Introduction
[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger.
L'invention porte aussi sur un composant horloger en tant que tel. Enfin, l'invention
porte aussi sur une pièce d'horlogerie comprenant un tel composant horloger.
Etat de l'Art
[0002] Il est connu de réaliser des composants horlogers en divers matériaux, dont en particulier
les métaux, les alliages métalliques et la céramique technique. La surface visible
d'un tel composant peut présenter plusieurs aspects différents, selon la ou les différentes
étapes de finition choisies. L'état de surface de cette surface visible permet ainsi
d'atteindre un aspect esthétique particulier, recherché. Une telle surface visible
peut présenter des reliefs par rapport à une surface principale, réalisés en retrait
par rapport à cette surface principale, par exemple sous forme de creusures, ou inversement
formant un relief protubérant par rapport à cette surface principale.
[0003] Les procédés existants de fabrication d'un composant horloger, en particulier en
céramique, présentent tout ou partie des inconvénients suivants :
- ils comprennent des étapes complexes pour former les états de surface du composant
horloger fini ;
- dans le cas de composants horlogers présentant des reliefs, notamment des reliefs
en retrait, les procédés existants sont peu adaptés ou sont complexes pour former
certains états de surface différents sur les différentes surfaces des différents reliefs,
par exemple en nécessitant des étapes de masquage de certaines parties ;
- dans le cas de composants horlogers comprenant des surfaces en retrait, les procédés
existants ne permettent pas d'obtenir certains résultats particuliers d'états de surface
sur les différentes surfaces des différents reliefs.
[0004] L'invention a pour objectif général d'offrir une solution améliorée et simplifiée
pour former un composant horloger d'aspect esthétique attractif, comprenant des reliefs
en retrait, et qui ne comprend pas tout ou partie des inconvénients de l'état de la
technique.
[0005] Plus précisément, un objet de l'invention est d'offrir une solution pour former un
composant horloger comprenant une première surface présentant un état de surface différent
de celui d'une deuxième surface, située en retrait de ladite première surface.
Brève description de l'invention
[0006] A cet effet, l'invention repose sur un procédé de fabrication d'un composant horloger
pour pièce d'horlogerie, caractérisé en ce qu'il comprend une première étape de fabrication
d'un composant horloger comprenant une première surface, dans laquelle est agencée
au moins une creusure, c'est-à-dire une surface en retrait de la première surface,
et caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième étape de terminaison du composant
horloger, induisant une modification de l'état de surface, notamment la rugosité,
notamment mesurée par les paramètres Ra et/ou Str, et/ou la brillance, de la première
surface mais pas de la au moins une creusure ou d'une portion seulement de cette au
moins une creusure.
[0007] La au moins une creusure comprend une surface de creusure, ou deuxième surface, en
retrait par rapport à la première surface, non recouverte au moment de mise en œuvre
de la deuxième étape de terminaison, cette surface de creusure en retrait conservant
un état de surface inchangé à la fin de la deuxième étape de terminaison par rapport
à son état de surface au début de la deuxième étape de terminaison.
[0008] L'invention repose aussi sur un composant horloger comprenant une première surface,
dans laquelle est agencée au moins une creusure, caractérisé en ce que tout ou partie
de la première surface présente un premier état de surface obtenu par tribofinition
et/ou polissage mécano-chimique et/ou par tonnelage et/ou par trovalisation et/ou
par sablage et/ou par microbillage et/ou par giclage humide, différent du deuxième
état de surface, notamment la rugosité, notamment mesurée par les paramètres Ra et/ou
Str, et/ou la brillance, d'au moins une portion de la au moins une creusure.
[0009] Enfin, l'invention repose aussi sur une pièce d'horlogerie, notamment montre, caractérisée
en ce qu'elle comprend un composant horloger tel que décrit précédemment.
[0010] L'invention est plus précisément définie par les revendications.
Brève description des figures
[0011] Ces objets, caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés en détail
dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faits à titre non
limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
Les figures 1a à 1c représentent schématiquement une vue en coupe dans l'épaisseur
d'un composant horloger selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 représente schématiquement une vue en coupe dans l'épaisseur d'un composant
horloger selon une première variante du mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 représente schématiquement une vue en coupe dans l'épaisseur d'un composant
horloger selon une deuxième variante du mode de réalisation de l'invention.
La figure 4 est une photographie d'un composant horloger fabriqué selon un mode de
réalisation de l'invention.
La figure 5 représente un profil linéaire brut de rugosité du composant horloger de
la figure 4.
La figure 6 est une photographie d'un autre composant horloger fabriqué selon un mode
de réalisation de l'invention.
La figure 7 représente un profil linéaire brut de rugosité du composant horloger de
la figure 6.
Description de l'invention
[0012] Pour simplifier la description, nous utiliserons les mêmes références pour désigner
les mêmes caractéristiques ou des caractéristiques équivalentes dans les différentes
variantes de réalisation.
[0013] L'invention concerne un composant horloger 10 de toute composition chimique et en
particulier en métal et/ou en alliage métallique et/ou en céramique technique. Un
tel composant peut ainsi par exemple être obtenu en acier inoxydable, en métaux précieux,
en titane, en alumine, en aluminate de strontium dopé ou non, en zircone stabilisée
ou non, en matériau hybride organique-inorganique ou de manière générale en tout alliage
métallique ou en toute céramique technique ou en tout composite utilisable dans le
domaine de l'horlogerie. Par « céramique technique », on désigne les matériaux denses
à base d'oxyde d'aluminium, et/ou d'oxyde de zirconium, et/ou d'oxyde de zirconium
stabilisé, et/ou de nitrures, et/ou de carbures, et/ou d'aluminate de strontium notamment
dopé. Par « dense », on considère un matériau dont la densité est comprise entre 95
% et 100 % de la densité théorique du matériau considéré. L'expression « à base d'un
certain composé » signifiera que le matériau comprendra en poids au moins 50 % dudit
composé. Pour simplifier la description, nous utiliserons le terme « céramique » pour
désigner la « céramique technique ».
[0014] Le composant horloger 10 peut être monobloc ou comprendre la combinaison de différentes
parties assemblées les unes aux autres. Ainsi, il peut être d'une seule nature chimique
ou d'une combinaison de natures chimiques. Il peut donc comprendre un même matériau
ou plusieurs matériaux différents. Il peut se présenter en une seule couleur ou être
de plusieurs couleurs.
[0015] L'invention concerne de plus tout type de composant horloger. Ce composant horloger
10 peut être une lunette, un disque de lunette, mais plus généralement tout élément
d'habillage, une boite, un fond, une carrure, un cadran, une plaque décorative, ou
un maillon de bracelet. Ce composant peut également être un composant du mouvement,
comme un disque des quantièmes par exemple.
[0016] L'invention s'intéresse plus particulièrement à un composant horloger 10 présentant
au moins un relief en retrait défini par une surface en retrait par rapport à la surface
principale 5 du composant horloger, relief en retrait généralement appelé creusure.
La surface principale 5 est considérée ici comme étant la surface visible de plus
grande superficie du composant horloger.
[0017] Une deuxième surface en retrait 20 ou creusure 20 est plus précisément formée dans
une première surface 1 du composant horloger, qui constitue tout ou partie de la surface
principale 5. Cette surface en retrait 20 est creusée dans la première surface 1 ;
une arête 4 forme une interface entre la première surface 1 et la surface en retrait
20. Cette dernière peut être plane ou courbée. Elle peut par exemple être tronconique.
Elle peut par ailleurs être continue ou discontinue, c'est-à-dire qu'elle peut être
formée de plusieurs surfaces planes ou courbées reliées par des arêtes. La creusure
20 peut ainsi prendre toute forme. Elle peut notamment comprendre au moins une troisième
surface 2 formant un fond, qui peut être reliée à la première surface 1 par une surface
de liaison 3. La troisième surface 2 et/ou la surface de liaison 3 peuvent être continues
ou discontinues.
[0018] Par exemple, la deuxième surface en retrait 20 ou creusure 20 peut comprendre une
troisième surface 2 formant un fond sensiblement parallèle à la première surface 1,
reliée à la première surface par une ou plusieurs parois latérales faisant office
de surface de liaison 3 sensiblement perpendiculaires au fond, formant une forme en
créneau à fond plat, comme illustré par la creusure 20 de la figure 1a. Un tel fond
peut par exemple figurer un symbole ou un caractère alphanumérique prévu pour faire
afficher une indication horaire ou dérivée de l'heure ou un marquage quelconque.
[0019] En variante, la deuxième surface en retrait 20 ou creusure 20 peut se présenter sous
la forme d'une surface courbée comprenant une section arrondie formant un U, comme
illustré par la creusure 20 de la figure 1b. Dans cette variante particulière, il
n'est pas possible de distinguer le fond de la surface de liaison. Dans ce cas, il
sera considéré que la troisième surface 2 intègre la surface de liaison 3.
[0020] En variante, la deuxième surface en retrait 20 ou creusure 20 peut se présenter sous
la forme d'une surface discontinue comprenant une section en forme en V, comme illustré
par la creusure 20 de la figure 1c.
[0021] En variante (non représentée par les figures), la deuxième surface en retrait 20
ou creusure 20 peut ne pas comporter de fond. Dans ce cas, la creusure 20 est traversante,
à savoir qu'elle traverse de part et d'autre le composant horloger 10.
[0022] L'invention porte sur le procédé de fabrication d'un tel composant horloger. Ce procédé
comprend une première étape consistant à préparer un composant horloger 10 comportant
une surface principale 5 et une première surface 1 dans laquelle est agencée au moins
une creusure 20.
[0023] Cet élément issu de la première étape présente sensiblement les formes et dimensions
finales du composant horloger; il sera déjà appelé composant horloger, même s'il n'est
pas totalement fini. En remarque, cette première étape est mise en œuvre de manière
connue, par tout procédé de l'état de la technique.
[0024] Pour des raisons esthétiques, une portion de la surface principale 5 peut être épargnée
du traitement selon l'invention de manière à conserver son état de surface initial.
On considère dans l'invention la première surface 1 comme étant une surface dans laquelle
est agencée au moins une creusure et qui est concernée par la suite du procédé, c'est
à dire que son état de surface sera modifié. Cet état de surface sera notamment caractérisé,
de manière non limitative, par la rugosité, particulièrement par l'intermédiaire des
paramètres de rugosité normalisés Ra et/ou Str, et/ou par la brillance, voire par
la couleur, comme cela sera détaillé par la suite sur la base de plusieurs exemples.
[0025] Par exemple, la première étape peut consister à fabriquer un disque de lunette en
céramique ou une plaque décorative métallique, comportant des creusures.
[0026] Le concept de l'invention consiste à mettre en œuvre une deuxième étape de finition/terminaison,
qui permet de finaliser les états de surface du composant horloger, notamment qui
permet d'obtenir facilement des états de surface différents entre la première et la
deuxième surface du composant horloger. Pour cela, la deuxième étape de l'invention
met plus précisément en œuvre une étape de terminaison du composant horloger 10 induisant
une modification de l'état de surface de la première surface, par exemple visant à
diminuer la réflexion spéculaire, sans affecter ou en affectant le moins possible
la au moins une creusure (c'est-à-dire la au moins une surface en retrait), ni en
remarque une éventuelle partie épargnée de la surface principale.
[0027] La surface en retrait 20 peut éventuellement être affectée par la deuxième étape
de terminaison au niveau de l'arête 4 formant une interface entre la première surface
1 et ladite surface en retrait 20. En considérant un plan P1 passant par deux points
p1, p2 d'une arête 4 formant deux extrémités d'une section d'une creusure 20, et perpendiculaire
au plan de coupe P de ladite section, la deuxième étape de terminaison peut par exemple
affecter une portion de ladite creusure 20 ou deuxième surface en retrait 20 qui est
comprise entre le plan P1 et un plan P2 parallèle au plan P1 et distant d'une distance
d du plan P1 dans la direction de l'intérieur de ladite creusure, comme représenté
sur les figures 1a à 1c. Autrement dit, l'état de surface de la creusure peut éventuellement
être modifié sur une distance d strictement inférieure à la profondeur de la creusure.
La profondeur se mesure dans une direction perpendiculaire aux plans P1 et P2.
[0028] Préférentiellement, la distance d n'excède pas 80 µm, voire 50 µm, voire 20 µm. Naturellement,
cette distance peut être nulle.
[0029] Une troisième surface 2 formant un fond, comme celle représentée par la figure 1a,
n'est pas affectée par la deuxième étape de terminaison. La surface de liaison 3,
comme celle représentée par les figures 1a ou 1c, ou la troisième surface 2 formant
à la fois un fond et une surface de liaison, comme dans le cas représenté par la figure
1b, peut toutefois être au moins partiellement modifiée par la deuxième étape de terminaison
sur une profondeur d.
[0030] Finalement, dans tous les cas, au moins une portion de la deuxième surface en retrait
conservera un état de surface inchangé durant cette deuxième étape de terminaison
qui sera détaillée par la suite.
[0031] Nous entendons par étape de terminaison une modification de l'état de surface de
la première surface 1 par médias interposés. La particularité de ce procédé de terminaison
est de permettre d'obtenir un tel résultat sans masquage protégeant les creusures,
avec des médias et abrasifs dits « libres » ; le contact entre les abrasifs et la
surface à terminer se fait par impacts et non pas par frottement comme dans le cas
du polissage. Cette étape comprend, par exemple, la sollicitation mécanique d'un mélange
abrasif par impacts, par exemple par mise en mouvement vibratoire, oscillatoire ou
rotatif, par exemple dans une cuve (tribofinition). Elle comprend aussi par exemple,
de manière non limitative, le tonnelage, et/ou la trovalisation, et/ou le sablage
et/ou le microbillage et/ou le giclage humide de ladite première surface 1.
[0032] L'étape de terminaison utilise un abrasif qui peut être supporté par des médias.
Dans le cas de la tribofinition, la dimension et/ou la géométrie des médias est définie
de manière à empêcher tout contact des médias avec au moins une portion la plus profonde
de la creusure, à savoir une portion agencée en deçà d'un plan P2 tel que défini précédemment,
notamment à empêcher tout contact avec une troisième surface 2 formant un fond. Les
médias peuvent avoir une forme polyédrique, notamment pyramidale, ou sphérique. Ils
peuvent être en verre, en céramique, en porcelaine, en stéatite, en alumine, ou en
zircon (ZrSiO
4). Dans le cas du sablage et/ou du microbillage et/ou du giclage humide, ce sont les
particules abrasives dont la dimension et/ou la géométrie sont/est définie(s) de manière
à empêcher tout contact avec au moins une portion de la creusure, notamment avec une
troisième surface 2 formant un fond.
[0033] La composition du mélange abrasif peut comporter au moins le premier des trois composants
suivants :
- des médias (aussi appelés porteurs ou chips) disposés par exemple dans une cuve dont
le rôle est de transférer le mouvement de la cuve au mélange abrasif et aux composants
horlogers à traiter, de façon à générer des sollicitations mécaniques qui permettent
d'atteindre l'effet abrasif sur le composant horloger. La nature chimique, la géométrie
et les dimensions initiales des médias sont choisies pour obtenir le résultat souhaité.
Le média peut être abrasif. De même, le vieillissement et l'usure des médias sont
surveillés, pour les conserver dans des limites à tolérer ;
- un abrasif, sous forme de poudre ou de pâte, dont le rôle est d'amplifier l'effet
des frottements et des sollicitations mécaniques, et donc l'effet abrasif. Les particules
abrasives utilisées dans le sablage et/ou le microbillage et/ou le giclage humide
sont considérées comme un média abrasif ;
- un liquide (par exemple de l'eau, ou une huile, avec un additif ou non, ou un mélange
de liquides) qui fluidifie le mélange et limite l'augmentation de la température lors
de l'opération de terminaison. Il peut être optionnel, par exemple dans le cas d'un
sablage.
[0034] La composition du mélange abrasif comprend des médias présentant les caractéristiques
suivantes :
- une conformation, notamment la dimension et la géométrie, qui ne leur permet pas de
venir en contact avec au moins une portion d'une creusure ou d'une surface en retrait,
et de préférence avec l'intégralité de la troisième surface 2 formant un fond. Par
exemple, les médias sont de géométrie et de dimension adaptées de façon à être susceptibles
de venir en appui sur les arêtes 4 à l'interface entre la première surface 1 et une
creusure, en sommet d'au moins une creusure, pour ne pas toucher notamment la troisième
surface 2 de ladite creusure ;
- une masse et une composition chimique permettant la tribofinition sans égrisure des
arêtes de la creusure ;
- une composition de matière soumise à des paramètres permettant aux médias de s'user
uniformément au cours de la tribofinition (et notamment de ne pas se fracturer). Pour
cela, comme mentionné précédemment, les médias peuvent par exemple être notamment
en verre, en céramique, en porcelaine, en stéatite, alumine ou en zircon (ZrSiO4).
[0035] Le procédé de fabrication d'un composant horloger 10 pour pièce d'horlogerie peut
comprendre une étape intermédiaire entre les deux étapes susmentionnées, consistant
à modifier l'état de surface de tout ou partie de la surface principale 5 et éventuellement
de la deuxième surface en retrait 20 visant à maximiser la réflexion spéculaire. Cette
modification peut former des surfaces de topographie homogène et isotrope. Par exemple,
cette étape peut correspondre à un polissage des surfaces visant à les rendre brillantes.
La deuxième étape de terminaison modifie l'état de surface de la première surface
1 de manière à lui conférer une topographie homogène et isotrope à réflexion spéculaire
réduite. Dans ce cas, cette étape de terminaison est une étape de matification de
la première surface 1 préalablement polie. Une telle approche permet ainsi d'obtenir
un composant horloger 10 comprenant une première surface 1 mate, et une deuxième surface
en retrait 20 dont l'état de surface est au moins partiellement inchangé. Une telle
approche permet notamment d'obtenir un composant horloger 10 pouvant comprendre une
première surface 1 mate, et une troisième surface 2 formant un fond dont l'état de
surface est inchangé.
[0036] Ainsi, la deuxième étape de terminaison modifie l'état de surface de tout ou partie
de la surface principale 5 pour conférer à la première surface 1 une topographie homogène
et isotrope, tout en réduisant, voire minimisant sa réflexion spéculaire.
[0037] La première étape de fabrication d'un composant horloger 10 peut être suivie d'une
étape intermédiaire, comme une étape de déposition d'un revêtement dans la au moins
une creusure ou surface en retrait, notamment de la troisième surface 2, monocouche
ou multicouche, notamment par une étape par PVD (sigle provenant du procédé connu
par la dénomination anglaise «Physical Vapor Déposition »), par CVD (sigle provenant
du procédé connu par la dénomination anglaise « Chemical Vapor Déposition »), par
ALD (sigle provenant du procédé connu par la dénomination anglaise «Atomic Layer Déposition
»), par LBL (sigle provenant du procédé connu par la dénomination anglaise « Layer
by Layer »), par ink-jet, par dip-coating, par pinceau, par dispenser, par sprayage,
par nébulisation ou par procédé sol-gel. Pour cela, le dépôt est par exemple d'abord
réalisé sur toute la pièce, puis est ôté de la première surface 1 par exemple lors
de l'étape intermédiaire telle que décrite plus haut. Un tel revêtement peut comprendre
une couche composée de métal(métaux) et/ou d'oxyde(s) et/ou de nitrure(s) et/ou de
carbure(s) et/ou de nitrocarbure(s) et/ou de sulfure(s) et/ou de matériau(x) organique(s),
et/ou de matériau(x) inorganique(s), et/ou de matériau(x) hybride(s), et/ou d'une
peinture, et/ou d'une laque, et/ou d'un émail, et/ou d'un vernis et/ou d'une vitrocéramique,
et/ou d'une matière à base de polymère ou de colle.
[0038] La figure 4 est une photographie d'un composant horloger 10 prise au niveau de l'interface
entre la première surface 1 et la troisième surface 2 d'une creusure, correspondant
à un exemple comprenant une creusure selon la figure 1a, qui sera détaillé par la
suite.
[0039] Le procédé peut comprendre une étape complémentaire après la deuxième étape de terminaison,
par exemple une étape de diamantage pour rendre brillante une portion de la surface
principale, notamment de la première surface 1, par exemple une partie formant un
biseau. Ainsi, la deuxième étape de terminaison n'est pas nécessairement la dernière
étape du procédé de fabrication.
[0040] En complément au premier exemple de composant horloger 10 ne comportant qu'un seul
type de creusures, tel qu'illustré sur les figures 1a à 1c, le composant horloger
10 peut comprendre au moins un deuxième type de creusure de toute autre géométrie
et/ou une multitude de creusures, de même géométrie ou non, imbriquées les unes dans
les autres ou non. Leurs conformations représentent différentes variantes de réalisation.
[0041] La figure 2 illustre à titre d'exemple, un composant horloger 10 selon une variante
de réalisation. Ce composant horloger 10 comprend une première surface plane 1, dans
laquelle un relief en creux est présent. Ce relief en creux est constitué d'une creusure
20 ou d'une deuxième surface en retrait 20 comprenant une surface de liaison 3, qui
comprend elle-même des deuxièmes creusures 21 ou quatrièmes surfaces en retrait 21
comprenant chacune une cinquième surface 22 formant un fond. La première creusure
20 présente une forme en V, comme dans l'exemple de la figure 1c, et les deuxièmes
creusures 21 insérées dans la surface de liaison de la première creusure 20 présentent
une forme en créneau, comme dans l'exemple de la figure 1a. Dans cette variante de
réalisation, la deuxième étape de terminaison est choisie pour ne modifier que l'état
de surface de la première surface 1 : ainsi, cette étape ne modifie pas l'état de
surface des surfaces en retrait 20 et 21.
[0042] En variante, l'état de surface d'une portion de la deuxième surface en retrait 20,
comprise entre des plans P1 et P2 tels que définis précédemment, peut également être
affectée par la deuxième étape de terminaison, sans que les creusures ou quatrièmes
surfaces en retrait 21 ne soient affectés.
[0043] La figure 3 illustre à titre d'exemple un composant horloger 10 selon un autre exemple
de réalisation particulier. Ce composant horloger 10 comprend une surface principale
5, dans laquelle deux creusures 20 et 20' sont présentes, en des zones différentes
formant une première surface 1 éventuellement discontinue entre les deux creusures.
La deuxième creusure 20' est plus large que la première creusure 20 mais moins profonde.
Dans cette variante de réalisation, la creusure 20' est accessible aux médias. Chaque
creusure 20, 20' est configurée telle que définie plus haut en référence avec la figure
1c. L'étape de terminaison modifie ainsi l'état de surface de la première surface
1 et de la deuxième creusure 20' sans affecter la première creusure 20.
[0044] L'invention va être illustrée sur la base de quelques exemples, de manière non limitative.
[0045] Dans un premier exemple de réalisation, le composant horloger 10 en céramique, plus
précisément en zircone yttriée, est un disque de lunette. Il présente une surface
principale 5 tronconique, notamment une première surface 1 tronconique, dans laquelle
sont réalisées des creusures ou surfaces en retrait en forme de créneaux comprenant
des troisièmes surfaces formant chacune un fond 2 ainsi que des surfaces de liaison
3 verticales ou sensiblement verticales assurant la liaison entre la première surface
1 et les troisièmes surfaces formant chacune un fond. Les creusures présentent une
section de forme rectangulaire, de largeur de 0,69±0,05 mm et de profondeur 0,15±0,05
mm. Le disque de lunette présente déjà sa géométrie finale, avec les creusures.
[0046] Après la première étape du procédé de fabrication, une étape intermédiaire comprenant
les sous-étapes suivantes :
- optionnellement un sablage et/ou un microbillage et/ou un giclage humide sur l'ensemble
du disque ;
- le dépôt d'un revêtement métallique par PVD sur l'ensemble du disque ;
- un polissage qui supprime sélectivement le revêtement de la première surface 1, mais
pas des creusures, et qui permet d'obtenir une topographie homogène et isotrope au
niveau de la première surface 1, maximisant la réflexion spéculaire de cette première
surface 1. Cette étape de polissage correspond à l'étape intermédiaire décrite plus
haut.
[0047] Ensuite, le procédé de fabrication comprend une deuxième étape de terminaison par
tribofinition, correspondant à une étape de matification de la première surface 1.
Pour cela, l'équipement utilisé est une machine centrifuge qui comprend des satellites
comportant chacun un bol d'un litre, dans lequel les composants à tribofinir sont
mis en vrac avec :
- 750 g de médias (porteurs) (billes de verre de diamètre 5 mm) ;
- 20 g de lessive ;
- 20 g d'abrasif (poudre de carbure de bore de taille comprise entre 3 et 5 µm) ;
- 300 g d'eau.
La rotation est réglée à 300 tours/min pour différentes durées.
[0048] Dans ce premier exemple de réalisation, l'état de surface de la première surface
1 avant la deuxième étape de tribofinition (rugosité R1) est poli, et celui de la
troisième surface 2 formant le fond d'une creusure avant l'étape de tribofinition
(rugosité R2) est sablé. Après l'étape de tribofinition, les rugosités respectives
de la première surface 1 et de la troisième surface 2 formant le fond d'une creusure
deviennent « R1' » et « R2' ». Ces valeurs de rugosité selon ce premier exemple de
réalisation sont résumées dans le tableau suivant, qui détaille les valeurs de rugosité
Ra et leurs écarts, en nanomètres, ainsi que le Str, ainsi que la brillance mesurée
au brillancemètre et exprimée en gloss unit et la couleur exprimée dans l'espace couleur
CIELab.
[0049] On note les résultats de caractérisation de la première surface 1 avant terminaison
« 1 », de la surface 1 après terminaison « 1' », de la troisième surface 2 avant terminaison
« 2 », de la troisième surface 2 après terminaison « 2' ».
|
1 |
1' |
2 |
2' |
Rugosité Ra en nm |
R1 = 2.0 ± 0.2 |
R1' = 200 ± 20 |
R2 = 370 ± 50 |
R2' = 370 ± 50 |
Rugosité Str |
/ |
Str1' = 0.89 ± 0.03 |
Str2 = 0.64 |
Str2' = 0.64 |
Brillance [GU] |
182.8 ± 0.36 |
18.9 ± 0.54 |
Non mesuré |
Non mesuré |
Couleur SCI |
L1* = 44.70 ± 0.02 |
L1'* = 38.79 ± 0.05 |
Non mesuré |
Non mesuré |
|
a1* = -0.02 ± 0.00 |
a1'* = -0.04 ± 0.01 |
|
|
|
b1* = -0.72 ± 0.00 |
b1'* = -0.84 ± 0.03 |
|
|
Couleur SCE |
L1* = 0.00 ± 0.00 |
L1'* = 37.68 ± 0.05 |
Non mesuré |
Non mesuré |
|
a1* = 0.02 ± 0.01 |
a1'* = -0.09 ± 0.01 |
|
|
|
b1* = 0.01 ± 0.00 |
b1'* = -0.90 ± 0.04 |
|
|
[0050] En remarque, les paramètres S (Sa, Sdr, Sq, ...) sont issus de la norme ISO 25178
et ne sont pas filtrés. Les paramètres R (Ra Rp, Rz, ...) sont issus de la norme ISO
4287 et ont été filtrés avec un filtre gaussien dont le cut off est fixé à 0.25 mm.
Plus précisément, les paramètres sélectionnés pour l'analyse de la rugosité sont :
- 1) Pour la surface granuleuse :
- a. Paramètre Ra (ISO 4287) représentant la hauteur moyenne (arithmétique) de la rugosité.
- b. Paramètre Str (ISO 25178) représentant le degré d'isotropie de la surface. La valeur
de ce paramètre est comprise entre 0 et 1, proche de 0 signifie que la surface contient
une direction privilégiée, alors que proche de 1, toutes les directions d'observation
sont identiques.
- 2) Pour la surface lisse, seul le paramètre Ra est retenu et représente la hauteur
moyenne (arithmétique) de la rugosité.
[0051] Du fait de leurs définitions techniques, ces paramètres sont déterminés dans des
conditions de mesure distinctes :
- 1) Pour la surface granuleuse :
- a. Paramètre Ra : Il est nécessaire d'utiliser un équipement de mesure avec une résolution
verticale de 2 nm minimum et latérale de 0.26 µm. Le cut-off (λc) de la norme ISO
4287 sélectionné est de 0.25 mm, ce qui implique une longueur d'évaluation de l'ordre
de 1.4 mm. La mesure est réalisée sur un nombre de profils supérieur à 1000. La valeur
du paramètre livrée correspond à la moyenne réalisée sur l'ensemble des profils.
- b. Paramètre Str : Il est nécessaire d'utiliser un équipement de mesure avec une résolution
verticale de 2 nm minimum et latérale de 0.26 µm. La mesure est réalisée sur 5 zones
carrées ayant le même nombre de lignes et de colonnes (>1000). Une suppression de
forme polynomiale (d'ordre 4) ainsi qu'un seuillage (compris entre 0.5 % et 99.5 %)
sont réalisés sur les mesures. La valeur livrée correspond à la moyenne des 5 mesures.
- 2) Pour la surface lisse, le calcul du paramètre Ra nécessite d'utiliser un équipement
de mesure avec une résolution verticale de 0.2 nm minimum et latérale de 0.26 µm.
Le cut-off (λc) de la norme ISO 4287 sélectionné est de 0.25 mm, ce qui implique une
longueur d'évaluation de l'ordre de 1.4 mm. La mesure est réalisée sur un nombre de
profils supérieur à 1000. La valeur du paramètre livrée correspond à la moyenne réalisée
sur l'ensemble des profils.
[0052] La figure 4 représente une photographie d'une partie du composant horloger 10 obtenu,
vue de dessus au niveau de l'interface entre la première surface et la troisième surface
2 d'une creusure. La vue du dessus permet d'observer la première surface 1 et la troisième
surface 2 ainsi que l'emplacement de l'arête 4. La surface de liaison n'est pas visible.
La première surface 1 se présente sous la forme d'une céramique matifiée, et la troisième
surface 2 se présente sous la forme d'une céramique sablée recouverte par un revêtement
PVD.
[0053] La figure 5 représente le profil linéaire de rugosité au niveau de l'interface représentée
par la figure 4. Elle permet de constater la différence de rugosité entre la troisième
surface 2, soit le fond des creusures, et la première surface 1.
[0054] Dans un deuxième exemple de réalisation, un composant horloger 10 en céramique, plus
précisément en zircone yttriée, est une plaque décorative. Elle présente une première
surface 1 plane dans laquelle sont réalisées des creusures en forme de créneaux formant
des deuxièmes surfaces en retrait de la première surface 1, comprenant des surfaces
de liaison verticales ou sensiblement verticales assurant la liaison entre la première
surface 1 et des troisièmes surfaces 2 formant chacune un fond. Un polissage est appliqué
sur la première surface 1 et les troisièmes surfaces 2 en fin de première étape. Puis,
une deuxième étape de tribofinition similaire à celle décrite dans le premier exemple
est appliquée.
Les mesures de rugosité Ra et leurs écarts, en nanomètres, sont détaillées par le
tableau suivant, ainsi que la brillance mesurée au brillancemètre et exprimée en gloss
unit et la couleur exprimée dans l'espace couleur CIELab.
|
1 |
1' |
2 |
2' |
Rugosité Ra en nm |
R1 = 2.0 ± 0.2 |
R1' = 200 ± 20 |
R2 = 1.2 ± 0.1 |
R2' = 1.5 ± 0.1 |
Brillance [GU] |
182.8 ± 0.36 |
18.9 ± 0.54 |
182.8 ± 0.36 |
182.8 ± 0.36 |
Couleur SCI |
L1* = 44.70 ± 0.02 |
L1'* = 38.79 ± 0.05 |
Non mesuré |
Non mesuré |
|
a1* = -0.02 ± 0.00 |
a1'* = -0.04 ± 0.01 |
|
|
|
b1* = -0.72 ± 0.00 |
b1'* = -0.84 ± 0.03 |
|
|
Couleur SCE |
L1* = 0.00 ± 0.00 |
L1'* = 37.68 ± 0.05 |
Non mesuré |
Non mesuré |
|
a1* = 0.02 ± 0.01 |
a1'* = -0.09 ± 0.01 |
|
|
|
b1* = 0.01 ± 0.00 |
b1'* = -0.90 ± 0.04 |
|
|
[0055] La variation de l'état de surface par le biais du procédé de terminaison décrit peut
s'accompagner d'un changement de couleur. Par exemple une céramique noire peut devenir
gris foncé ou une céramique verte peut devenir vert foncé.
[0056] La figure 6 représente une photographie d'une partie du composant horloger 10 obtenu,
au niveau de l'interface entre la première surface 1 et la troisième surface 2 d'une
creusure. La vue du dessus permet d'observer la première surface 1 et la troisième
surface 2 d'une creusure ainsi que l'emplacement de l'arête 4. La surface de liaison
n'est pas visible. La première surface 1 se présente sous la forme d'une céramique
mate, et la troisième surface 2 se présente sous la forme d'une céramique polie.
[0057] La figure 7 représente le profil linéaire de rugosité au niveau de l'interface représentée
par la figure 6. Elle permet de constater la différence de rugosité entre la troisième
surface 2 polie formant le fond des creusures, et la première surface 1 mate.
[0058] Finalement, il apparaît donc que l'invention permet d'obtenir facilement différents
états de surface parmi lesquels une première surface 1 uniformément terminée et une
troisième surface 2 polie ou rugueuse formant le fond de creusure.
[0059] L'invention porte aussi sur un composant horloger 10 en tant que tel obtenu par le
procédé décrit précédemment. Ce composant horloger 10 peut être par exemple une lunette,
un disque de lunette, un élément d'habillage, une boite, un fond, une carrure, un
cadran, un maillon de bracelet ou une plaque décorative. Ce composant peut également
être un composant du mouvement, comme par exemple un disque des quantièmes.
[0060] Le composant horloger 10 comprend donc une première surface 1, dans laquelle est
agencée au moins une creusure formant au moins une deuxième surface disposée en retrait
de la première surface 1. Cette au moins une deuxième surface comprend par exemple
une troisième surface 2 formant un fond de creusure, et une surface de liaison située
entre la première surface 1 et la troisième surface 2. La première surface 1 présente
un premier état de surface obtenu par terminaison sans avoir à protéger les creusures
alors que les médias et/ou abrasifs sont mis en mouvement en direction des creusures,
ce premier état de surface étant différent du deuxième état de surface d'au moins
une portion de la au moins une creusure.
[0061] Le composant horloger 10 peut comprendre une première surface 1 uniformément matifiée
par tribofinition et une surface d'une creusure polie ou rugueuse.
[0062] De plus, le composant peut comprendre :
- plusieurs creusures de formes identiques ou différentes ; et/ou
- plusieurs creusures d'états de surface différents.
[0063] De plus :
- la première surface 1 du composant peut être mate, ou peut comprendre des zones mate(s)
et brillante(s) ; et/ou
- la surface d'une creusure peut comprendre un revêtement ; et/ou
- la rugosité de la première surface 1 peut être inférieure à la rugosité d'au moins
une portion de la creusure ou la rugosité de la première surface 1 peut être supérieure
à la rugosité de la creusure ; et/ou
- la rugosité de la première surface 1 peut être homogène et isotrope, par exemple comprise
entre 100 nm et 10 µm (rugosité Ra), voire entre 100 nm et 800 nm.
[0064] L'invention porte aussi sur une pièce d'horlogerie en tant que telle, notamment une
montre, plus précisément une montre bracelet.
[0065] Bien sûr, les traitements de terminaison proposés peuvent être appliqués sur tout
type d'état de surface initial, brut ou préparé. A titre d'exemples, ces états de
surface peuvent être de type directionnel parmi un :
- satinage, brossage,
- Cerclage,
- Colimaçonnage,
- Perlage de différents types : Œil de Perdrix, pointillage, etc.,
- Soleillage.
Selon d'autres exemples, ces états de surface peuvent être au contraire de type isotrope.
Parmi ceux-là, certains proposent une réflexion spéculaire maximisée, comme un polissage,
ou une réflexion spéculaire minimisée, parmi un :
- Microbillage,
- Grenage,
- Sablage,
- Grenaillage.
[0066] Par exemple, un disque de lunette, qui est un composant horloger 10 réalisé selon
un mode de réalisation de l'invention. Ce disque de lunette comprend une surface principale
5, par exemple bicolore, comprenant au moins une zone 6 polie et au moins une zone
7 matifiée. Pour obtenir un tel résultat, le disque poli peut être protégé avec un
masque (par exemple un masque rigide en métal) sur une zone 6 lors de la deuxième
étape de tribofinition (ici matification à partir d'un état de surface poli). Les
creusures 20 forment des indications, par exemple rondes, sur le pourtour du disque
de lunette. Ces creusures possèdent un revêtement pour pouvoir présenter une couleur
prédéfinie, claire et lisible. L'état de surface de ces creusures est identique, indépendamment
de leur positionnement au sein de la au moins une zone mate ou de la au moins une
zone brillante de la surface principale 5 du disque de lunette.
[0067] Il est intéressant de noter que dans tous les cas, l'étape de terminaison est réalisée
en présence d'une creusure dans la surface concernée, c'est-à-dire en présence d'un
relief en retrait dans la première surface qui est traitée par l'étape de terminaison.
Ainsi, même dans le cas où un revêtement est réalisé dans la creusure, ce revêtement
est de faible épaisseur, et ne comble pas toute la hauteur de la creusure, de sorte
qu'il reste toujours une creusure formant un relief en retrait dans la surface. Cette
creusure est présente avant le début de l'étape de terminaison, ainsi qu'après cette
étape de terminaison. En remarque, cette étape de terminaison ne peut donc pas être
comparée à un polissage qui viendrait supprimer un surplus de matière pour former
une surface continue et sans relief, donc sans creusure, d'un composant horloger.
En effet, dans un tel cas, non seulement le composant final n'aurait plus de creusure,
c'est-à-dire plus de relief en retrait, au contraire de l'objectif recherché, mais
l'état de surface serait de même continu puisque toute la surface serait nécessairement
traitée de manière identique par un tel polissage.
[0068] Dans tous les cas, la creusure représente une portion en relief creux agencée sur
une première surface. La surface de la creusure, ou deuxième surface, s'entend comme
sa surface supérieure, c'est-à-dire orientée du côté de ladite première surface. Elle
est disposée à un niveau plus bas que ladite première surface puisque la creusure
forme un relief en creux, et est non recouverte par un autre matériau, c'est-à-dire
qu'elle débouche directement vers l'extérieur, au moins au moment de la deuxième étape
de terminaison. Lors de cette étape de terminaison, au moins une partie, de préférence
la partie de plus grande profondeur, conserve un état de surface inchangé.
[0069] Naturellement, les nombreux modes de réalisation et variantes décrits précédemment
peuvent être combinés.
1. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie, caractérisé en ce qu'il comprend une première étape de fabrication d'un composant horloger (10) comprenant
une première surface (1), dans laquelle est agencée au moins une creusure (20), c'est-à-dire
une surface en retrait de la première surface (1), et caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième étape de terminaison du composant horloger, induisant une
modification de l'état de surface, notamment la rugosité, notamment mesurée par les
paramètres Ra et/ou Str, et/ou la brillance, de la première surface (1) mais pas de
la au moins une creusure (20) ou d'une portion seulement de cette au moins une creusure
(20).
2. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième étape de terminaison modifie l'état de surface de la creusure (20) sur
une distance d strictement inférieure à la profondeur de la creusure (20).
3. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la au moins une creusure comprend une surface de creusure en retrait par rapport
à la première surface, non recouverte au moment de la mise en œuvre de la deuxième
étape de terminaison, cette surface de creusure en retrait conservant un état de surface
inchangé à la fin de la deuxième étape de terminaison, et/ou en ce que la au moins une creusure comprend une troisième surface (2) formant un fond relié
à la première surface (1) par une surface de liaison (3), la deuxième étape de terminaison
ne modifiant pas l'état de surface de la troisième surface (2) de la au moins une
creusure (20).
4. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première étape de fabrication comprend la fabrication d'un composant horloger
(10) comprenant une partie à base de céramique technique, ladite creusure (20) se
trouvant dans ladite partie à base de céramique.
5. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième étape de terminaison modifie l'état de surface de la première surface
(1) en réduisant ou minimisant sa réflexion spéculaire.
6. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième étape de terminaison modifie l'état de surface de la première surface
(1) pour former une première surface (1) de topographie homogène et isotrope.
7. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape intermédiaire consistant à modifier l'état de surface de tout
ou partie de la surface principale (5) ou de la première surface (1) et éventuellement
de la au moins une creusure (20) en augmentant ou maximisant leur réflexion spéculaire.
8. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième étape de terminaison utilise un mélange abrasif comprenant des médias
dont la dimension et/ou la géométrie est définie de manière à empêcher tout contact
des médias avec au moins une portion de la creusure (20) ou en ce que la deuxième étape de terminaison utilise un mélange abrasif comprenant des médias
dont la dimension et/ou la géométrie est définie de manière à empêcher tout contact
des médias avec la portion de la creusure (20) positionnée à une distance supérieure
à une distance d donnée.
9. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième étape de terminaison modifie l'état de surface de la première surface
(1) en la soumettant à la sollicitation mécanique d'un mélange abrasif par impacts,
notamment par mise en mouvement vibratoire, oscillatoire ou rotatif, dans une cuve,
et/ou comprend la tribofinition, et/ou le polissage mécano-chimique et/ou le tonnelage,
et/ou la trovalisation, et/ou le sablage et/ou le microbillage et/ou le giclage humide
de ladite première surface (1).
10. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que :
- la première étape de fabrication d'un composant horloger (10) forme une deuxième
creusure (21) dans ladite au moins une creusure (20), et en ce que la deuxième étape de terminaison induit une modification d'exclusivement l'état de
surface de la première surface (1) ; et/ou en ce que
- la première étape de fabrication d'un composant horloger (10) forme une deuxième
creusure (21) dans ladite au moins une creusure (20), et en ce que l'étape de terminaison induit une modification d'état de surface de la première surface
(1) et d'au moins une portion de la au moins une creusure (20) mais pas de la deuxième
creusure (21) ; et/ou en ce que
- la première étape de fabrication d'un composant horloger (10) forme des creusures
(20, 20') de géométries différentes dans la première surface (1), et en ce que l'étape de terminaison induit une modification de l'état de surface de la première
surface (1) mais pas desdites creusures (20, 20'); et/ou en ce que
- la première étape de fabrication d'un composant horloger (10) forme une première
et une deuxième creusures (20, 20') de géométries différentes dans la première surface
(1), et en ce que l'étape de terminaison induit une modification de l'état de surface de la première
surface (1) et de la deuxième creusure (20') mais pas de la première creusure (20)
ou d'une portion seulement de cette première creusure (20).
11. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première étape de fabrication d'un composant horloger comprend la fabrication
d'une pièce à base de céramique technique homogène et monobloc ou comprenant au moins
partiellement la combinaison de parties différentes en céramique.
12. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape intermédiaire de fabrication d'un composant horloger (10) consistant
en une étape de revêtement de la au moins une creusure (20), notamment d'une troisième
surface (2) formant un fond de creusure, de manière monocouche ou multicouche, notamment
par une étape par PVD, par CVD, par ALD, par LBL, par pinceau, par dispenser, par
sprayage, par nébulisation, par ink-jet, par dip-coating, ou par procédé sol-gel.
13. Procédé de fabrication d'un composant horloger (10) pour pièce d'horlogerie selon
la revendication précédente, caractérisé en ce que le revêtement comprend une couche composée de métal(métaux) et/ou oxyde(s) et/ou
nitrure(s) et/ou carbure(s) et/ou nitrocarbure(s) et/ou sulfure(s) et/ou matériau(x)
organique(s), et/ou matériau(x) inorganique(s), et/ou matériau(x) hybride(s), et/ou
une peinture, et/ou une laque, et/ou un émail, et/ou un vernis et/ou une vitrocéramique,
et/ou une matière à base de polymère ou de colle.
14. Composant horloger (10) comprenant une première surface (1), dans laquelle est agencée
au moins une creusure (20), caractérisé en ce que tout ou partie de la première surface (1) présente un premier état de surface obtenu
par tribofinition et/ou par polissage mécano-chimique et/ou par tonnelage et/ou par
trovalisation et/ou par sablage et/ou par microbillage et/ou par giclage humide, différent
du deuxième état de surface, notamment la rugosité, notamment mesurée par les paramètres
Ra et/ou Str, et/ou la brillance, d'au moins une portion de la au moins une creusure
(20).
15. Composant horloger (10) selon la revendication précédente,
caractérisé en ce qu'il comprend l'une des caractéristiques suivantes :
- une première surface (1) représentant toute la surface principale (5) matifiée par
tribofinition et la au moins une creusure (20) polie ou rugueuse ; ou
- une première surface (1) représentant une portion de la surface principale (5) matifiée
par tribofinition et la au moins une creusure (20) polie ou rugueuse.
16. Composant horloger (10) selon la revendication 14 ou 15,
caractérisé en ce qu'il comprend tout ou partie des caractéristiques suivantes :
- il comprend plusieurs creusures (20, 21 ; 20, 20') de formes identiques ou différentes
; et/ou
- il comprend plusieurs creusures (20, 21 ; 20, 20') d'états de surface différents
; et/ou
- il est monobloc ou comprend plusieurs céramiques de même nature chimique ou non
; et/ou
- la première surface (1) est mate, ou comprend des zones mate(s) et brillante(s)
; et/ou
- la au moins une creusure (20) comprend un revêtement ; et/ou
- la rugosité de la première surface (1) est inférieure à la rugosité d'au moins une
portion de la creusure (20) ou la rugosité de la première surface (1) est supérieure
à la rugosité d'au moins une portion de la creusure (20) ; et/ou
- la rugosité de la première surface (1) est à topographie homogène et isotrope.
17. Composant horloger (10) selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce qu'il est un élément d'habillage, notamment une plaque décorative, une lunette, un disque
de lunette, une boite, un fond, une carrure, un cadran, ou un maillon de bracelet,
ou un composant d'un mouvement horloger.
18. Pièce d'horlogerie, notamment montre, caractérisée en ce qu'elle comprend un composant horloger (10) selon l'une des revendications précédentes
14 à 17.