PROCÉDÉ DE COLLAGE DE COMPOSANTS HORLOGERS

Abstract

 L'invention concerne un procédé de collage de composants horlogers, comprenant l'application d'une colle sur un premier et/ou un second composant horloger à coller l'un sur l'autre et la formation d'une couche d'accrochage sur au moins un des premier et second composants à coller par projection d'une composition de primaire dans une zone de liaison localisée suivie de la solidification de la composition de primaire. La formation de la couche d'accrochage est effectuée avant l'application de la colle si la colle est appliquée sur le(s) même(s) composant(s) que la couche d'accrochage et.

Description

Domaine Technique

[0001] La présente invention a trait au domaine de l'horlogerie et concerne plus particulièrement un procédé de collage de composants horlogers visant à former un ensemble monobloc de composants horlogers.

Arrière-plan technologique

[0002] Dans le domaine de l'horlogerie, certains composants horlogers peuvent être assemblés entre eux au moyen d'une colle (adhésif liquide au moment de son application).

[0003] A titre d'exemple, dans un échappement à ancre d'une montre mécanique, des palettes (ou « levées, généralement en rubis) sont fixées sur l'ancre par collage, typiquement au moyen d'une gomme-laque dissoute dans un solvant alcool. La gomme-laque est une résine naturelle thermofusible, c'est-à-dire qu'elle est mielleuse à des températures supérieures à sa température de fusion (T_f) et solide en dessous de sa température de fusion (T_f) ou de sa température de transition vitreuse (T_g). Selon le processus de fabrication de l'ancre, il est possible que le résultat du collage ne soit pas en conformité avec les exigences, soit parce que la tenue mécanique de la palette est insuffisante, soit parce que l'esthétique de la goutte est en-dehors des spécifications. Dans les deux cas, la cause de la non-conformité est souvent un problème de tension de surface.

[0004] La gomme-laque est sécrétée par la femelle de la cochenille dans les forêts du sud-est asiatique. La composition de la laque dépend fortement du régime alimentaire des cochenilles et de la saison de récolte. La substance récoltée est purifiée et traitée mais la pureté et la composition obtenues ne sont jamais garanties. Il est donc très difficile si ce n'est impossible de de garantir dans la durée les performances constantes de ce produit naturel.

[0005] D'autre part, les processus industriels sont insuffisamment robustes pour garantir une propreté du corps de l'ancre et donc une tension de surface toujours identique. Il peut y avoir des pollutions diverses physiques ou chimiques, comme des particules, des adsorptions d'eau ou d'autres substances, qui toutes modifient la réaction de la surface lors du dépôt de la gomme-laque.

[0006] Les palettes sont complètement ou partiellement épilamées selon les besoins. Un épilame est un produit qui modifie dans un sens ou dans un autre la tension superficielle du support. Il se présente généralement sous la forme d'une couche moléculaire invisible hydrophobe et oléophobe, et est déposée afin d'éviter l'étalement d'un lubrifiant ou de ses composants. L'épilame accroche le lubrifiant pour qu'il reste en place soit il le repousse pour le maintenir dans des zones bien déterminées. Grâce à l'épilamage, la tension de surface est censée être maîtrisée. On constate toutefois que durant le processus d'épilamage, il est régulièrement fait recours à des opérations de nettoyage de composants après des étapes de fabrication potentiellement salissantes. De tels nettoyages peuvent dégrader au moins partiellement l'effet épilame, ce qui occasionne des fluctuations dans les propriétés de surface au détriment du collage des palettes. À l'inverse, il est possible de recourir à des épilames résistants. Ceux-ci conduisent cependant à des tensions de surface incompatibles avec le mouillage de la surface par la gomme-laque. Dans ce cas, il est impossible de coller la palette puisque la gomme-laque aura tendance à fuir la surface épilamée.

[0007] Un autre exemple de composants horlogers assemblés par collage se trouve au niveau du balancier et concerne plus précisément le spiral collé sur son piton.

[0008] Un objectif de la présente invention consiste à proposer une préparation d'un composant horloger au collage.

Description générale de l'invention

[0009] Un aspect de l'invention concerne un procédé de collage de composants horlogers, comprenant l'application d'une colle sur un premier et/ou un second composant horloger à coller l'un sur l'autre et la formation d'une couche d'accrochage (apprêt, primaire d'adhésion) sur au moins un des premier et second composants à coller par projection d'une composition de primaire dans/sur une zone de liaison localisée sur une portion d'une face de chacun de ces premier et deuxième composants. La colle est ainsi appliquée de manière à former une couche de colle. Cette application de la colle, ou encore la formation de cette couche de colle, est ensuite suivie de la solidification de la composition de primaire. On notera que la zone de liaison peut être appelée zone de collage. La formation de la couche d'accrochage est effectuée avant l'application de la colle si la colle est appliquée sur le(s) même(s) composant(s) que la couche d'accrochage et, au besoin, avant de mettre en contact les premier et second composants horlogers.

[0010] L'invention propose notamment de déposer la couche d'accrochage par projection. Celle-ci peut être effectuée, p.ex., au moyen de la technologie Aerosol Jet (marque de fabrique de la société Optomec) ou par toute autre technologie d'impression numérique. Ces technologies permettent aujourd'hui le dépôt de matériaux fluides de manière très précise tant en volume qu'en localisation. Elles peuvent être adaptées aux composants horlogers, comme l'indiquent les demandes de brevet WO 2016/203063 et EP1172714. La présente invention exploite notamment le potentiel de précision de cette technologie de dépôt pour préparer des composant horlogers au collage. Le fait de recourir à une couche d'accrochage déposée par impression numérique permet de doter les composants d'une zone de collage précisément délimitée et présentant une tension de surface adaptée à la colle. Ceci rend possible l'utilisation d'épilames plus résistants qui ne sont pas ou seulement peu mouillables par la colle que l'on souhaite employer.

[0011] De préférence, la projection de la composition de primaire fluide est effectuée par une buse de projection montée mobile sur un bras de robot multiaxes pour changer son orientation par rapport au premier et/ou second composants sur lequel la couche d'accrochage doit être formée. De manière alternative, la projection de la composition de primaire peut être effectuée essentiellement verticalement du haut vers le bas par une buse de projection, le premier et/ou second composants sur lequel la couche d'accrochage doit être formée étant dans ce cas monté mobile sur un bras de robot multiaxes pour changer son orientation par rapport à la buse de projection. Cette deuxième possibilité a l'avantage que le jet peut rester vertical, ce qui pourra faciliter une délimitation précise de la couche d'accrochage.

[0012] La composition de primaire peut comprendre un matériau durcissable par rayonnement (ultraviolet et/ou faisceau d'électrons) et dans ce cas la solidification de la couche de composition de primaire est effectuée par exposition au rayonnement.

[0013] La composition de primaire peut également comprendre un matériau thermodurcissable auquel cas la solidification de la couche de composition de primaire est effectuée par traitement thermique.

[0014] La composition de primaire peut se présenter ou la forme d'une encre comprenant la composition de primaire dissoute ou suspendue dans un solvant. La composition de primaire pourrait également se présenter sous forme de résine polymérique (avec ou sans charges minérales) comprenant des diluants réactifs au lieu de solvants volatiles.

[0015] Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins un des premier et second composants horlogers à coller l'un sur l'autre est épilamé. La couche d'accrochage peut être formée sur le composant horloger épilamé.

[0016] La colle pourrait comprendre de la gomme-laque. De manière alternative, la colle pourrait comprendre une colle époxy.

[0017] Selon un mode de réalisation spécifique, il s'agit de coller l'un sur l'autre des composants horlogers dont au moins l'un est épilamé au moyen d'une colle comprenant de la gomme-laque. Dans ce cas, la couche d'accrochage possède de préférence une affinité chimique et/ou physique aussi bien pour la gomme-laque que pour l'épilame. On note que les deux composants horlogers pourraient être épilamés.

[0018] On note que la colle pourrait être appliquée à l'aide de la même technologie que la couche d'accrochage. Plus précisément, la colle pourrait être appliquée par une buse de projection de colle, la buse de projection étant :

• montée mobile sur un bras de robot multiaxes pour changer son orientation par rapport au premier et/ou second composants sur lequel la colle doit être appliquée ; ou
• essentiellement verticalement du haut vers le bas, et le premier et/ou second composants sur lequel colle doit être appliquée étant monté mobile sur un bras de robot multiaxes pour changer son orientation par rapport à la buse de projection de colle.

[0019] On remarquera que divers composants horlogers peuvent être collés ensemble grâce à la présente invention. Par exemple :

• le premier composant horloger peut être une ancre d'échappement et le second composant horloger une palette d'ancre,
• le premier composant horloger peut être un piton de balancier et le second composant horloger un ressort spiral de balancier,
• le premier composant horloger peut être une planche de mobile et le second composant horloger un axe, p.ex. un axe en métal,
• le premier composant horloger peut être un plot d'index et le second composant horloger un cadran.

[0020] La liste des composants qui pourraient être collés n'est pas exhaustive. L'invention peut servir à améliorer le collage de composants horlogers qui sont déjà actuellement fixés l'un sur l'autre par collage (comme dans le cas de l'ancre et de ses palettes). L'invention pourrait cependant être utile pour permettre le collage de composants horlogers qui sont actuellement fixés par d'autres moyens, (p.ex. par serrage ou rivetage). On pense notamment à une planche mobile de conception fragile (du fait de sa faible épaisseur et/ou du fait d'être réalisé en un matériau fragile comme, p.ex., le silicium) sur un axe en métal (p.ex. en acier). Le collage de ces composants horlogers permettrait d'éviter ou au moins de réduire la déformation ou la rupture de la planche due au rivetage ou à la chasse tout en garantissant la cohésion entre la planche et son axe lors des sollicitations qui leur sont appliquées.

[0021] La couche d'accrochage pourrait être à base de polymère(s), p.ex. de polyuréthane, des acrylates ou encore des époxydes. On notera que pour les métaux nobles, certains produits contenant des thiols peuvent être utilisés. Il est entendu que l'homme du métier choisira la composition de primaire en fonction de la nature des composants horlogers, respectivement de la colle. On note qu'en cas de composition de primaire sur base de polymères, les polymères qui subissent une réticulation (irréversible) sont préférés. Par contre, en ce qui concerne la colle, pour le collage de certains composants, une colle thermodurcissable est préférable alors que dans d'autres cas, on recourt plutôt à de la colle thermoplastique.

[0022] Les divers aspects de l'invention permettent d'améliorer le collage de composants d'horlogerie, de réduire l'impact de salissures, d'utiliser des épilames plus résistants et/ou de faciliter l'application de la colle dans le respect des critères de qualité de la goutte (position, quantité).

[0023] Un autre aspect de l'invention concerne sur un ensemble monobloc de composants horlogers comprenant des premier et deuxième composants susceptibles d'être reliés l'un à l'autre à partir d'un tel procédé de collage.

Dans d'autres modes de réalisation :

[0024] 

• L'ensemble monobloc comprend une partie de liaison reliant des zones de liaison des premier et deuxième composants ;
• la partie de liaison est formée d'une couche de colle et d'une couche d'accrochage notamment une couche de composition de primaire ;
• le premier composant horloger est une ancre d'échappement et le second composant horloger est une palette d'ancre ;
• le premier composant horloger est un piton de balancier et le second composant horloger est un ressort spiral ;
• le premier composant horloger est planche de mobile et le second composant horloger est un axe, et
• le premier composant horloger est un plot d'index et le second composant horloger est un cadran.

[0025] Un autre aspect de l'invention concerne une pièce d'horlogerie comprenant un tel ensemble monobloc de composants horlogers.

Brève description des dessins

[0026] D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de certains modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration, avec référence aux dessins annexés qui montrent :

Fig. 1: le schéma d'un premier mode de réalisation d'un procédé de collage selon l'invention ;

Fig. 2: le schéma d'un deuxième mode de réalisation d'un procédé de collage selon l'invention.

Description détaillée de modes de réalisation de l'invention

[0027] Les figures 1 et 2 illustrent, de manière schématique, des modes de réalisation d'un procédé de collage selon l'invention. Comme discuté plus haut, le procédé selon l'invention peut être employé pour coller les palettes 12, 14 sur l'ancre 16 de l'échappement 10 d'une montre mécanique. Les figures montrent un échappement 10 à ancre suisse. Il comprend une roue d'échappement 18, typiquement en acier trempé et poli. L'ancre 16 relie la roue d'échappement au balancier (dont les figures montrent le petit plateau 20, le grand plateau 22 et l'axe 24) et peut basculer entre deux positions au rythme imposé par l'ensemble balancier et spiral. À chaque alternance, la roue d'échappement 18 donne une impulsion à l'ancre 16, qui la transfère au balancier de sorte à entretenir les oscillations de ce dernier. Les palettes 12, 14 sont typiquement réalisées en rubis, à cause de sa dureté et de son faible coefficient de frottement, collés sur l'ancre 16 au moyen d'une colle à base de gomme-laque.

[0028] Les palettes 12, 14 sont complètement ou partiellement épilamées selon les besoins. Grâce à l'invention, il est possible de recourir à des épilames résistants, car les zones de collage sur les palettes 12, 14 peuvent être préparées avant l'application de la gomme-laque à l'aide d'une couche d'accrochage, qui ajuste la tension de surface de sorte à permettre de manière satisfaisante le mouillage de la surface par la gomme-laque. On forme la couche d'accrochage en appliquant une composition de primaire par un procédé d'impression numérique directe sur le composant. On peut notamment déposer la couche d'accrochage par projection de la composition de primaire sous forme d'encre 26. La quantité d'encre et la position de chaque gouttelette sont précisément contrôlées par une unité de commande 28 (p.ex. un microprocesseur, un ordinateur, etc.) L'unité de commande 28 règle notamment la position et l'orientation du composant par rapport à la buse de projection de l'encre. La possibilité d'orienter et de positionner la buse de projection 30 par rapport au support d'impression est schématiquement indiquée au numéro de référence 32.

[0029] Le composant sur lequel on imprime pourrait rester immobile pendant l'impression. Dans ce cas, la projection de la composition de primaire est effectuée par une buse de projection 30 montée mobile, p.ex. sur un bras de robot multiaxes pour changer son orientation par rapport au composant, c.-à-d., dans le cas illustré, la palette 12 ou 14 ou l'ancre 16. De préférence, la buse de projection 30 reste toutefois orientée verticalement du haut vers le bas pendant l'impression, et le composant est dans ce cas monté mobile, p.ex. sur un bras de robot multiaxes, pour changer son orientation par rapport à la buse de projection 30.

[0030] Après le dépôt sur la surface du composant, la composition de primaire est solidifiée. Ceci doit se faire en fonction des propriétés de la composition de primaire, p.ex. par rayonnement UV ou par faisceau d'électrons en cas de matériau durcissable aux rayonnements, par traitement thermique en cas de matériau thermodurcissable, par frittage au laser (« laser sintering »), ou simplement par évaporation du solvant. On notera qu'une telle évaporation peut être naturelle ou forcée. La méthode de durcissement pourrait combiner plusieurs de ces possibilités, p.ex. pour accélérer le durcissement.

[0031] Outre les palettes 12, 14, on peut également appliquer une couche d'accrochage sur l'ancre 16. La composition de la couche d'accrochage peut être la même que celle qui est appliquée sur les palettes 12, 14, à condition que l'adhésion sur les deux types de composants soit assez forte. Alternativement, on utilisera des couches d'accrochage différentes sur l'ancre 16 et les palettes 12, 14. Dans ce contexte, ces palettes 12, 14 et l'ancre 16 forment alors un ensemble monobloc de composants horlogers.

[0032] Alors que la figure 1 montre schématiquement un mode dans lequel la composition de primaire est constituée d'un fluide unique, la figure 2 illustre le cas où la composition de primaire est de type bi-composant mélangé in situ. Dans ce cas, deux fluides réactifs 26a et 26b sont réunis sur le composant horloger dans la zone de collage.

[0033] Un autre aspect de l'invention concerne un ensemble monobloc de composants horlogers comprenant des premier et deuxième composants susceptibles d'être reliés l'un à l'autre à partir d'un tel procédé. Un tel ensemble monobloc comprend une partie de liaison reliant des zones de liaison des premier et deuxième composants. Cette partie de liaison est formée d'une couche de colle et d'une couche d'accrochage notamment une couche de composition de primaire. Dans cet ensemble monobloc :

• le premier composant horloger est une ancre d'échappement et le second composant horloger est une palette d'ancre ;
• le premier composant horloger est un piton de balancier et le second composant horloger est un ressort spiral ;
• le premier composant horloger est planche de mobile et le second composant horloger est un axe ;
• le premier composant horloger est un plot d'index et le second composant horloger est un cadran.

[0034] Un autre aspect de l'invention concerne une pièce d'horlogerie comprenant un tel ensemble monobloc de composants horlogers.

[0035] Alors que des modes de réalisation particuliers viennent d'être décrits en détail, l'homme du métier appréciera que diverses modifications et alternatives à ceux-là puissent être développées à la lumière de l'enseignement global apporté par la présente divulgation de l'invention. Par conséquent, les agencements et/ou procédés spécifiques décrits ci-dedans sont censés être donnés uniquement à titre d'illustration, sans intention de limiter la portée de l'invention, qui est déterminée par l'étendue des revendications rattachées.

Revendications

1. Procédé de collage de composants horlogers, comprenant l'application d'une colle sur un premier et/ou un second composant horloger à coller l'un sur l'autre, caractérisé par la formation d'une couche d'accrochage sur au moins un des premier et second composants à coller par projection d'une composition de primaire dans une zone de liaison localisée du premier ou du second composant, ladite application étant suivie de la solidification de la composition de primaire, la formation de la couche d'accrochage étant effectuée avant l'application de la colle si la colle est appliquée sur le même composant que la couche d'accrochage.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la projection de la composition de primaire est effectuée par une buse de projection montée mobile sur un bras de robot multiaxes pour changer son orientation par rapport au premier et/ou second composants sur lequel la couche d'accrochage doit être formée.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la projection de la composition de primaire est effectuée essentiellement verticalement du haut vers le bas par une buse de projection, et dans lequel le premier et/ou second composants sur lequel la couche d'accrochage doit être formée est monté mobile sur un bras de robot multiaxes pour changer son orientation par rapport à la buse de projection.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la composition de primaire comprend un matériau durcissable par rayonnement et dans lequel la solidification de la couche de composition de primaire est effectuée par exposition au rayonnement.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la composition de primaire comprend un matériau thermodurcissable et dans lequel la solidification de la couche de composition de primaire est effectuée par traitement thermique.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins un des premier et second composants horlogers à coller l'un sur l'autre est épilamé.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche d'accrochage est formée sur le composant horloger épilamé.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la colle comprend de la gomme-laque.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la colle comprend de la gomme-laque et dans lequel la couche d'accrochage possède une affinité chimique et/ou physique aussi bien pour la gomme-laque que pour l'épilame.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la colle est appliquée par une buse de projection de colle, la buse de projection étant :

i. montée mobile sur un bras de robot multiaxes pour changer son orientation par rapport au premier et/ou second composants sur lequel la colle doit être appliquée ; ou

ii. essentiellement verticalement du haut vers le bas, et le premier et/ou second composants sur lequel colle doit être appliquée étant monté mobile sur un bras de robot multiaxes pour changer son orientation par rapport à la buse de projection de colle.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la couche d'accrochage est à base de polymère(s), p.ex. de polyuréthane.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition de primaire est constituée d'un fluide unique ou est de type bi-composant mélangé in situ.

13. Ensemble monobloc de composants horlogers comprenant des premier et deuxième composants susceptibles d'être reliés l'un à l'autre à partir d'un procédé de collage selon l'une quelconque des revendications précédentes.

14. Ensemble monobloc de composants horlogers selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une partie de liaison reliant des zones de liaison des premier et deuxième composants.

15. Ensemble monobloc de composants horlogers selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie de liaison est formée d'une couche de colle et d'une couche d'accrochage notamment une couche de composition de primaire.

16. Ensemble monobloc de composants horlogers selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que :

- le premier composant horloger est une ancre d'échappement et le second composant horloger est une palette d'ancre ;

- le premier composant horloger est un piton de balancier et le second composant horloger est un ressort spiral ;

- le premier composant horloger est planche de mobile et le second composant horloger est un axe ;

- le premier composant horloger est un plot d'index et le second composant horloger est un cadran

17. Pièce d'horlogerie comprenant un ensemble monobloc de composants horloger selon l'une quelconque des revendications 12 à 15.

Dessins