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自己設計的1010 Double Watch手錶樣品原型試作開發全記錄

品名:1010 Double Watch
尺寸:46×46×10mm
機心:LED顯示,電子石英
鏡面材質:透明PC聚碳酸酯,消光黑處理
錶殼材質:PC聚碳酸酯
錶帶材質:矽膠
錶扣材質:不鏽鋼,雙層防脫落安全扣
錶耳寬度:20mm
防水等級:日常生活防水

以下為手錶實拍圖
自己設計的1010 Double Watch手錶樣品原型試作開發全記錄
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閱讀使用方式:按下兩點鐘方向的顯示按鈕時,離中心較近且光暈較大的LED圓燈為時〈以整點刻度為單位顯示〉,離中心較遠且光暈較小的LED圓燈為分〈以刻度、每5分為單位顯示〉,錶面中心的小方燈共4顆,每一顆代表1分鐘,與分的LED圓燈所在的刻度數值加總即可獲得正確時間。

下圖的時間為08:20
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閱讀說明圖
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開發過程01─設計發想階段

我非常喜歡錶,剛好日前有機會參加設計展,在參展的動力驅使下,決定自己設計一款喜歡的表來配戴。

從古至今,關於鐘錶的產品呈現,其時間的部分一直都是處於10點10分的呈現效果,這除了是最能對稱式的展示指針設計之外,其更深層的意義為:Smile微笑、Victory勝利、Choice最佳選擇…等等,甚至儼然已成為表現〝時間〞的原形!因此,我就決定以這個〝姿勢〞作為外型,來發想與時間相關的產品囉~

下圖為設計開發過程中的發想圖面。
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最後定案的手錶設計,在平常佩戴時就像是手腕上的裝飾品,但上頭的造型卻又明顯的表達它跟時間有關;而真的需要查詢時間的時候,只要按下顯示按鈕,即可獲知現在的正確時間。

下圖為設計定案之產品虛擬圖面。
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開發過程02─機心採購與修改

由於本錶的設計是以亮起LED燈號的方式來顯示時間,因此使用的是電子LED機心;這就必須去市面上尋找現有的鐘錶機心,尤其要找LED燈泡很多的款式,購回後還得加以修改,才能呈現出我想表現的顯示效果;例如有些LED燈泡需移除、IC機板需修整、機芯外殼需切割、鑽孔、研磨等等。

而麻煩的是,在修改的同時還得兼顧最後顯示時間的光暈外型、清晰度與發光強度,因此在光是在修改機心方面就花了相當大的功夫與時間才獲得解決。

下圖為修改機心時的工作照片。
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開發過程03-建立加工生產用之數位模型

在機心改裝完畢之後,接下來,就是要以它為核心來建構符合真實生產製造之精準數位模形了!

建模軟體的部分使用的是全世界最多設計師使用的曲面建模軟體Rhinoceros來繪製。

Rhinoceros 是一套使用國際ISO 標準組織認定之唯一能精準表現曲面的NURBS 數學式為架構的電腦輔助設計軟體,在全世界的普及性與泛用性已不在話下;它擁有精準、操作直覺簡單、支援大量檔案格式之匯入匯出、豐富的外掛程式資源等高泛用特性,因此舉凡產品設計、交通運輸工具設計、珠寶設計、室內設計、建築設計,數位衍生模型建構、甚至是電影動畫或道具、以及許多知名設計大師的作品當中都可以看得到該軟體的蹤跡,可說是設計師的最佳輔助工具。
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開發過程04-建立加工生產用之數位模型-A

將機心、手錶公定零件〈如彈簧、彈簧棒、螺絲、墊片、橡膠環、、、等〉透過電子游標卡尺的測量並記錄後,開始進行數位建模。

如下圖所示,將原先的設計概念,配合精準的尺寸及符合加工生產的條件、來建構供原型製造使用之數位模型;諸如該有的卡榫、結構、合理的肉厚與容置空間等條件,都在建模時得一併考慮進去繪製。

而考量到真正加工時、機具所用的刀具厚度,因此錶面的刻度其寬度設定為 0.2mm,如此才不會遇到無法製作的窘境。
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開發過程05-建立加工生產用之數位模型-B

考量到製作方式、以及表面處理、組裝、事後維修的容易度,最後將手錶模型區分為5件,分別為錶面、錶殼、背蓋、以及兩顆按紐。如下圖所示。
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開發過程06-建立加工生產用之數位模型-C

因為本手錶樣品製作出來之後必須要真的拿來使用,因此維修、更換電池的便利性以及防水性能等條件,在建模設計時一定要考量進去;最終,在背蓋的左上角作了個小小的撥板、而內側則是設計了6片彈片來固定住錶殼,並留有放置防水圈用的溝槽空間設計。如附圖所示。
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開發過程07-建立加工生產用之數位模型-D

由於設計特色的關係,錶面需進行特殊表面處理,在考量到製作上的便利性,以及未來可能面臨的維修更換,將錶面與錶殼設計成獨立開來的形式,兩者間採取膠黏的方式來固定;也因此,黏膠的造形必須在建模時就要製作出來,並將其獨立匯出成AI檔,讓電腦切割機得以切割黏膠。如附圖所示。
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開發過程08-建立加工生產用之數位模型-E

錶帶的部分使用 20mm 寬之平面矽膠帶;錶扣的部分則是使用防脫落雙層摺疊扣設計,使用不鏽鋼板材切割製作,其上有使用雷射蝕刻製作的LOGO;這部分只需製作成平面工程尺寸圖即可,並轉檔成AI格式檔案供電腦切割機使用。如附圖所示。
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開發過程09-建立加工生產用之數位模型-F

錶盒設計成長寬高皆為 100 mm 的正立方體,採取側拉式滑蓋設計;正上方設計成與錶面相同的陰刻造形,盒身厚度則為 1.5 mm;考量到製作時表面所進行的上漆處理以及日後盒蓋在滑動時的順暢度,在盒蓋與盒身之間左右各保留了 0.5 mm 的間距,以避免未來使用時表面產生刮傷掉漆以及滑動不順暢的疑慮。如附圖所示。
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開發過程10─樣品原型製作

在結束數位電腦設計與3D建模製圖後,總算到了該把樣品給真正製作出來的階段了。

由於手錶作出來後除了是自戴之外,還得作為參展使用;在考量樣品耐用性、品質、所需的特殊表面處理、以及時間壓力下,決定不自行製作,而將其外包給在業界赫赫有名的原型製造廠─亞克迪生。

亞克迪生ARRK DISON可說是國內最專業的原型製造商,許多國際上赫赫有名的品牌其產品原型都是由亞克迪生所製作的,甚至由亞克迪生進行限量、少量生產。

舉凡國際知名汽機車品牌、3C品牌、時尚品牌、居家用品、電影道具、醫療設備等都是亞克迪生的特約客戶;而更特別的是包含特殊原件、材質與生產技術開發等,亞克迪生都也有能力協助客戶製作!

網址: http://www.dison.com/arrk.html
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開發過程11─設計闡述與製作溝通

很榮幸的,亞克迪生的陳老闆親自參與討論會議。由於本手錶的錶面設計在平常不顯示時間時呈現不透明的效果,如同周圍的錶殼一般,但顯示時間時又得能透光,因此在表面處理上相當不易,花了不少的時間雙方才共同討論研究出製作的方法,並且選定適宜的製作材質。

附圖說明:本人向亞克迪生陳老板闡述手錶設計理念,並表達對於樣品原型之製作需求。
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開發過程12─選定製作材質

鐘錶雖小,但作動的細小零件不少,且必須擁有足夠的日常耐用性,因此最終捨棄一般的ABS塑鋼材質,而改選用強度、硬度、耐磨性、耐候性與剛性極高的PC聚碳酸酯來作為鏡面與表殼的素材。

附圖說明:在製作材質的選定過程中,曾一度考慮使用金屬材質;因此陳老闆立刻端出各式金屬材質、以及其經過不同表面加工處理後的實際樣本,方便我作為參考。如紅圈處。
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開發過程13─金屬部件材質與蝕刻程度選定

在這次的設計中,錶帶使用的是霧片平直造形的矽膠材質,而錶扣部分則使用金屬,並雷雕上專屬的LOGO;而不同的金屬材質,其雷雕出來的效果也不一樣;最後討論出來的結果是使用不鏽鋼材質來製作,並施以拉絲效果處理,同時選擇雷雕後呈現鏡面拋光效果的雷射能量等級。

附圖說明:專業的陳老闆提供常用的不鏽鋼以及鋁材、在不同的雷射能量等級下,所形成的不同效果之樣品,並一一說明,作為雷雕效果的參考。
自己設計的1010 Double Watch手錶樣品原型試作開發全記錄


因手錶體積小以及有精密製作上的需求,陳老闆非常熱心、專業的介紹兩種雷射加工機─LaserPro Spirit 雷射雕刻機與Stellar Mark雷射打標系統。

雷射雕刻機作用如同傳統CNC雕刻機具,可以進行切割、鑽孔、雕刻等除去工法;使用雷射光刀可以輕易的控制深度,也免除了傳統刀具可能的振動、以及刀具磨損的問題。

雷射打標系統則是專門製做平面圖樣,作出類似印刷的效果,但非使用油墨,而是利用雷射光點在材質表面進行薄薄一層蝕刻,透過不同能量可以產生不同的深淺效果與透明度。
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LaserPro Spirit 雷射雕刻機,其雷射光點大小〈即刀具寬度〉為0.2MM。附圖紅圈處為雷射光點大小之雕刻測試樣本。
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Stellar Mark 雷射打標系統;陳老闆特別提供各式材質經過不同能量蝕刻的樣本,好讓我
得以作為參考。附圖為各式材質、不同能量之蝕刻測試樣本。
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開發過程14─加工製作流程之設計規劃

數位模型建構完成後,必須先分件轉檔,將每個部件個別儲存成iges曲面交換格式檔,如此一來,常見的電腦切削加工機具才有辦法辨識。

由於本手錶的外形設計在大外觀的部分以圓柱體、圓盤體為主,因此在形體的初步加工階段,只需使用簡單的電腦車床來作業,其餘的部分再透過雷射雕刻機具等進行二次加工即可完成製作。

附圖為電腦車床的刀具路徑設計與用料計算。
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開發過程15─製造按鈕

按鈕設計是單純的管狀形體,因此只需簡單的車削加工即可完成製作。附圖為按鍵車削過程,紅圈處為車削完成之按鍵模型。
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開發過程16─製造錶殼

錶殼是先車削出桶狀形體之後,錶殼的鏤空、卡溝、按鍵通道、錶耳孔洞等結構部分,則是另外使用電腦雕刻機具來加工製作。附圖為桶狀體車削過程,紅圈處為車削完成之錶殼粗胚模型。
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開發過程─製造錶面與背蓋

錶面與背蓋是先車削出面狀形體之後,錶面的指針陰刻與刻度、背蓋的LOGO陰刻則是另外使用雷射雕刻機來加工製作。附圖為面體車削過程,紅圈處為車削完成之錶面粗胚模型。
自己設計的1010 Double Watch手錶樣品原型試作開發全記錄


...至於其他加工製造過程,因現場拍攝不易或關係到廠方作業之商業機密,所以無法進行影像記錄,特此說明。


而在經歷了切削、蝕刻、打磨、特殊表面處理、組裝,以及作動測試等階段之後,錶身總算是製作出來了,最後,將雷射蝕刻LOGO完成的不鏽鋼錶扣與20MM寬之霧面矽膠錶帶安裝上去,就大功告成啦!

從設計發想到最終製作出來共花了約3個月時間,現在總算可以開始配戴自己設計的手表了~好開心!

經實際配帶測試,因當初有設計防水結構,以及拜亞克迪生精緻高超的模型製作水準,本手錶的防水能力可容許配戴時洗洗手、或遭遇下雨等撥水狀態,屬於生活防水等級。
自己設計的1010 Double Watch手錶樣品原型試作開發全記錄


最後,特別感謝亞克迪生陳老闆的大力協助!他的親切與熱忱、以及過人的經驗值,讓身為設計師的我學到很多眉眉角角關於原型製作上的一些事物,大開眼界;而製作出來的精美成品,更讓我那原本只在腦海中與電腦裡的設計想法得以真正實踐出來,能使用自己設計的東西就是特別爽快呀~~~
2012-04-05 18:18 發佈
所以指針只是造型而已!

如果有2個凹環,內環在時針亮燈處,外環在分針亮燈處,也是一種造型
我是人,我反咳!
看到台灣人有在努力開發新產品是很高興

但是有點無法理解

我本來以為凹痕會走

結果是要按

還要看光點來判讀,質感有點像CASIO的電子錶,又比電子錶難判讀。

功能也差許多。


我覺得可以把三種產品結合

1大三針的手錶(含夜光指針)
2LED手電筒
3雷射筆

恩~錶面上的指針是單純的造形用哩;功能也只有純粹的時間指示而已,而閱讀的部分也是故意以光點的方式來顯示,想要搞一點神祕感啦

其實當初就是想以一個趣味性的角度,把手錶當成手腕上、一個跟時間有關的裝飾品為出發點設計的哩~所以不想搞得太多功能讓它變成是複雜的多功能錶...話說現代人帶手錶其裝飾的功能好像也比真正閱讀時間用來的多...
很有設計感的作品
簡潔有力而實用

10:10 對您有特別意義嗎(好奇)

neo12th wrote:
很有設計感的作品簡潔...(恕刪)


幾乎每隻手錶的展示圖

都是10:10
看到你的努力

防水性再加強一點

上市時我一定會捧場的(價格當然我能接受)

加油

建議把時針分針拿掉...看了很礙眼
空洞的圓盤更有設計空間了
10:10是時間的〝原形設計〞,幾乎所有的鐘錶展示、跟時間有關的平面ICON設計,指針都是位在10點10分~

也因為這次設計是以這種原形設計〈10點10分〉來發想,所以才一心想要給它指針造形哩...讓指針變裝飾品。

其它的面盤的設計也不是沒想過,不過礙於經費,就只能等下次的設計囉...
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