Tutto quello che c'è da sapere sulle molle degli orologi: funzione, origine e materiali

La molla a spirale è un componente fondamentale all’interno di un movimento meccanico per orologi. La molla a spirale funge da organo regolatore quando è abbinata al bilanciere. Agisce come una molla per il bilanciere e permette di riportare il bilanciere al punto di partenza ad ogni oscillazione. In altre parole, la molla a spirale serve a tenere il tempo. Entrando nei dettagli, la molla a spirale si comprime per bilanciare la forza trasmessa, poi si distende per riportare il bilanciere al punto di partenza. Consente quindi all 'orologio automatico di avere una precisione reale. La molla spirale costituisce, insieme al bilanciere, il cosiddetto risonatore dell'orologio meccanico, responsabile di fissare, nel modo più stabile possibile, una frequenza di oscillazione.

• Fisicamente, la molla spirale è una piccola molla avvolta a horizonspirale, da cui il suo nome. La molla del bilanciere è estremamente sottile: per darvi un’idea, è più sottile di un capello, con uno spessore inferiore a 0,03 mm e un peso inferiore a 2 mg. La molla del bilanciere è spesso in acciaio, ma alcuni orologi sono dotati di molle in silicio. La molla a spirale è un componente essenziale dell'orologio e uno dei più complicati da progettare a causa della sua sottigliezza, fragilità e lunghezza.
• Una volta unita al bilanciere, la molla a spirale ruota in un senso, poi nell'altro, ovvero oscilla attorno alla sua posizione di equilibrio. Se la molla del bilanciere lo fa con regolarità, si produce un fenomeno ricorrente che diventa una base di conteggio che gli ingranaggi trasformano in secondi, minuti o ore. La molla del bilanciere riceve l’energia prodotta all’interno dell’orologio e la calibra affinché tale energia si traduca in informazione.

Le origini della molla del bilanciere dell’orologio

La molla del bilanciere è stata inventata fin dall’antichità. Questa forma di molla è stata utilizzata, ad esempio, per la chiusura delle fibule, le antenate delle spille di sicurezza. La ritroviamo anche nelle serrature del Medioevo e, più tardi, per azionare i meccanismi degli orologi a molla a spirale.

Il suo impiego come organo regolatore degli orologi risale al XVII secolo. Tre uomini, tra cui due scienziati di fama, si contendono la prima applicazione: l'abate de Hautefeuille, Christian Huygens e Robert Hooke. Intorno al 1675, il fisico, matematico e astronomo olandese Christian Huygens inventa l'uso di una molla avvolta a spirale associata a un volano per regolare gli orologi. Huygens presenta il suo primo orologio a molla a spirale nel "Journal des Savans" e ne affida la realizzazione a Isaac Thuret, uno dei migliori orologiai di Parigi. Tuttavia, quando vuole far registrare la sua scoperta al Parlamento, l'abate Hautefeuille si oppone spiegando di averci pensato prima di lui. Da parte sua, l'inglese Robert Hooke, anch'egli astronomo e matematico, avanzò una proposta identica per l'utilizzo della molla a spirale come regolatore di orologi. Si oppose quindi a Huygens per rivendicare la paternità di questa invenzione.

Una molla a spirale che fa discutere: spirale in metallo o spirale in silicio?

La molla a spirale è un componente complesso, difficile da realizzare e poche aziende ne producono. Per funzionare correttamente, la molla a spirale deve mantenere la sua forma. Tuttavia, con il ritmo sostenuto delle oscillazioni a cui è sottoposta, ritrovare sempre la stessa forma non è facile. Come detto in precedenza, la molla a spirale è costituita da metallo. Ma questo materiale è sensibile al magnetismo e alle variazioni di temperatura, elementi che ne modificano la forma. Infatti, il calore dilata il metallo e il freddo lo restringe. Pertanto, affinché la molla spirale mantenga la sua forma initiale riesca a oscillare alla stessa frequenza, deve resistere all’ossidazione, al magnetismo e alle variazioni di temperatura. Ciò richiede che la molla spirale sia elastica e flessibile, in modo da potersi deformare e riprendere la sua forma. Quando non riesce a riprendere la sua forma, gli orologiai lavorano il metallo di questo componente, tagliandolo per ridargli la forma initiala e.

Per risolvere questo problema, il metallo della molla è stato sostituito nel tempo dal silicio, componente essenziale del vetro e presente anche nella sabbia. La spirale in silicio ha la caratteristica di mantenere sempre la sua forma. A differenza di una spirale in metallo, quella in silicio viene modellata e realizzata nella forma corretta fin dall'inizio. Infatti, mentre il metallo può essere lavorato e tagliato per adattare la forma della spirale, il silicio non può essere lavorato perché si rompe. Una molla del bilanciere in silicio è meno sensibile al calore e quindi più precisa, oltre a non magnetizzarsi. La molla del bilanciere in silicio è stata utilizzata per la prima volta nell’orologeria nel 2001; a tal fine, l’orologiaio Ludwig Oechslin ha stretto una collaborazione con il marchio Ulysse Nardin. La ricerca aveva bisogno di fondi e tre aziende decisero di finanziarla: Patek Philippe, Lo Swatch Group e Rolex. Un brevetto sull'uso dello spirale in silicio e i risultati sono stati depositati da questi gruppi. Questi ultimi erano gli unici ad avere il diritto di sfruttarli. Questi brevetti relativi al silicio entreranno nel pubblico dominio nel 2022. Nei prossimi anni assisteremo quindi alla diffusione dello spirale in silicio negli orologi meccanici.

Il mondo dell'orologeria si evolve nel corso degli anni e con i progressi tecnologici. Lo Spiral è un esempio che dimostra ancora una volta quanto sia possibile innovare coniugando savoir-faire, tradizione e tecnica, suscitando talvolta dibattiti, in particolare al confine tra l'orologeria e le nuove tecnologie.