Procédé de fabrication d'une platine de montre

Abstract

 Il s'agit d'un procédé de réalisation d'un élément de pièce d'horlogerie. Ce procédé (1) comprend les étapes suivantes:
a) se munir (A1) du matériau au moins partiellement amorphe constitutif de l'élément;
b) réaliser (B2) ledit élément par matriçage à une température comprise entre sa température de transition vitreuse et sa température de cristallisation;
c) refroidir (C) l'ensemble de sorte à solidifier ledit élément de montre; et
d) récupérer (D) ledit élément.

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un élément de pièce d'horlogerie.

ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE

[0002] II est connu dans l'art antérieur des platines de montres en matériaux cristallins. Ces platines de montres sont fixées dans le boîtier de la montre et soutiennent de nombreux éléments. Parmi les éléments soutenus par ladite platine, on retrouve les ponts et les divers organes du mouvement tels que les engrenages. Ces platines sont d'une très grande complexité géométrique et se doivent d'être d'une grande précision. Ainsi pour facilement usiner cette pièce, il est généralement constaté l'utilisation de laiton.

[0003] Néanmoins, cette nécessité de grande précision induit comme inconvénient majeur un coût de fabrication très élevé. Cela impose des techniques d'usinage et en particulier l'utilisation de centres d'usinage à commande numérique de grande qualité afin de satisfaire à la précision souhaitée et un nombre d'étape très important.

[0004] Les coûts de fabrication sont encore accentués par l'adjonction sur les mouvements les plus prestigieux de décorations de surface. Ces décorations telles que le satinage, polissage, guillochage sont souvent réalisées sur la platine afin d'améliorer son esthétique tout en augmentant sa valeur. Bien sûr, ces opérations d'embellissement esthétiques nécessitent des machines spécialisées dont le coût est non négligeable.

RESUME DE L'INVENTION

[0005] L'invention concerne un procédé de fabrication d'un élément de pièce d'horlogerie qui pallie les inconvénients susmentionnés de l'art antérieur en proposant une platine moins coûteuse et plus rapide à produire tout en ayant une précision au moins égale à celle de l'art antérieur.

[0006] A cet effet, invention concerne un procédé de réalisation d'une platine de montre cité ci-dessus dont le premier mode de réalisation se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

a) se munir du matériau au moins partiellement amorphe constitutif de l'élément;

b) réaliser ledit élément par matriçage à une température comprise entre sa température de transition vitreuse et sa température de cristallisation;

c) refroidir l'ensemble de sorte à solidifier ledit élément de montre; et

d) récupérer ledit élément.

[0007] Dans ce premier mode de réalisation, le procédé utilise les propriétés avantageuses de mise en forme des matériaux amorphes en l'appliquant à un procédé simple de forgeage. En effet, ces métaux amorphes ont la caractéristique particulière de se ramollir tout en restant amorphe dans un intervalle de température [Tg - Tx] donné propre à chaque alliage (avec Tg: température de transition vitreuse et Tx: température de cristallisation). Il est ainsi possible de les mettre en forme sous une faible contrainte de l'ordre du MPa et à des températures peu élevées pouvant descendre jusqu'à au moins 200°C selon le matériau. Cela permet alors de reproduire très précisément des géométries fines et précises car la viscosité de l'alliage diminue fortement et ce dernier épouse ainsi tous les détails des matrices. Cela convient alors typiquement pour une pièce complexe et précise telle qu'une platine de montre.

[0008] L'invention concerne également un second mode de réalisation qui se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

a) se munir du matériau constitutif de l'élément;

b) réaliser ledit élément par coulée dudit matériau dans un moule;

c) refroidir l'ensemble de sorte à donner audit élément une structure amorphe ; et

d) récupérer ledit élément.

[0009] Un avantage de ce mode de réalisation est qu'il est plus simple à réaliser et ne nécessitant pas l'utilisation d'une préforme amorphe. Effectivement, un tel procédé utilise des techniques simples de réalisation de pièces par fonderie rendant ainsi l'outillage à utiliser moins complexe associé à l'utilisation de la zone amorphe dudit matériau. Comme pour le premier mode de réalisation, cela permet alors de reproduire très précisément des géométries fines et précises car la viscosité de l'alliage diminue fortement et ce dernier épouse ainsi tous les détails du moule. Cette simplification permet alors un gain financier conséquent.

[0010] Des modes de réalisation avantageux de ce procédé font l'objet des revendications dépendantes 2 à 9 et 11 à 28.

[0011] Un autre avantage découle de cette capacité à parfaitement épouser les formes du moule. En effet, il peut être ainsi prévu de coupler les étapes de fabrication de la platine avec celles de décorations en même temps. Cette solution est envisageable en réalisant les décorations directement sur le moule ou les matrices afin de les reproduire directement pendant la fabrication de la platine. Cela permet ainsi un nouveau gain de temps et d'argent.

[0012] Enfin, l'utilisation des matériaux amorphes permet l'utilisation d'alliages plus résistants dit à hautes performances mécaniques. Ainsi la fabrication de la platine n'est plus assujettie à l'usinage du laiton. On comprend donc, par remploi de matériaux à hautes performances mécaniques, qu'il devient également possible de réduire les dimensions de ladite platine notamment son épaisseur avec de mêmes caractéristiques mécaniques.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0013] Les buts, avantages et caractéristiques du procédé selon la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée suivante de formes de réalisation de l'invention donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et illustrée par l'unique dessin annexé représentant le schéma fonctionnel du procédé selon l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE

[0014] Un mouvement de montre se compose d'une platine sur laquelle est fixée le mécanisme de la montre. Ainsi, la platine soutient les organes d'accumulation d'énergie, les organes de régulation et les organes moteurs dudit mouvement.

[0015] Dans le cas d'une montre mécanique, ces différents organes peuvent être fixés entre la platine et des ponts à l'aide de pivots. La présente invention consiste alors en un procédé de fabrication 1 d'éléments tels qu'un pont ou une platine pour une pièce d'horlogerie. Dans la description suivante, la réalisation de la platine sera prise comme exemple, la réalisation des ponts de la montre étant identique.

[0016] Un premier mode de réalisation consiste à utiliser le formage à chaud à l'aide d'une presse.

[0017] La première étape A₁ consiste en premier lieu à réaliser les matrices de la platine. Ces matrices ont chacune une face interne comprenant l'empreinte négative de la platine à réaliser. Ces matrices sont pourvues de moyens permettant l'évacuation du surplus de matière. Bien entendu, la réalisation de telles matrices ne faisant pas partie de l'objet de la présente invention, toutes les méthodes possibles pour réaliser ces matrices sont envisageables.

[0018] En second lieu, cette première étape A₁ consiste à se munir du matériau dans lequel la platine va être réalisée. Selon la présente invention, le matériau utilisé est un matériau au moins partiellement amorphe. Préférentiellement, on utilisera un matériau tellement amorphe, ledit matériau pouvant alors être un métal précieux ou non. Bien entendu, on pourra aussi prévoir que le métal est un alliage.

[0019] L'utilisation de matériau amorphe permet avantageusement une réduction des dimensions. En effet, les matériaux amorphes possèdent des caractéristiques de déformation et de limite élastique telles qu'ils puissent subir de plus fortes contraintes avant de se déformer plastiquement. Ainsi à contraintes équivalentes par rapport à une platine en matériau cristallin, une réduction des dimensions et notamment de l'épaisseur est envisageable.

[0020] Une fois muni des matrices et du matériau, l'étape suivante B₁ consiste à manipuler le tout afin de réaliser ledit élément.

[0021] En tout premier lieu, l'étape B₁ consiste à réaliser une préforme en matériau amorphe. Cette préforme consiste en une pièce d'aspect et de dimensions similaire à la pièce finale. Par exemple, dans le cas présent d'une platine, la préforme se présente sous la forme d'un disque. Il est alors nécessaire que ladite préforme ait toujours une structure amorphe.

[0022] Au préalable, les matrices sont disposées dans la presse à chaud. Ces matrices sont alors chauffées jusqu'à atteindre la température spécifique au matériau, préférentiellement, entre sa température de transition vitreuse Tg et sa température de cristallisation Tx.

[0023] Une fois les matrices mises en température, la préforme est disposée sur une des matrices. Une pression est alors exercée sur la préforme par rapprochement des matrices afin de répliquer leur forme sur ladite préforme en métal amorphe. Cette opération de pressage est effectuée pendant un laps de temps prédéfini. Une fois ce laps de temps écoulé, les matrices s'ouvrent afin que puisse commencer l'étape C de refroidissement de la pièce moulée.

[0024] Ce principe de formage à chaud offre avantageusement une grande précision des pièces obtenues. Cette précision est permise par maintien du matériau en métal amorphe, à une température située entre Tg et Tx. En effet, lorsqu'un matériau amorphe est chauffé jusqu'à cet intervalle températures, sa viscosité diminue fortement passant pour certains matériaux de 10²⁰ Pa.s^-1 à 10⁵ Pa.s^-1. Cela permet alors au matériau amorphe de mieux remplir les espaces desdites empreintes négatives de chaque matrice ce qui facilite la réalisation de pièces complexes.

[0025] Selon un deuxième mode de réalisation, la platine est réalisée par fonderie comme par exemple la coulée d'un métal liquide dans un moule. Pour ce faire, l'étape A₂ consiste en premier lieu à réaliser le moule de la platine par n'importe quelle méthode possible.

[0026] En second lieu, cette première étape consiste à se munir du matériau dans lequel la platine va être réalisée. Dans ce second mode de réalisation, il n'est pas utile d'utiliser absolument un matériau amorphe. En effet, peu importe que le matériau soit cristallin ou déjà amorphe puisque le principe de la coulée nécessite une mise sous forme liquide c'est-à-dire supérieur à Tx. Il n'est donc pas nécessaire d'avoir une structure cristalline particulière auparavant puis que la mise sous forme liquide déstructurera ledit matériau.

[0027] Cependant, comme la température de fusion des métaux amorphes est plus faible que celles de métaux cristallins, la mise en oeuvre du procédé se trouvant alors facilité. On pourra également prévoir que la coulée est du type par injection permettant au matériau sous forme liquide de mieux épouser les formes du moule.

[0028] Ensuite vient l'étape B₂ de mise en forme du matériau. Pour cela, le matériau constitutif de la platine est alors chauffé pour être mis sous forme liquide. Une fois liquéfié, ce matériau est injecté dans le moule.

[0029] Une fois le temps de pressage prédéterminé terminé, les matrices étant ouvertes ou non, selon le premier mode de réalisation A₁, B₁ ou le matériau coulé selon le deuxième mode de réalisation A₂, B₂, la prochaine étape consiste à solidifier ledit élément. Cette solidification consiste en une étape de refroidissement appelée l'étape C. cette étape C est effectuée de façon rapide afin de descendre au plus vite à une température inférieure à Tg. En effet, un refroidissement trop lent permet aux atomes de se structurer sous forme de maille et donc de cristalliser le métal alors qu'un refroidissement rapide permet de figer les atomes afin d'éviter qu'ils se structurent. Ainsi, si dans le cas du formage à chaud, le but est de conserver l'état au moins partiellement amorphe initial, dans le cas de la coulée, le but est d'obtenir un état amorphe ou au moins partiellement amorphe.

[0030] En effet, dans le deuxième mode de réalisation, l'utilisation de la coulée de métal puis de l'étape C de refroidissement pour en faire du métal amorphe, est plus précis que son équivalent en métal cristallin, En effet, comme le métal amorphe ne possède pas de structure cristalline lorsque celui-ci se solidifie, le métal amorphe ne subit que très peu les effets du retrait de matière dû à la solidification. Ainsi dans le cas d'un matériau cristallin, ce retrait de solidification peut atteindre 5 à 6% ce qui signifie que la pièce voit sa taille diminué de 5 à 6 % lors de la solidification. Dans le cas du métal amorphe, ce retrait est d'environ 0.5%.

[0031] La quatrième étape D consiste alors à récupérer ladite platine une fois celle-ci solidifié,

[0032] Avantageusement selon le procédé 1, une étape E est prévue après l'étape D. L'étape E consiste à insérer dans la platine des organes complémentaires tels que des paliers en rubis utilisés par exemple pour supporter des axes des roues dentées formant l'engrenage de la montre. Préférentiellement, cette insertion des paliers en rubis, lors de l'étape E, est réalisée par sertissage à chaud. Pour cela, la platine est chauffée localement à l'endroit où doit être inséré ledit palier, à une température comprise entre Tg et Tx. Une fois l'endroit mis à température, le palier en rubis est approché dudit endroit, puis enfoncé dans la platine.

[0033] Dans une première variante de cette étape E, le palier est chauffé à une température supérieure à Tg puis presser dans la platine. La chaleur dégagée par ledit palier chauffe localement la platine jusqu'à une température supérieure à Tg facilitant l'insertion.

[0034] Ensuite, la platine est refroidie rapidement pour garder l'état amorphe du métal et est ébavurée de tout surplus de matière. Cette étape E permet ainsi une meilleure accroche du palier dans la platine grâce à la capacité du matériau amorphe à bien épouser les contours. L'étape E permet également un gain de temps et financier de par sa simplicité.

[0035] Dans une deuxième variante, on pourra prévoir que le palier est directement placé dans le moule ou sur les matrices et inséré lors des étapes B₁ ou B₂.

[0036] Dans une troisième variante, on peut prévoir avantageusement que ces paliers sont directement intégrés dans la forme coulée ou matricée, pendant les étapes B₁ ou B₂ en formant un élément monobloc c'est-à-dire que les paliers font parties intégrante de l'élément et non une partie rapportée.

[0037] De manière avantageuse, le procédé 1 peut également prévoir une étape F de recristallisation de ladite platine. Pour cela, la platine est chauffée pour atteindre une température au moins égale à la température de cristallisation du métal amorphe. Le refroidissement est ensuite effectué afin que les atomes aient le temps de se structurer. Cette étape peut avoir lieu après l'étape de récupération D (en trait double à la figure 1) ou après l'étape E d'insertion des organes complémentaires (en trait simple à la figure 1). Cette recristallisation peut être utilisée afin de modifier avantageusement certaines propriétés physiques, mécaniques ou chimiques du matériau telles que la ténacité, la dureté ou le coefficient de friction.

[0038] Une variante du procédé 1 consiste à réaliser des décorations lors de l'étape B₁ ou B₂ des modes de réalisation ci-dessus. Pour cela, les décorations de la platine telles que des décorations du type côte de Genève, perlage, satinage ou guillochage sont réalisées directement dans les empreintes négatives dudit moule ou desdites matrices. Ainsi, en plus des avantages cités précédemment, cette variante permet également de se passer du lourd l'outillage utilisé actuellement pour réaliser ces décorations en série. On comprend que le procédé 1 permet donc la réalisation d'une platine décorée de manière plus rapide et, incidemment, de manière moins chère.

[0039] D'autre part, il pourra être prévu de réaliser directement les taraudages des pas de vis lors de l'étape B₂ du deuxième mode de réalisation. Cette opération serait alors effectuée lors de la coulée par des inserts prévus dans le moule.

[0040] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations et/ou combinaisons évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de invention exposée ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications annexées.

[0041] On comprendra que la platine peut être de forme carrée ou rectangulaire et que les paliers en rubis ne sont pas les seuls organes complémentaires à pouvoir être insérés.

Revendications

1. Procédé de réalisation d'un élément de pièce d'horlogerie caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

a) se munir (A₁) du matériau au moins partiellement amorphe constitutif de l'élément ;

b) réaliser (B₁) ledit élément par matriçage à une température comprise entre sa température de transition vitreuse et sa température de cristallisation;

c) refroidir (C) l'ensemble de sorte à solidifier ledit élément de pièce d'horlogerie ; et

d) récupérer (D) ledit élément.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape b) comporte les étapes suivantes:

• réaliser une préforme avec le dit matériau au moins partiellement amorphe;

• chauffer les matrices entre lesdites températures ;

• placer la préforme entre les matrices ; et

• exercer une pression sur la préforme à l'aide des matrices pendant un temps prédéterminé afin de répliquer leur forme sur chacune des faces de la préforme,

et en ce que l'étape c) consiste à refroidir ledit élément de sorte à conserver l'état au moins partiellement amorphe.

3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les matrices comportent des inserts.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque insert est destiné à réaliser une forme dans l'élément de pièce d'horlogerie.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite forme est un palier.

6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite forme est une décoration.

7. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque insert forme un organe destiné à être intégré dans ledit élément de pièce d'horlogerie.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit organe est un palier.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit organe est une décoration.

10. Procédé de réalisation d'un élément de pièce d'horlogerie caractérisé en ce qu'il' comprend les étapes suivantes :

a) se munir (A₂) du matériau constitutif de l'élément;

b) réaliser (B₂) ledit élément par coulée dudit matériau dans un mode ;

c) refroidir (C) l'ensemble de sorte à donner audit élément une structure amorphe ; et

d) récupérer (D) ledit élément.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moulage par couplée est du type par injection,

12. Procédé selon les revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que le moule comporte des inserts.

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que chaque insert est destiné à réaliser une forme dans l'élément de pièce d'horlogerie.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite forme est un taraudage.

15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite forme est un palier.

16. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite forme est une décoration.

17. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que chaque insert forme un organe destiné à être intégré dans ledit élément de pièce d'horlogerie.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que ledit organe est un palier.

19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que ledit organe est une décoration.

20. Procédé selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le procédé (1) comprend en outre l'étape consistant à insérer (E) au moins un organe complémentaire dans l'élément par sertissage à chaud.

21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'insertion (E) dudit élément comporte les étapes suivantes :

• chauffer localement la surface de l'élément devant recevoir l'organe à une température comprise entre sa température de transition vitreuse et sa température de cristallisation ; et

• exercer une pression sur ledit organe afin que ce dernier s'insère dans ledit élément.

22. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'insertion (E) dudit élément comporte les étapes suivantes

• chauffer l'organe devant être reçu sur la surface de l'élément à une température supérieure à la température de transition vitreuse ; et

• exercer une pression sur ledit organe afin que ce dernier s'insère dans ledit élément.

23. Procédé selon l'une des revendications 20 à 22, caractérisé en ce que ledit au moins un organe complémentaire comporte un palier en rubis.

24. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé (1) comprend en outre l'étape consistant à cristalliser (F) l'élément,

25. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau utilisé est totalement amorphe.

26. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau comporte au moins une partie métallique.

27. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément est une platine.

28. Procédé selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisé en ce que l'élément est un pont.

Dessins