<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de préparation des surfaces métalliques en vue de leur gravure.
Dans certaines branches de la technique (la mécanique de pré- cision et l'optique par exemple) le problème se pose de graver très finement des surfaces métalliques, pour y former par exemple un réseau d'éléments lenticulaires, dont la largeur est de l'ordre du dixième, voire du centième de millimètre. De telles gravures demandent d'une part une précision extrême de la machine qui les exécute, et exigent encore que le métal qui doit recevoir la gravure présente certaines qualités. En effet, pour que l'outil de gravure (généralement un dia- mant) travaille dans de bonnes conditions, ce métal doit être parfaite- ment pur, "gras", et de grain très fin.
La Société déposante a par ailleurs résolu des difficultés inhérentes à la machine elle-même.
La présente invention a pour objet un procédé de préparation des surfaces métalliques, propre à leur conférer toutes les qualités désirables. ,
<Desc/Clms Page number 2>
Des études approfondies l'on conduite à la conclusion que, seul, un métal électrolytique en dépôt très mince et obtenu très lentement pouvait satisfaire aux conditions posées. liais la vitesse d'un tel dépôt, pour qu'il présente les caractéristiques requises, est si faible qu'il ne peut être pratiquement question d'obtenir de la sorte une feuille de métal homogène, d'épaisseur suffisante pour pouvoir être ultérieurement manipulée et servir de matrice.
Conformément à l'invention, on utilise donc une feuille de métall du commerce. Cette feuille est enroulée et tendue de manière convenable sur le cylindre porte-ouvrage du tour à graver. Elle est ensuite soumise à l'opération complète de la gravure, et présente donc les défauts (trace d'arrachage et de "broutage") Inhérents à la qualité du métal qui la constitue.
C'est alors seulement qu'on dépose à sa surface, par voie électrolytique.et sans la démonter du cylindre porte-ouvrage, c'est-à- dire en faisant entrer celui-ci dans le circuit électrique, une très mince couche de métal "nalssant". Celle-ci épouse la surface déjà gravée, et y forme une surépaisseur régulière, qui comble les lrrégu- larités tésultant de la nature même du métal principal de la feuille.
On effectue ensuite des passes de finition de gravure très légères, qui n'intéressent en tous cas que l'épaisseur de la couche électrolytique qui vient d'être déposée.
L'outil, qui ne pénètre que dans un métal parfaitement pur, très tendre et de grain/fin , découvre alors une surface très brillante, et exempte de toute trace d'arrachage.
Toute tendance au "broutage" est d'autre part supprimée du fait que ledit outil, bien que détachant un copeau très mince, traè vaille cependant à pleine coupe, sur toute sa largeur utile, puisqu'il doit seulement alors enlever une épaisseur régulière dans un sillon déjà complètement creusé.
<Desc/Clms Page number 3>
Les dessins annexés donnent à simple titre d'exemple une illus- tration du procédé que l'on vient d'exposer. Dans ces dessins, très schématiques et tracés sans aucune considération d'échelle, pour plus de clarté :
Les figures 1 et 2 sont des vues de face et de profil de la feuille à graver, tendue sur le cylindre porte-ouvrage.
La figure 3 montre la même feuille en cours de gravure.
La figure 4 représente l'installation du bain électrolytique sur le tour à gr aver lui-même..
La figure 5 montre en coupe et à plus grande échelle le dépôt électrolytique formé.
La figure 6 représente de la même manière la gravure terminée, et détachée du cylindre.
Dans les figures 1 et 2, on a désigné en 1 la feuille de métal à graver, en 2 le cylindre porte-ouvrage. La feuille 1 est tendue sur celui-ci grâce à un moyen quelconque, par exemple à l'aide du dispositif 3.
La gravure est entièrement achevée de la mbniére indiquée dans la figure 3, en utilisant l'outil 4 qui donne naissance aux gorges 5. Celles-ci constituent les matrices de lentilles cylindri- ques convergentes juxtaposées.
Comme.le montre la figure 4, on installe ensuite sous le cylindre un bac 6 contenant le bain électrolytique choisi, dans lequel plonge partiellement ce cylindre et la gravure qu'il porte.
Le dépôt est effectuéen maintenant le cylindre en rotation continue.
On obtient ainsi, sur la feuille métallique 1, la couche de métal natif 7 très pur indiquée dans la figure 5. On voit que cette couche d'épaisseur uniforme, épouse exactement le profil ,de la gravure.
Au coursdespasses de fini tion, auxquelleson procède ensui- te, l'outil n'enlève qu'une partie seulement de l'épaisseur de cette
<Desc/Clms Page number 4>
couche, ainsi qu'on l'a montré dans la figure 6. Comme on l'a mention- né plus haut, le copeau que cet outil détache à chaque passe est d'épaisseur uniforme et de largeur constante, conditions tres favora- bles à l'obtention d'une sur face de coupe présentant un beau poli.
On conçoit qu'il eût été impossible d'obtenir un tel résul- -tat si l'on avait détaché la feuille 1 du cylindre, pour la charger électrolytiquement dans une Installation de galvanoplastie séparée, Quelles que soient les précautions prises, elle eût présenté, dans ce cas, après son remontage sur le, cylindre 1, un décalage ou un excentre- aent dépassant de beaucoup l'épaisseur très faible de cuivre électroly- tiqua, déposé dans les conditions indiquées. Au cours des passes de gra- vure finales, l'outil aurait alors inévitablement découvert dans cer- taines zones le métal de .support.
Exemple
En vue de la fabrication de sélecteurs optiques pour la pho- tographie en relief :
1) on grave sur une feuille de cuivre du commerce,épaisse de 0,5 mm, des sillons jointifs d'une largeur de 0,4 mm et d'une pro- fondeur de 0,03 mm.
2) sous une intensité de 5 ampères, on dépose ensuite sur cette gravure, en 15 heures d'électrolyse sur le tour à graver lui- même, une couche de cuivre dont l'épaisseur atteint environ 0,01 mm.
3) ompeut ensuite effectuer 2 ou 3 passes de finition, en détachant chaque fois un copeau de 0,002 mm environ d'épaisseur, sans découvrir le métal de support.
La gravure ainsi terminée ne présente plus aucun des défauts de surface qu'on avait pu relever apres la lère phase de l'opération.
Il est bien évident que le procédé de préparation que l'on vient de décrire, à titre d'exemple, appliqué 4 une feuille métallique
<Desc/Clms Page number 5>
enroulée sur un cylindre en vue de sa gravure s'applique faut aussi bien dans le cas d'un cylindre gravé directement, ou encore dans le cas d'une feuille métallique gravée à plat.
En outre, le métal de support ne doit pas nécessairement être le même que le métal d'apport.
<Desc / Clms Page number 1>
Process for preparing metal surfaces for their etching.
In certain branches of the technique (precision mechanics and optics for example) the problem arises of very finely etching metal surfaces, in order to form there, for example, a network of lenticular elements, the width of which is 1 order of a tenth or even a hundredth of a millimeter. Such engravings require on the one hand an extreme precision of the machine which executes them, and also require that the metal which is to receive the engraving has certain qualities. In fact, for the engraving tool (generally a diamond) to work under good conditions, this metal must be perfectly pure, "fat", and of very fine grain.
The Applicant Company has also resolved difficulties inherent in the machine itself.
The present invention relates to a process for preparing metal surfaces, suitable for giving them all the desirable qualities. ,
<Desc / Clms Page number 2>
Extensive studies have led to the conclusion that only a very thin deposited electrolytic metal which is obtained very slowly could satisfy the conditions set. but the speed of such a deposit, so that it has the required characteristics, is so low that there is practically no question of obtaining in this way a homogeneous metal sheet, of sufficient thickness to be able to be subsequently handled and serve as a matrix.
In accordance with the invention, therefore, a commercial metal foil is used. This sheet is wound and stretched in a suitable manner on the work cylinder of the engraving lathe. It is then subjected to the complete operation of the engraving, and therefore presents the defects (traces of tearing and "grazing") inherent in the quality of the metal which constitutes it.
It is only then that one deposits on its surface, electrolytically and without removing it from the work cylinder, that is to say by making the latter enter the electrical circuit, a very thin layer of "nalssant" metal. This follows the surface already engraved, and forms there a regular extra thickness, which fills the irregularities resulting from the very nature of the main metal of the sheet.
Very light etching finishing passes are then carried out, which in any case only concern the thickness of the electrolytic layer which has just been deposited.
The tool, which penetrates only in a perfectly pure metal, very soft and of grain / fine, then discovers a very shiny surface, and free of all traces of tearing.
Any tendency to "chatter" is on the other hand suppressed by the fact that said tool, although it detaches a very thin chip, nevertheless works at full cut, over its entire useful width, since it only then has to remove a regular thickness in a furrow already completely dug.
<Desc / Clms Page number 3>
The accompanying drawings give, by way of example, an illustration of the process which has just been described. In these drawings, very schematic and drawn without any consideration of scale, for greater clarity:
Figures 1 and 2 are front and side views of the sheet to be engraved, stretched over the work cylinder.
Figure 3 shows the same sheet being etched.
Figure 4 shows the installation of the electrolytic bath on the grilling lathe itself.
FIG. 5 shows in section and on a larger scale the electrolytic deposit formed.
FIG. 6 represents in the same way the engraving completed, and detached from the cylinder.
In Figures 1 and 2, the metal sheet to be engraved has been designated at 1, and at 2 the work cylinder. The sheet 1 is stretched over it by any means, for example using the device 3.
The engraving is fully completed in the manner shown in Figure 3, using the tool 4 which gives rise to the grooves 5. These constitute the matrices of juxtaposed converging cylindrical lenses.
As shown in FIG. 4, a tank 6 containing the chosen electrolytic bath is then installed under the cylinder, in which this cylinder and the engraving it bears partially immersed.
The deposit is made by keeping the cylinder in continuous rotation.
In this way, on the metal sheet 1, the very pure native metal layer 7 shown in FIG. 5 is obtained. It can be seen that this layer of uniform thickness, exactly matches the profile of the engraving.
During the finishing passes, which are then carried out, the tool removes only part of the thickness of this
<Desc / Clms Page number 4>
layer, as shown in figure 6. As mentioned above, the chip that this tool detaches at each pass is of uniform thickness and constant width, very favorable conditions. to obtain a cutting surface with a beautiful polish.
It is understandable that it would have been impossible to obtain such a result if the sheet 1 had been detached from the cylinder, in order to charge it electrolytically in a separate electroplating plant. Whatever the precautions taken, it would have presented , in this case, after its reassembly on the cylinder 1, an offset or an eccentricity greatly exceeding the very small thickness of electrolytic copper, deposited under the conditions indicated. During the final etching passes the tool would then inevitably have exposed the backing metal in certain areas.
Example
For the manufacture of optical selectors for relief photography:
1) on a commercial copper foil, 0.5 mm thick, contiguous grooves with a width of 0.4 mm and a depth of 0.03 mm are engraved.
2) under an intensity of 5 amperes, a layer of copper is then deposited on this etching, in 15 hours of electrolysis on the engraving lathe itself, a layer of copper the thickness of which reaches approximately 0.01 mm.
3) You can then carry out 2 or 3 finishing passes, each time removing a chip approximately 0.002 mm thick, without revealing the support metal.
The engraving thus completed no longer exhibits any of the surface defects which had been observed after the 1st phase of the operation.
It is obvious that the preparation process which has just been described, by way of example, applied to a metal foil
<Desc / Clms Page number 5>
wound on a cylinder with a view to its engraving is equally applicable in the case of a cylinder engraved directly, or in the case of a metal sheet engraved flat.
Also, the support metal does not have to be the same as the filler metal.