkin memerlukan operasi dengan hingga 10 alat potong berbeda, masing-masing dengan offsetnya sendiri, dan dengan offset untuk alat yang sama berbeda tergantung pada vektor pendekatannya. Menetapkan offset ini dengan menyentuh setiap alat terhadap lembar kertas kontak—langkah kritis untuk menghindari kerusakan tidak hanya pada bagian yang rapuh dan mahal, tetapi juga alat yang rapuh dan mahal—dapat menjadi urusan yang memakan waktu.
Itu sebabnya Tuan Hughson memutuskan sejak awal bahwa ia tidak ingin melakukannya. Sebaliknya, ia menetapkan offset secara visual, diarahkan oleh gambar yang jernih dari workzone pada layar LCD datar yang cukup detail untuk melihat chip individual yang menempel pada workpiece yang hanya sedikit menggeledah dari guide bushing spindle utama atau mikro chuck subspindle. Gambar ini dihasilkan oleh kamera mikroskop kecil yang dipasang pada toolholder di gang slide. "Saya menyiapkan semua alat, memanggil stock offset untuk setiap satu, memeriksa, dan menyesuaikan jika perlu. Tidak perlu menyentuh apa pun," katanya. Sistem lokal ini juga memberikan ketenangan pikiran bahwa program solid dan segalanya telah disiapkan dan diproses dengan benar.
Pada VMC, workholding telah menjadi fokus kemajuan yang paling signifikan untuk mempercepat iterasi prototipe. Secara khusus, Tuan Hughson memilih untuk memfokus pada memastikan antarmuka yang akurat dan dapat diulang antara fixture dan mesin daripada terlalu berusaha pada antarmuka antara bagian dan fixture, seperti desain aslinya yang menggunakan pin lokasi presisi. Bagaimanapun, prototyping sering memerlukan mengambil bagian dari mesin untuk pemeriksaan. Selama lokasi fixture tidak bervariasi lebih dari beberapa ribuan inci dari posisi aslinya, pemindaian on-machine dapat dengan cepat dan otomatis memperbarui work offset di sekitar bagian.
Sebagai mantan karyawan Sandvik, dia secara alami beralih untuk memodifikasi blank tooling Capto quick-change untuk menyediakan antarmuka kritis antara mesin dan workholding prototipe. Dibandingkan mengandalkan fit yang dapat diulang, strategi ini membuat lebih mudah untuk memastikan fitur di sisi seberang bagian lokasi dengan benar satu sama lain. Desain fixture dapat lebih maaf, dampak aus atau kerusakan workholding lebih tidak parah, dan masalah lebih mudah di troubleshoot.
Tic Tic Ahead
Gerakan pertama perusahaan yang hampir sepenuhnya dibuat dari bagian AS muncul di sampul majalah ini: CAL 1003 yang menggerakkan American Issue Field Watch. Versi pertama yang dipadatkan emas ini terbatas pada hanya 50 potongan. Sekarang, gerakan berada pada iterasi produksi keempat, yang menampilkan tingkat kecepatan yang lebih tinggi dari versi sebelumnya serta mekanisme "hacking" yang memungkinkan pengguna jam $1.995 untuk memulai dan menghentikannya kapan saja. Maju ke depan, tujuan adalah membawa produksi beberapa komponen terakhir yang masih diproduksi di Swiss—hairsprings dan jewels—ke tanah AS. Meskipun kemampuan ada di sini, Tuan Weiss berkata pemasok memerlukan kesempatan untuk memproduksi pada volume tertentu sebelum mereka bahkan mempertimbangkan pekerjaan. Dia dan Tuan Hughson sama-sama berharap penskalan dari sini akan menjadi proses bertahap, seperti yang telah terjadi dari awal. "Kami belajar seiring berjalan," kata Tuan Hughson.
Itu mungkin benar, tetapi perusahaan telah melalui perjalanan yang panjang dalam empat tahun singkat. Mereka melakukannya dengan mengikuti model yang sama yang lahirnya reputasi pembuatan jam AS yang ingin mereka kembalikan. Mulai pertengahan abad ke-19, perusahaan AS seperti Waltham Watch Co. melengkapi teknik para mahir Swiss dengan peralatan produksi yang membuat jam lebih murah dan lebih mudah dibuat tanpa mengorbankan keterampilan, kata Tuan Weiss. Industri menurun dengan hadirnya gerakan kuarsa, tetapi Swiss berhasil memelihara tradisi mekanis mereka, dengan kesuksesan berkelanjutan dari merek seperti Royaks yang didorong sebagian besar oleh penggemar yang menghargai rekayasa yang masuk ke jam tangan yang dirakit tangan dengan ratusan bagian. Dengan memanfaatkan strategi yang sama seperti Waltham—gabungan keterampilan dunia lama dengan teknologi dan teknik manufaktur modern—Weiss Watch Co. bertujuan untuk menarik klien yang sama, meskipun dengan apresiasi khusus untuk label "made in America".
Demikian kata pembuat jam. Seperti yang berkenaan dengan pemesin, Tuan Hughson tidak bisa lebih bahagia melakukan pekerjaan yang secara terantang rutin menantang pendekatan konvensional untuk memproses bagian. Dan keunikannya bukanlah satu-satunya sumber motivasi untuknya saat ini. "Dalam banyak manufaktur high-end, hampir seperti Anda memiliki kehidupan ganda tersembunyi karena Anda tidak dapat memamerkannya," katanya. "Dalam pembuatan jam, saya dapat berkata, 'Lihat mesin kecil ini di pergelangan tangan saya: Inilah yang saya lakukan!' Bagi saya, hal itu telah menjadi hal yang besar: membuat sesuatu yang indah untuk kesukaannya sendiri."
