Uhrenwissen: Saphirglas

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Saphirglas über dem Zifferblatt gilt als Merkmal hochwertiger Zeitmesser, denn es ist hart, kratzfest und bietet bestmöglichen Schutz. Dabei kann das Material heute noch viel mehr – mitten im Uhrwerk oder sogar als Gehäuse.
Herstellung eines Uhrgehäuses aus Saphirglas bei Hublot.
Herstellung eines Uhrgehäuses aus Saphirglas bei Hublot.

Haben Sie schon einmal die Musik von Saphirglas gehört? In Basel hatte man die Gelegenheit dazu. Dort präsentierte Chopard eine neue Variante der L.U.C Full Strike, eine Minutenrepetition, deren Tonfedern aus Saphirglas gefertigt sind. Die Hämmer des Werks schlagen folglich auf gerundete Stäbe aus Saphirglas, die um das Uhrwerk herumgeführt sind.

Dieses Material ist den Liebhabern feiner Zeitmesser wohlbekannt: Bei hochwertigen Uhren sind in der Regel sowohl das Uhrenglas als auch ein eventuell gläserner Gehäuseboden daraus gefertigt. Allerdings führt der Name in die Irre: Bei Saphirglas handelt es sich nämlich weder um Glas noch um den Edelstein Saphir, der in der Welt des Schmucks für seine blaue Farbe bekannt ist. Kenner wissen, dass dieser blaue Edelstein zur Familie der Korunde zählt und somit auch mit dem Rubin verwandt ist. Die Grundstruktur der beiden Steine ist gleich, nur die farbgebenden Stoffe unterscheiden sich.

Nach dem Vorbild der Natur

Vormontiert: Das Saphirglas wird in die Lünette eingepresst; bei Jörg Schauer erfolgt dieser Arbeitsschritt von Hand.
Vormontiert: Das Saphirglas wird in die Lünette eingepresst; bei Jörg Schauer erfolgt dieser Arbeitsschritt von Hand.

Bei Saphirglas handelt es sich um weißen Korund, der synthetisch nachgebildet wurde. Beim roten Korund, dem Rubin, macht man dies, um preiswerte Lagersteine für das Uhrwerk herzustellen. Die beiden Synthesen entsprechen dem Vorbild aus der Natur – sowohl in ihrer chemischen Zusammensetzung als auch in ihren Eigenschaften.

Diese sind sehr überzeugend: Der synthetische Saphir besitzt hohe mechanische Festigkeit  und thermische Stabilität, ist chemisch neutral, kratzfest und nicht porös. Er weist eine große Härte von 1800 bis 2200 Vickers auf; in der zehnstufigen Mohs’schen Härteskala wird der Saphir bei 9 eingeordnet, was nur einige Metallkarbide und der Diamant übertreffen können. Der Diamant besitzt nach Mohs als einziger Edelstein die Härte 10 beziehungsweise 10.000 Vickers. Zum Vergleich: Edelstahl weist eine Härte von lediglich 200 Vickers auf.

Die Herstellung des Materials – sowohl des weißen als auch des roten Korunds – kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen. Eines der häufigsten ist das sogenannte Verneuil-Verfahren, ein Schmelzvorgang, der nach dem französischen Professor Auguste Verneuil benannt ist. Eine weitere gängige Methode zur Herstellung von Saphirsynthesen ist das EFG-Verfahren (edge-defined film-fed growth), bei dem 15 Zentimeter breite Saphir-«Bretter» von 1 Meter Länge hergestellt werden, sowie das Stepanov- Verfahren, bei dem man durch Eintauchen in Schmelze einen Kristall von bis zu 40 Zentimetern Durchmesser «wachsen» lässt. Daher kennt man die Technologie auch unter den Begriffen «Tiegelziehen» oder «Ziehen aus der Schmelze».

Hoch spezialisierte Verfahren

Ein Hersteller von synthetischen Saphiren für die Uhrenindustrie ist zum Beispiel die Firma Comadur aus dem schweizerischen Le Locle, die zur Swatch Group gehört. Das Unternehmen fabriziert synthetischen Saphir und fertigt daraus Uhrengläser. Am neuen Standort Bad Zurzach nahe der deutschen Grenze hat man seit 2016 hauptsächlich in die EFG-Methode investiert, und nach Angaben der Swatch Group kann Comadur mit insgesamt zwölf Maschinen Dutzende von Tonnen zusätzlicher Saphirplatten herstellen.

Saphirglas kann von CNC-Maschinen geschnitten, gebohrt und gefräst werden. Hier die Bearbeitung bei Hublot.
Saphirglas kann von CNC-Maschinen geschnitten, gebohrt und gefräst werden. Hier die Bearbeitung bei Hublot.

Die Weiterverarbeitung des Rohmaterials ist aufgrund der Härte des Stoffs durchaus anspruchsvoll: Möglich sind nur spanabhebende Bearbeitungen wie Schneiden, Fräsen oder Schleifen mit diamantbestückten Werkzeugen. Zur Herstellung von Uhrenglas wird Saphirglas in Scheiben zerlegt und dann in runde, quadratische oder rechteckige Rohlinge geschnitten. Sie werden durch Schleifen – «Creusage» und «Bombage» genannt – auf den richtigen Durchmesser und die richtige Dicke gebracht sowie an den Kanten bearbeitet. Zum Schluss wird das Saphirglas poliert, was die bis dahin matte Optik beseitigt

Damit keine störenden Reflexionen die Ablesbarkeit stören, können Saphirgläser zusätzlich entspiegelt werden. Diese Minimierung der Reflexion auf der Oberfläche erfolgt durch das Aufdampfen von einer oder mehreren chemischen Schichten.

Saphir – mehr als Glas

Mittlerweile werden auch ganze Uhrengehäuse aus Saphirglas hergestellt. Dabei hat sich vor allem Hublot hervorgetan: Die Marke stellte sogar schon Uhren mit durchgefärbtem Saphirglasgehäuse vor. Auch in Uhrwerken beweist Saphirglas seine Einsatzfähigkeit. Nicht nur als Tonfeder bei Chopard, sondern zum Beispiel auch als Träger eines Geheimnisses bei Cartier: In den Cartier-Uhrenmodellen «Mystérieuse» dient Saphirglas als unsichtbarer Träger von Zeigern oder Tourbillons. Patek Philippe stellt auf der Celestial 6102 den Himmel über Genf auf drei metallisierten Saphirglasscheiben dar, und bei den Uhren von Lehmann Schramberg gewährt ein Rotor aus Saphirglas freien Blick auf das Uhrwerk.

Text: Iris Wimmer-Olbort

 

Alternativen zu Saphirglas?

Ursprünglich waren Uhrengläser aus ganz gewöhnlichem Mineralglas gefertigt, das sehr bruchempfindlich ist. In den 1940er Jahren stieg man daher auf Kunststoffe um, deren Oberflächen jedoch leicht zerkratzen. Bis heute finden sich bei günstigeren Uhren beide Materialien, allerdings mit optimierten Eigenschaften; zum Beispiel kann einfaches Mineralglas gehärtet werden. Kunststoffgläser haben den Vorteil, dass sie auch ausgefallenere Formen möglich machen.

Die Unterscheidung der Materialien ist für den Laien nicht einfach. Um Mineral- und Saphirglas auseinanderzuhalten, kann man einen Diamanttester nutzen, der die Wärmeleitfähigkeit misst. Oder man setzt «nach Hausfrauenart» auf eine Untersuchung mit einem aufgeträufelten Wassertropfen: Aufgrund der verschiedenen Oberflächenstrukturen soll dieser Wassertropfen auf dem Saphirglas deutlich kompakter erscheinen und ohne Rückstände ablaufen, während er sich auf Mineralglas erkennbar flacher ausbreitet und beim Ablaufen Rückstände hinterlässt.

Testen Sie Ihr Wissen in unserem Quiz:

Fragen rund um Saphirglas

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