CH712599B1 - Method for manufacturing a ceramic watch component. - Google Patents
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Abstract
L’invention se rapporte à la fabrication d’un composant horloger en céramique obtenu par remplissage d’un moule (3) structuré par photolithographie d’un matériau précurseur (5 2 ) de la céramique souhaitée. Le moule (3) est retiré avant la transformation du matériau précurseur (5 2 ) en céramique.The invention relates to the manufacture of a ceramic timepiece component obtained by filling a mold (3) structured by photolithography with a precursor material (5 2) of the desired ceramic. The mold (3) is removed before the precursor material (5 2) is transformed into ceramic.
Description
Domaine de l’inventionField of the invention
[0001] L’invention se rapporte à un procédé de fabrication d’un composant horloger en céramique et plus précisément à base de céramique polycristalline. The invention relates to a method for manufacturing a ceramic timepiece component and more specifically based on polycrystalline ceramic.
Arrière-plan de l’inventionBackground of the invention
[0002] Dans le domaine de l’horlogerie, il est connu de former des pièces de rhabillage en céramique polycristalline à l’aide d’un moulage par injection (également connu sous l’abréviation anglaise «CIM»). Ainsi, une matière, généralement appelée «feedstock», est injectée dans un moule sous pression, puis des étapes de déliantage et de frittage sont réalisées pour obtenir la pièce en céramique polycristalline avec une grande cadence. In the field of watchmaking, it is known to form cladding parts in polycrystalline ceramic using injection molding (also known by the abbreviation "CIM"). Thus, a material, generally called "feedstock", is injected into a mold under pressure, then debinding and sintering steps are carried out to obtain the polycrystalline ceramic part with a high rate.
[0003] Toutefois, l’étape d’injection génère des lignes de jonctions des fronts de la matière injectée qui oblige à une étape de retouche ainsi qu’à une fragilité mécanique localisée à ces jonctions. Il est également nécessaire de retirer les surplus de matière au niveau des zones d’injection. However, the injection step generates lines of junctions of the fronts of the injected material which requires a touch-up step as well as mechanical fragility localized at these junctions. It is also necessary to remove excess material from the injection areas.
[0004] Enfin, le moulage par injection est difficilement applicable à la fabrication de pièces de faible épaisseur typiquement inférieure à 1 millimètre à cause de la difficulté à injecter la matière par des canaux fins, mais également par la difficulté à démouler et à rectifier les pièces sans bris. Finally, injection molding is difficult to apply to the manufacture of parts of thinness typically less than 1 millimeter because of the difficulty in injecting the material through fine channels, but also by the difficulty of demolding and rectifying the parts without breakage.
Résumé de l’inventionSummary of the invention
[0005] Le but de la présente invention est de pallier tout ou une partie les inconvénients cités précédemment en proposant un procédé de fabrication capable de former sans retouche un composant horloger en céramique polycristalline de faible épaisseur, sans défaut de planéité et avec une grande précision dimensionnelle. The object of the present invention is to overcome all or part of the drawbacks mentioned above by proposing a manufacturing process capable of forming without retouching a horological component in polycrystalline ceramic of small thickness, without flatness defect and with high precision. dimensional.
[0006] A cet effet, selon un premier mode de réalisation, l’invention se rapporte à un procédé de fabrication d’un composant horloger en céramique comportant les étapes suivantes: former, par photolithographie sur un substrat, un moule muni d’au moins une cavité; remplir ladite au moins une cavité du moule à l’aide d’un matériau précurseur d’une céramique; retirer le moule pour libérer une ébauche en matériau précurseur; transformer l’ébauche en matériau précurseur en composant horloger en céramique; libérer le composant horloger en céramique du substrat.To this end, according to a first embodiment, the invention relates to a method of manufacturing a ceramic watch component comprising the following steps: forming, by photolithography on a substrate, a mold provided with at least one cavity; filling said at least one mold cavity with a ceramic precursor material; remove the mold to release a blank of precursor material; transform the blank into a precursor material by making a ceramic watch component; releasing the ceramic watch component from the substrate.
[0007] De plus, selon un deuxième mode de réalisation, l’invention se rapporte à un procédé de fabrication d’un composant horloger en céramique comportant les étapes suivantes: former, par photolithographie sur un substrat, un moule muni d’au moins une cavité; remplir ladite au moins une cavité du moule à l’aide d’un matériau précurseur d’une céramique; retirer le moule pour libérer une ébauche en matériau précurseur; libérer l’ébauche en matériau précurseur du substrat; transformer l’ébauche en matériau précurseur en composant horloger en céramique.In addition, according to a second embodiment, the invention relates to a method for manufacturing a ceramic watch component comprising the following steps: forming, by photolithography on a substrate, a mold provided with at least one cavity; filling said at least one mold cavity with a ceramic precursor material; remove the mold to release a blank of precursor material; releasing the precursor material blank from the substrate; transform the blank into a precursor material by making a ceramic watch component.
[0008] Conformément à d’autres variantes avantageuses de l’invention: le moule est formé à partir d’une résine photosensible du type positif ou négatif; ladite au moins une cavité du moule comporte au moins une paroi non verticale; le moule comporte plusieurs cavités; deux cavités de motifs différents sont formées, l’une au-dessus de l’autre concentriquement pour former un composant horloger à plusieurs niveaux; au moins deux cavités adjacentes sont reliées par un canal pour former une plaquette avec plusieurs composants horlogers reliés entre eux; le substrat est formé à base de silicium ou de céramique; l’étape de remplissage est réalisée par voie liquide; l’étape de remplissage comporte les phases suivantes; couler une barbotine dans le moule et sécher la barbotine afin d’obtenir le matériau précurseur d’une céramique dans le moule; la barbotine comporte une matière liquide, de la poudre de céramique et au moins un adjuvant destiné à faciliter le procédé; la matière liquide comporte de l’eau ou un solvant; la poudre de céramique comporte une taille de grains inférieure à 10 µm; la poudre de céramique comporte du bore pour améliorer la tribologie du composant horloger; ledit au moins un adjuvant comporte un liant permettant à l’ébauche en matériau précurseur à former une masse homogène à l’issue de la phase de séchage; ledit au moins un adjuvant comporte un dispersant permettant à la barbotine de former une suspension homogène lors de la phase de coulage; l’étape de retrait du moule comporte une attaque sèche, une attaque humide ou un traitement thermique; le procédé comporte en outre, avant l’étape de remplissage du moule, une étape de dépôt d’une couche anti-adhérente permettant de retirer plus facilement le substrat; le procédé comporte en outre, après l’étape de formation du moule, une étape de mise en épaisseur du moule afin d’homogénéiser son épaisseur; le procédé comporte en outre, avant l’étape de retrait du moule, une étape de mise en épaisseur du moule et de l’ébauche en matériau précurseur afin d’ajuster l’état de surface et l’épaisseur de l’ébauche en matériau précurseur; le composant horloger forme tout ou une partie d’une pièce d’habillage ou d’un organe du mouvement d’une pièce d’horlogerie.[0008] In accordance with other advantageous variants of the invention: the mold is formed from a photosensitive resin of the positive or negative type; said at least one mold cavity comprises at least one non-vertical wall; the mold has several cavities; two cavities of different patterns are formed, one above the other concentrically to form a watch component on several levels; at least two adjacent cavities are connected by a channel to form a plate with several watch components connected together; the substrate is formed based on silicon or ceramic; the filling step is carried out by liquid; the filling step includes the following phases; pouring a slip into the mold and drying the slip to obtain the precursor material of a ceramic in the mold; the slip comprises a liquid material, ceramic powder and at least one adjuvant intended to facilitate the process; the liquid material comprises water or a solvent; the ceramic powder has a grain size of less than 10 μm; the ceramic powder comprises boron to improve the tribology of the watch component; said at least one adjuvant comprises a binder allowing the preform in precursor material to form a homogeneous mass at the end of the drying phase; said at least one adjuvant comprises a dispersant allowing the slip to form a homogeneous suspension during the casting phase; the mold removal step includes a dry attack, a wet attack or a heat treatment; the method further comprises, before the mold filling step, a step of depositing a non-stick layer making it possible to more easily remove the substrate; the method further comprises, after the step of forming the mold, a step of thickening the mold in order to homogenize its thickness; the method further comprises, before the step of removing the mold, a step of thickening the mold and the blank in precursor material in order to adjust the surface condition and the thickness of the blank in material precursor; the watch component forms all or part of a cladding part or of a movement member of a timepiece.
Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings
[0009] D’autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: <tb>les fig. 1 à 4<SEP>sont des représentations d’étapes successives du procédé selon l’invention; <tb>les fig. 5 à 10<SEP>sont des représentations de composants horlogers selon l’invention; <tb>les fig. 11 et 12<SEP>sont des représentations d’étapes successives du procédé selon une alternative de l’invention; <tb>les fig. 13 et 14<SEP>sont des représentations de composants horlogers selon une alternative de l’invention.Other features and advantages will emerge clearly from the description given below, by way of indication and in no way limitative, with reference to the appended drawings, in which: <tb> fig. 1 to 4 <SEP> are representations of successive stages of the process according to the invention; <tb> fig. 5 to 10 <SEP> are representations of watch components according to the invention; <tb> fig. 11 and 12 <SEP> are representations of successive stages of the method according to an alternative of the invention; <tb> fig. 13 and 14 <SEP> are representations of watch components according to an alternative of the invention.
Description détaillée des modes de réalisation préférésDetailed description of preferred embodiments
[0010] Le composant selon l’invention a été imaginé pour des applications dans le domaine horloger et est rendu nécessaire par la part croissante que tiennent les matériaux fragiles comme ceux à base de céramique. Les composants horlogers ont la caractéristique d’avoir une épaisseur très faible par rapport à leur surface principale en projection. Ainsi, une surface principale en projection peut typiquement comporter une longueur ponctuelle ou un diamètre compris entre 2 et 6 millimètres qui est élevé au regard de l’épaisseur comprise entre 10 à 400 µm. The component according to the invention has been devised for applications in the watchmaking field and is made necessary by the increasing proportion held by fragile materials such as those based on ceramics. Watch components have the characteristic of having a very small thickness compared to their main surface in projection. Thus, a main projected surface can typically have a point length or a diameter between 2 and 6 millimeters which is high with regard to the thickness between 10 to 400 μm.
[0011] C’est pourquoi, l’invention se rapporte à un procédé de fabrication capable de former sans retouche un composant horloger en céramique polycristalline de faible épaisseur, sans défaut de planéité et avec une grande précision dimensionnelle. En effet, les retouches sur de si faible épaisseur de céramique est très difficile à réaliser sans occasionner des bris ou égrisures sur la céramique. This is why, the invention relates to a manufacturing process capable of forming without retouching a horological component of polycrystalline ceramic of small thickness, without defect in flatness and with high dimensional precision. Indeed, retouching on such a small thickness of ceramic is very difficult to achieve without causing breakage or scratching on the ceramic.
[0012] On comprend donc que le composant horloger peut former tout ou une partie d’une pièce d’habillage ou d’un organe du mouvement d’une pièce d’horlogerie. On peut, à titre d’exemple, envisager de former le spiral, le balancier, l’ancre, les ponts, la masse oscillante ou même les mobiles comme les roues d’échappement totalement ou partiellement à base de céramique. Il est également envisageable de former un boîtier, un cadran, un affichage, un décor, un index, une applique, un réhaut, une lunette, un poussoir, une couronne, un fond de boîtier, une aiguille ou un bracelet totalement ou partiellement à base de céramique selon l’invention. It is therefore understood that the timepiece component can form all or part of a cladding piece or a movement member of a timepiece. One can, for example, consider forming the hairspring, the pendulum, the anchor, the bridges, the oscillating mass or even the mobiles such as the escapement wheels totally or partially ceramic-based. It is also possible to form a case, a dial, a display, a decoration, an index, a wall lamp, a flange, a bezel, a push-button, a crown, a case back, a needle or a bracelet totally or partially at ceramic base according to the invention.
[0013] Afin de garantir la planéité et la précision dimensionnelle, l’invention se rapporte à un procédé de fabrication utilisant le remplissage d’un moule structuré par photolithographie d’un matériau précurseur de la céramique souhaitée. En effet, comme expliqué ci-dessous, le recours à la photolithographie apporte une très grande précision dimensionnelle au composant horloger en céramique. In order to guarantee flatness and dimensional accuracy, the invention relates to a manufacturing process using the filling of a structured mold by photolithography of a precursor material of the desired ceramic. Indeed, as explained below, the use of photolithography provides very high dimensional precision to the ceramic watch component.
[0014] Le procédé de fabrication du composant horloger en céramique comporte une première étape destinée à former, par photolithographie sur un substrat 1, un moule 3 muni d’au moins une cavité 21, 22comme illustré à la fig. 1 . La photolithographie étant un processus connu en soit, il ne sera pas d’avantage expliqué ci-dessous. The method of manufacturing the ceramic watch component comprises a first step intended to form, by photolithography on a substrate 1, a mold 3 provided with at least one cavity 21, 22 as illustrated in FIG. 1. Photolithography being a known process in itself, it will not be further explained below.
[0015] Le moule 3 peut être formé indifféremment à partir d’une résine photosensible du type positif ou négatif. Dans le cadre du développement, une résine photosensible négative du type SU-8 a été utilisée pour sa facilité de structuration, son faible coût et sa capacité à former des couches jusqu’à 500 µm. The mold 3 can be formed indifferently from a photosensitive resin of the positive or negative type. As part of the development, a negative photosensitive resin of the SU-8 type was used for its ease of structuring, its low cost and its capacity to form layers up to 500 μm.
[0016] Comme visible à la fig. 1 , une ou plusieurs cavités 21, 22peut être structurée à la surface du substrat 1. Si plusieurs cavités 21, 22sont structurées, elles peuvent être de motifs identiques ou différents. On peut également voir, à titre d’exemple à la fig. 1 , des cavités 21, 22chacune de forme annulaire avec une paroi distale 61, 62sensiblement verticale et dentée et une paroi proximale 41, 42sensiblement verticale. On comprend donc que le composant horloger 21 qui sera formé, sera une roue dentée 23 munie d’un évidement central 25 comme illustré à la fig. 4 . As shown in FIG. 1, one or more cavities 21, 22 can be structured on the surface of the substrate 1. If several cavities 21, 22 are structured, they can be of identical or different patterns. We can also see, as an example in fig. 1, cavities 21, 22 each of annular shape with a distal wall 61, 62 which is substantially vertical and toothed and a proximal wall 41, 42 which is substantially vertical. It is therefore understood that the timepiece component 21 which will be formed will be a toothed wheel 23 provided with a central recess 25 as illustrated in FIG. 4.
[0017] Bien évidemment, le processus de cette première étape peut être adapté suivant les formes de composant souhaitées. Ainsi, de manière non limitative, la photolithographie peut être du type stéréolithographie (également connu sous l’abréviation anglaise «SLA»), du type sans masque (également connu sous l’abréviation anglaise «MLA») ou du type à masque à variation de transmittance (également connu sous l’expression anglaise «gray scale lithography»). Obviously, the process of this first step can be adapted according to the forms of component desired. Thus, in a nonlimiting manner, the photolithography can be of the stereolithography type (also known under the English abbreviation "SLA"), of the maskless type (also known under the English abbreviation "MLA") or of the variation mask type transmittance (also known as "gray scale lithography").
[0018] En effet, à titre d’exemple, une photolithographie du type à masque à variation de transmittance permet à ladite au moins une cavité 21, 22du moule 3 de comporter au moins une paroi non verticale pour obtenir par exemple un composant du type de la fig. 13 comme expliqué ci-dessous. Indeed, by way of example, a photolithography of the mask type with variation in transmittance allows said at least one cavity 21, 22 of the mold 3 to include at least one non-vertical wall to obtain, for example, a component of the type of fig. 13 as explained below.
[0019] De plus, la première étape ne saurait se limiter à un moule 3 avec un seul motif par cavité 21, 22. La première étape pourrait également former un moule à plusieurs niveaux, c’est-à-dire qu’au moins deux cavités de motifs différents soient formées concentriquement l’une au-dessus de l’autre pour former un composant horloger à plusieurs niveaux. In addition, the first step cannot be limited to a mold 3 with a single pattern per cavity 21, 22. The first step could also form a mold on several levels, that is to say that at least two cavities of different patterns are formed concentrically one above the other to form a watch component on several levels.
[0020] Selon une alternative illustrée à la fig. 11 , on peut voir un moule 13 avec une empreinte 11 comportant une cavité inférieure 121de forme annulaire avec une paroi distale 161sensiblement verticale et dentée et une paroi proximale 141sensiblement verticale, et une cavité supérieure 122, plus large et concentrique par rapport à la cavité inférieure 121, de forme annulaire avec une paroi distale 162sensiblement verticale et dentée et une paroi proximale 142sensiblement verticale. On comprend donc que le composant horloger 31 qui sera formé, sera une double roue dentée 33, 37 monobloc qui est munie d’un évidement central 35 comme illustré à la fig. 12 . A titre d’exemple, un tel moule 13 peut être obtenu par plusieurs photolithographies successives lors de la première étape. According to an alternative illustrated in FIG. 11, we can see a mold 13 with an imprint 11 comprising a lower cavity 121 of annular shape with a distal wall 161 substantially vertical and toothed and a proximal wall 141 substantially vertical, and an upper cavity 122, wider and concentric with respect to the lower cavity 121, annular in shape with a substantially vertical and toothed distal wall 162 and a substantially vertical proximal wall 142. It is therefore understood that the timepiece component 31 which will be formed will be a double toothed wheel 33, 37 in one piece which is provided with a central recess 35 as illustrated in FIG. 12. By way of example, such a mold 13 can be obtained by several successive photolithographies during the first step.
[0021] Il est également parfaitement envisageable qu’au moins deux cavités adjacentes soient reliées par un canal pour former une plaquette avec plusieurs composants horlogers reliés entre eux. On permettrait alors une manipulation en plaquette à la manière d’une plaquette de silicium après gravage de composants. It is also perfectly conceivable that at least two adjacent cavities are connected by a channel to form a wafer with several watch components connected together. This would allow manipulation in a wafer in the manner of a silicon wafer after etching of components.
[0022] Dans les exemples des fig. 1 et 11 , le substrat 1 forme le fond des cavités 21, 22, 121. Par conséquent, le substrat 1 peut être formé à base de silicium ou de céramique suivant le mode de réalisation expliqué ci-dessous. Toutefois, le fond pourrait alternativement être formé par une couche du moule 3, 13. In the examples of Figs. 1 and 11, the substrate 1 forms the bottom of the cavities 21, 22, 121. Consequently, the substrate 1 can be formed on the basis of silicon or ceramic according to the embodiment explained below. However, the bottom could alternatively be formed by a layer of the mold 3, 13.
[0023] Quelle que soit la manière de former le fond des cavités, il apparaît immédiatement que son état de surface peut être avantageusement choisi afin de définir l’aspect de la face correspondante du composant horloger. A titre d’exemples, le fond des cavités pourrait avoir une structuration en surface agencée pour former un décor sur la face correspondante du composant horloger ou, au contraire, une surface polie donnant un aspect poli miroir à la face correspondante du composant horloger. Whatever the manner of forming the bottom of the cavities, it immediately appears that its surface condition can be advantageously chosen in order to define the appearance of the corresponding face of the horological component. For example, the bottom of the cavities could have a surface structure arranged to form a decoration on the corresponding face of the watch component or, on the contrary, a polished surface giving a mirror-polished appearance to the corresponding face of the watch component.
[0024] Optionnellement, le procédé peut comporter après la première étape de formation du moule 3 ou entre chaque photolithographie du moule 13, une étape de mise en épaisseur du moule 3, 13 afin d’homogénéiser l’épaisseur du moule 3 ou au moins une des épaisseurs du moule 13. Optionally, the method may include after the first step of forming the mold 3 or between each photolithography of the mold 13, a step of thickening the mold 3, 13 in order to homogenize the thickness of the mold 3 or at least one of the thicknesses of the mold 13.
[0025] De plus, avant le début de la deuxième étape expliquée ci-dessous, le procédé peut, de manière optionnelle, comporter une étape de dépôt d’une couche anti-adhérente permettant de libérer plus facilement l’ébauche en matériau précurseur et/ou du composant horloger en céramique à la fin du procédé. Une telle couche pourrait être déposée sur la totalité de la surface supérieure du moule 3, 13 ou uniquement sur une partie du moule 3, 13 comme par exemple uniquement dans les cavités 21, 22, 121, 122ou uniquement sur le fond des cavités 21, 22, 121. Une telle couche anti-adhérente pourrait, par exemple, être une fine couche de poudre de nitrure de bore. Avantageusement selon l’invention, une telle couche autorise une libération facilitée mais également de compensation du retrait de la céramique lors de l’étape de frittage expliquée ci-dessous. In addition, before the start of the second step explained below, the method can, optionally, include a step of depositing a non-stick layer making it possible to more easily release the blank of precursor material and / or the ceramic watch component at the end of the process. Such a layer could be deposited on the entire upper surface of the mold 3, 13 or only on a part of the mold 3, 13, for example only in the cavities 21, 22, 121, 122 or only on the bottom of the cavities 21, 22, 121. Such a non-stick layer could, for example, be a thin layer of boron nitride powder. Advantageously according to the invention, such a layer allows easier release but also compensation for shrinking the ceramic during the sintering step explained below.
[0026] La deuxième étape du procédé est destinée à remplir ladite au moins une cavité 21, 22, 121, 122du moule 3, 13 à l’aide d’un matériau précurseur d’une céramique. Préférentiellement selon l’invention, l’étape de remplissage est réalisée par voie liquide. The second step of the process is intended to fill said at least one cavity 21, 22, 121, 122 of the mold 3, 13 using a precursor material of a ceramic. Preferably according to the invention, the filling step is carried out by the liquid route.
[0027] Ainsi, selon un exemple préféré, l’étape de remplissage comporte une première phase destinée à couler une barbotine dans le moule 3, 13 suivie, éventuellement, d’un raclage destiné à retirer le surplus de barbotine. Selon l’invention, la barbotine peut comporter une matière liquide, de la poudre de céramique et au moins un adjuvant destiné à faciliter le procédé. La matière liquide peut comporter de l’eau préférentiellement déionisée ou un solvant. Thus, according to a preferred example, the filling step comprises a first phase intended to pour a slip in the mold 3, 13 followed, optionally, by a scraping intended to remove the surplus slip. According to the invention, the slip may include a liquid material, ceramic powder and at least one adjuvant intended to facilitate the process. The liquid material can comprise preferably deionized water or a solvent.
[0028] La poudre de céramique peut comporter une grande variété de matériaux grâce à la voie liquide choisie. Un oxyde, carbure ou nitrure de métal comme, par exemple, une zircone ou une alumine peut être utilisée. Bien entendu, le mélange de plusieurs poudres de natures différentes peut également être envisagé. Il est également apparu qu’une taille de grains inférieure à 10 µm était souhaitable par rapport aux dimensions finales souhaitées et notamment la faible épaisseur indiquée ci-dessus. The ceramic powder can include a wide variety of materials thanks to the chosen liquid route. A metal oxide, carbide or nitride such as, for example, a zirconia or an alumina can be used. Of course, the mixture of several powders of different natures can also be envisaged. It also appeared that a grain size of less than 10 μm was desirable in relation to the final dimensions desired and in particular the small thickness indicated above.
[0029] Dans le but notamment de fabriquer des composants horlogers capables de transmettre des forces et d’avoir un faible coefficient de frottement, il est apparu qu’une poudre de céramique à base de bore, comme, par exemple, du carbure de bore (B4C) ou du diborure de titane (TiB2), était particulièrement intéressante. In particular for the purpose of manufacturing watch components capable of transmitting forces and having a low coefficient of friction, it has appeared that a boron-based ceramic powder, such as, for example, boron carbide (B4C) or titanium diboride (TiB2), was particularly interesting.
[0030] A titre d’exemple, ledit au moins un adjuvant de la barbotine peut comporter un dispersant permettant à la barbotine de former une suspension homogène notamment lors de la phase de coulage. For example, said at least one additive to the slip may include a dispersant allowing the slip to form a homogeneous suspension especially during the casting phase.
[0031] Ainsi, selon l’exemple préféré, l’étape de remplissage peut se poursuivre avec une deuxième phase destinée à sécher la barbotine afin d’obtenir le matériau précurseur 51, 52de la céramique comme illustré à la fig. 2 . On comprend que le but de cette deuxième phase est principalement de retirer la matière liquide de la barbotine, c’est-à-dire l’eau ou le solvant cité ci-dessus. Thus, according to the preferred example, the filling step can continue with a second phase intended to dry the slip in order to obtain the precursor material 51, 52 of the ceramic as illustrated in FIG. 2. It is understood that the purpose of this second phase is mainly to remove the liquid material from the slip, that is to say the water or the solvent mentioned above.
[0032] Afin de permettre au matériau précurseur 51, 52de former une masse homogène à l’issue de la phase de séchage, ledit au moins un adjuvant de la barbotine peut comporter un liant comme, par exemple, un liant organique. In order to allow the precursor material 51, 52 to form a homogeneous mass at the end of the drying phase, said at least one slip additive may comprise a binder such as, for example, an organic binder.
[0033] Optionnellement, le procédé peut comporter, avant la troisième étape expliquée ci-dessous, une étape de mise en épaisseur du moule 3, 13 et du matériau précurseur 51, 52afin d’ajuster l’état de surface et l’épaisseur de l’ébauche 71, 72en matériau précurseur. Optionally, the method may include, before the third step explained below, a step of thickening the mold 3, 13 and the precursor material 51, 52 in order to adjust the surface condition and the thickness of the blank 71, 72 in precursor material.
[0034] Le procédé se poursuit avec une troisième étape destinée à retirer le moule 3, 13 pour libérer une ébauche 71, 72en matériau précurseur 51, 52. Dans l’exemple de la fig. 3 , on peut voir que les ébauches 71, 72en matériau précurseur 51, 52forment ainsi des roues dentées avec un évidement central 81, 82. The process continues with a third step intended to remove the mold 3, 13 to release a blank 71, 72 in precursor material 51, 52. In the example of FIG. 3, it can be seen that the blanks 71, 72 of precursor material 51, 52 thus form toothed wheels with a central recess 81, 82.
[0035] L’étape de retrait du moule 3, 13 peut comporter une attaque sèche, une attaque humide ou un traitement thermique. Typiquement, dans le cas cité ci-dessus d’une résine photosensible du type SU-8, une attaque plasma ou un traitement thermique de quelques centaines de degrés Celsius peuvent être envisagés pour réaliser la troisième étape. The step of removing the mold 3, 13 may include a dry attack, a wet attack or a heat treatment. Typically, in the case cited above of a photosensitive resin of the SU-8 type, a plasma attack or a heat treatment of a few hundred degrees Celsius can be envisaged to carry out the third step.
[0036] Suivant un premier mode de réalisation, le procédé se poursuit avec une quatrième étape destinée à transformer l’ébauche 71, 72en matériau précurseur 5i, 52en composant horloger 21 en céramique puis, dans une cinquième étape, à libérer le composant horloger 21 en céramique du substrat 1. According to a first embodiment, the method continues with a fourth step intended to transform the blank 71, 72 into precursor material 5i, 52 into timepiece component 21 into ceramic then, in a fifth step, to release the timepiece component 21 ceramic substrate 1.
[0037] Suivant un deuxième mode de réalisation, le procédé se poursuit avec une quatrième étape destinée à libérer l’ébauche 71, 72en matériau précurseur 51, 52du substrat 1 puis, dans une cinquième étape, à transformer l’ébauche 71, 72en matériau précurseur 51, 52en composant horloger 21 en céramique. According to a second embodiment, the method continues with a fourth step intended to release the blank 71, 72 in precursor material 51, 52 from the substrate 1 then, in a fifth step, to transform the blank 71, 72 into material precursor 51, 52 by timepiece component 21 made of ceramic.
[0038] Quel que soit le mode de réalisation, l’étape de transformation en céramique peut, par exemple, comporter une première phase de déliantage destinée à retirer du matériau précurseur 51, 52, tout adjuvant apporté lors du procédé puis une deuxième phase de frittage. Chaque phase est principalement caractérisée par la température appliquée au matériau précurseur 51, 52. Ainsi, la température lors de la première phase peut être comprise entre 300 et 700 °C alors que la température, lors de la deuxième phase, peut être comprise entre 1400 et 1700 °C. Whatever the embodiment, the ceramic transformation step may, for example, include a first debinding phase intended to remove precursor material 51, 52, any adjuvant provided during the process, then a second phase of sintering. Each phase is mainly characterized by the temperature applied to the precursor material 51, 52. Thus, the temperature during the first phase can be between 300 and 700 ° C while the temperature, during the second phase, can be between 1400 and 1700 ° C.
[0039] On comprend donc que si l’étape de retrait du moule 3, 13 est réalisée par traitement thermique, la première phase de déliantage peut être réalisée en même temps. It is therefore understood that if the step of removing the mold 3, 13 is carried out by heat treatment, the first debinding phase can be carried out at the same time.
[0040] A l’issue du procédé, on obtient, avantageusement selon l’invention, un composant horloger 21, 31 à au moins un niveau, totalement monobloc en céramique polycristalline dont la précision dimensionnelle est de l’ordre de quelques microns et dont la forme peut être très variée. At the end of the process, one obtains, advantageously according to the invention, a timepiece component 21, 31 at at least one level, completely integral in polycrystalline ceramic whose dimensional precision is of the order of a few microns and of which the form can be very varied.
[0041] Ainsi, de manière non limitative, il est possible de fabriquer un composant horloger à un niveau comme, par exemple, une roue dentée 23 illustrée à la fig. 4 munie d’un évidement central 25, un spiral 41 illustré à la fig. 5 muni d’une virole 43 et d’une lame 45 monoblocs, tout ou partie d’une ancre 51 illustrée à la fig. 6 comme la baguette 53 et/ou les palettes 55, un coussinet 61 illustré à la fig. 7 muni d’un trou 65 et d’un huilier 63, une glace 71 illustrée à la fig. 8 munie d’une surface supérieure bombée, des aiguilles 81 illustrées à la fig. 9 , une carrure 99 ou un maillon 92 de bracelet 94 illustrés à la fig. 10 . Thus, without limitation, it is possible to manufacture a timepiece component at a level such as, for example, a toothed wheel 23 illustrated in FIG. 4 provided with a central recess 25, a hairspring 41 illustrated in FIG. 5 provided with a ferrule 43 and with a monobloc blade 45, all or part of an anchor 51 illustrated in FIG. 6 like the strip 53 and / or the pallets 55, a pad 61 illustrated in FIG. 7 provided with a hole 65 and an oil tank 63, a window 71 illustrated in FIG. 8 provided with a curved upper surface, needles 81 illustrated in FIG. 9, a middle part 99 or a link 92 of the bracelet 94 illustrated in FIG. 10.
[0042] De plus, de manière non limitative, il est possible de fabriquer un composant horloger à plusieurs niveaux comme, par exemple, un mobile 31 illustré à la fig. 12 muni de deux roues dentées 33, 37 monoblocs et d’un évidement central 35, tout ou partie d’une ancre 51 illustrée à la fig. 6 comme la baguette 53 et/ou les palettes 55 et/ou le dard 57, un pignon 101 illustré à la fig. 13 muni d’une denture de chant 103, un cadran 111 illustré à la fig. 14 muni d’un guichet 113, d’un décor 115 et d’un tour d’heures 117 ou des cornes 97 munies d’évidements pour la barrette de bracelet 94, une couronne 93 ou un poussoir 95 illustrés à la fig. 10 . In addition, without limitation, it is possible to manufacture a timepiece component on several levels such as, for example, a mobile 31 illustrated in FIG. 12 provided with two toothed wheels 33, 37 in one piece and with a central recess 35, all or part of an anchor 51 illustrated in FIG. 6 like the rod 53 and / or the pallets 55 and / or the stinger 57, a pinion 101 illustrated in FIG. 13 provided with a toothing 103, a dial 111 illustrated in FIG. 14 provided with a window 113, a decoration 115 and a revolution of hours 117 or horns 97 provided with recesses for the bracelet bar 94, a crown 93 or a pusher 95 illustrated in FIG. 10.
[0043] Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l’exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l’homme de l’art tout en restant dans le cadre des revendications. Le procédé pourrait être utilisé pour la fabrication d’objets dans le domaine des arts de la table, de la bijouterie ou de la joaillerie. Of course, the present invention is not limited to the illustrated example but is capable of various variants and modifications which will appear to those skilled in the art while remaining within the scope of the claims. The process could be used for the manufacture of objects in the field of tableware, jewelry or fine jewelry.
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH00792/16A CH712599B1 (en) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Method for manufacturing a ceramic watch component. |
Applications Claiming Priority (1)
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CH00792/16A CH712599B1 (en) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Method for manufacturing a ceramic watch component. |
Publications (2)
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CH712599A2 CH712599A2 (en) | 2017-12-29 |
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Family
ID=60719741
Family Applications (1)
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CH00792/16A CH712599B1 (en) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Method for manufacturing a ceramic watch component. |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2016
- 2016-06-22 CH CH00792/16A patent/CH712599B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
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