CH713998B1 - Watch component made of composite material and method of manufacturing such a component. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un composant horloger (1), notamment un composant de bracelet de montre, un composant d'habillage, par exemple une carrure, un fond, une lunette, platine ou un pont, réalisé en matériau composite, le matériau composite comprenant une mousse (2) d'alliage d'aluminium à alvéoles ouvertes (21) et un matériau plastique (3), le matériau plastique remplissant les alvéoles de la mousse. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel composant.The invention relates to a watch component (1), in particular a watch strap component, a covering component, for example a caseband, a back, a bezel, plate or a bridge, made of composite material, the composite material comprising an open cell aluminum alloy foam (2) (21) and a plastic material (3), the plastic material filling the cells with the foam. The invention also relates to a method of manufacturing such a component.
Description
[0001] L'invention concerne un composant horloger. L'invention concerne aussi un mécanisme horloger comprenant un tel composant. L'invention concerne également une pièce d'horlogerie comprenant un tel composant ou une telle pièce d'horlogerie. L'invention concerne enfin un procédé de réalisation ou de fabrication d'un tel composant, d'un tel mécanisme ou d'une telle pièce d'horlogerie. The invention relates to a watch component. The invention also relates to a horological mechanism comprising such a component. The invention also relates to a timepiece comprising such a component or such a timepiece. The invention finally relates to a method of making or manufacturing such a component, such a mechanism or such a timepiece.
[0002] Dans le domaine horloger, différents matériaux peuvent être utilisés pour réaliser différents composants d'une pièce d'horlogerie, selon le cahier des charges de ce composant et les propriétés des matériaux. In the watchmaking field, different materials can be used to make different components of a timepiece, depending on the specifications of this component and the properties of the materials.
[0003] La réalisation de certains composants horlogers dans des matériaux spécifiques doit être exclue compte tenu de contraintes fonctionnelles. [0003] The production of certain watch components in specific materials must be excluded in view of functional constraints.
[0004] Pour la réalisation de montre-bracelet, il y a un besoin particulier de composants légers du fait que la montre est portée par l'utilisateur. Plus encore, il y a un besoin particulier de composants hypoallergéniques du fait que des composants de la montre sont en contact direct avec la peau de l'utilisateur. [0004] For the production of a wristwatch, there is a particular need for lightweight components because the watch is worn by the user. Even more, there is a particular need for hypoallergenic components since components of the watch are in direct contact with the skin of the user.
[0005] Par ailleurs, des composants doivent de plus être résistants aux agressions de l'environnement (rayons ultraviolets, eau de mer, savon, détergents, transpiration...). [0005] Furthermore, the components must also be resistant to environmental attacks (ultraviolet rays, sea water, soap, detergents, perspiration, etc.).
[0006] Le but de l'invention est de fournir un composant permettant de remédier aux inconvénients mentionnés précédemment et d'améliorer les composants connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose un composant qui soit léger, hypoallergénique et résistant aux agressions de l'environnement. The aim of the invention is to provide a component making it possible to remedy the drawbacks mentioned above and to improve the components known from the prior art. In particular, the invention provides a component which is light, hypoallergenic and resistant to environmental attacks.
[0007] Un composant selon l'invention est défini par la revendication 1. A component according to the invention is defined by claim 1.
[0008] Différents modes de réalisation du composant sont définis par les revendications dépendantes 2 à 8 et 13. [0008] Different embodiments of the component are defined by dependent claims 2 to 8 and 13.
[0009] Un procédé selon l'invention est défini par la revendication 9. A method according to the invention is defined by claim 9.
[0010] Différents modes d'exécution du procédé sont définis par les revendications dépendantes 10 à 12. Different embodiments of the method are defined by dependent claims 10 to 12.
[0011] Un mécanisme selon l'invention est défini par la revendication 14. A mechanism according to the invention is defined by claim 14.
[0012] Une pièce d'horlogerie selon l'invention est définie par la revendication 15. A timepiece according to the invention is defined by claim 15.
[0013] Les figures annexées représentent, à titre d'exemple, un mode d'exécution d'un procédé de fabrication ou de réalisation d'une pièce d'horlogerie selon l'invention. La figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'une pièce d'horlogerie selon l'invention. Les figures 2 à 6 sont des sections partielles illustrant différentes étapes d'un mode d'exécution d'un procédé de fabrication d'un composant selon l'invention.The accompanying figures show, by way of example, an embodiment of a method of manufacturing or producing a timepiece according to the invention. FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of a timepiece according to the invention. FIGS. 2 to 6 are partial sections illustrating different steps of an embodiment of a method for manufacturing a component according to the invention.
[0014] Un mode de réalisation d'une pièce d'horlogerie 30 est décrit ci-après en référence à la figure 1. La pièce d'horlogerie est par exemple une montre, en particulier une montre bracelet. La pièce d'horlogerie comprend un bracelet 25 et un boîtier 20, le boîtier 20 contenant un mouvement horloger 10. Le bracelet, le boîtier et le mouvement sont regroupés sous le terme générique „mécanisme“. One embodiment of a timepiece 30 is described below with reference to FIG. 1. The timepiece is for example a watch, in particular a wristwatch. The timepiece comprises a bracelet 25 and a case 20, the case 20 containing a watch movement 10. The bracelet, the case and the movement are grouped together under the generic term “mechanism”.
[0015] Le mouvement 10 comprend au moins un composant 1a, notamment une ébauche comme une platine ou un pont, réalisé en un matériau particulier décrit ci-dessous et/ou le boîtier comprend au moins un composant 1b réalisé en ce matériau particulier et/ou le bracelet comprend au moins un composant 1c réalisé en ce matériau particulier. The movement 10 comprises at least one component 1a, in particular a blank such as a plate or a bridge, made of a particular material described below and / or the case comprises at least one component 1b made of this particular material and / or the bracelet comprises at least one component 1c made of this particular material.
[0016] Un mode de réalisation du composant horloger 1, 1a, 1b, 1c est donc notamment un composant de bracelet de montre, un composant d'habillage, une carrure, un fond, une lunette, une platine ou un pont. [0016] One embodiment of the watch component 1, 1a, 1b, 1c is therefore in particular a watch strap component, a covering component, a caseband, a back, a bezel, a plate or a bridge.
[0017] Le composant est réalisé en matériau composite. The component is made of composite material.
[0018] Le matériau composite comprend, comme représenté sur la figure 6 : une mousse 2 d'alliage d'aluminium à alvéoles ouvertes 21, et un matériau plastique 3, le matériau plastique remplissant les alvéoles de la mousse.The composite material comprises, as shown in Figure 6: an open-cell aluminum alloy foam 2 21, and a plastic material 3, the plastic material filling the cells of the foam.
[0019] De préférence, le matériau composite ne comprend que la mousse 2 d'alliage d'aluminium à alvéoles ouvertes 21 et le matériau plastique 3. Preferably, the composite material comprises only the foam 2 of open-cell aluminum alloy 21 and the plastic material 3.
[0020] La mousse est du type à alvéoles ouvertes ou à cellules ouvertes. Ainsi, depuis n'importe quelle cellule ou alvéole ouverte de la mousse, il est possible de trouver un chemin, hors de la matière solide, qui permette de rejoindre une autre cellule ou alvéole ouverte de la mousse. The foam is of the open cell or open cell type. Thus, from any open cell or cell of the foam, it is possible to find a path, out of the solid material, which makes it possible to reach another cell or open cell of the foam.
[0021] Le fait que la mousse soit à alvéoles ouvertes n'exclut pas que quelques alvéoles puissent être fermées. Ceci peut se produire notamment en fonction du procédé de production de la mousse. Par „mousse à alvéoles ouverte“, nous entendons donc une mousse dans laquelle une part significative d'alvéoles, notamment une majorité d'alvéoles, est du type „alvéole ouverte“. The fact that the foam is open-celled does not exclude that some cells can be closed. This can occur in particular depending on the production process of the foam. By "open cell foam", we therefore mean a foam in which a significant portion of cells, in particular a majority of cells, is of the "open cell" type.
[0022] L'alliage d'aluminium peut être de toute nature pourvu qu'on puisse en réaliser une mousse. The aluminum alloy can be of any kind provided that it is possible to produce a foam from it.
[0023] Par exemple, l'alliage d'aluminium comprend : entre 0.7% et 1.3% en masse de silicium ; et/ou entre 0.4% et 1% en masse de manganèse ; et/ou entre 0.6% et 1.2% en masse de magnésium.[0023] For example, the aluminum alloy comprises: between 0.7% and 1.3% by mass of silicon; and or between 0.4% and 1% by mass of manganese; and or between 0.6% and 1.2% by mass of magnesium.
[0024] L'alliage d'aluminium comprend encore au moins 80%, voire au moins 90%, en masse d'aluminium. The aluminum alloy further comprises at least 80%, or even at least 90%, by weight of aluminum.
[0025] Par exemple, l'alliage d'aluminium peut être l'alliage d'aluminium 6082 (EN AW-6082) (aussi désigné : AlSi1MgMn ou 3.2315 ou H30 ou A96082 selon d'autres normes). For example, the aluminum alloy can be aluminum alloy 6082 (EN AW-6082) (also designated: AlSi1MgMn or 3.2315 or H30 or A96082 according to other standards).
[0026] L'alliage d'aluminium 6082 comprend (en masse) : Aluminium: 95.2% à 98.3% ; Chrome: au plus 0.25% ; Cuivre: au plus 0.1%; Fer: au plus 0.5%; Magnésium: 0.6 à 1.2% ; Manganèse: 0.4% à 1.0%; Silicium: 0.7 à 1.3% ; Titane: au plus 0.1 % ; Zinc: au plus 0.2%; le reste : au plus 0.15%. The 6082 aluminum alloy comprises (by mass): Aluminum: 95.2% to 98.3%; Chromium: at most 0.25%; Copper: not more than 0.1%; Iron: at most 0.5%; Magnesium: 0.6 to 1.2%; Manganese: 0.4% to 1.0%; Silicon: 0.7 to 1.3%; Titanium: at most 0.1%; Zinc: at most 0.2%; the remainder: at most 0.15%.
[0027] La mousse peut être produite par tout moyen. The foam can be produced by any means.
[0028] De préférence, la taille des alvéoles est inférieure à 2 mm. Avantageusement, au moins 80% des alvéoles ont une taille comprise entre 0.05 mm et 2 mm. Preferably, the size of the cells is less than 2 mm. Advantageously, at least 80% of the cells have a size of between 0.05 mm and 2 mm.
[0029] Pour un volume de matériau donné, l'alliage d'aluminium occupe entre 20%, voire 10%, et 40%, voire 50%, du volume, typiquement environ 30%. Le complément est formé par les alvéoles. For a given volume of material, the aluminum alloy occupies between 20%, or even 10%, and 40%, or even 50%, of the volume, typically around 30%. The complement is formed by the alveoli.
[0030] Le matériau plastique remplit intégralement ou quasi intégralement les alvéoles de la mousse. Par exemple, le matériau plastique remplit au moins 80% du volume des alvéoles de la mousse. Le reste peut être constitué par des inclusions de gaz. The plastic material completely or almost completely fills the cells of the foam. For example, the plastic material fills at least 80% of the volume of the cells of the foam. The rest can be gas inclusions.
[0031] Le matériau plastique est de préférence à base de polymère ou est un polymère. The plastic material is preferably based on a polymer or is a polymer.
[0032] Le polymère peut être un thermoplastique, notamment un thermoplastique transparent ou translucide. The polymer can be a thermoplastic, in particular a transparent or translucent thermoplastic.
[0033] Le polymère est de préférence de type acrylique, notamment du polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Le polyméthacrylate de méthyle présente l'avantage d'une infiltration aisée dans la mousse d'alliage d'aluminium. The polymer is preferably of acrylic type, in particular polymethyl methacrylate (PMMA). Polymethyl methacrylate has the advantage of easy infiltration into the aluminum alloy foam.
[0034] Par exemple, le matériau plastique peut être produit par mélange du produit ACRIFIX® 2R 1900 et d'un produit ACRIFIX® CA 0020, les deux produits étant commercialisés par la société EVONIK. For example, the plastic material can be produced by mixing the product ACRIFIX® 2R 1900 and an ACRIFIX® CA 0020 product, the two products being marketed by the company EVONIK.
[0035] Le matériau plastique peut comprendre : des pigments ; et/ou un ou plusieurs colorants.The plastic material can include: pigments; and or one or more dyes.
[0036] Les pigments peuvent être des pigments luminescents ou phosphorescents. The pigments can be luminescent or phosphorescent pigments.
[0037] En conséquence de ce qui a été vu précédemment, le matériau composite comprend plus de 50% en volume de matériau plastique et/ou le matériau composite comprend moins de 90% en volume de matériau plastique. De préférence, le matériau composite comprend de préférence environ 70% en volume de matériau plastique. As a consequence of what has been seen above, the composite material comprises more than 50% by volume of plastic material and / or the composite material comprises less than 90% by volume of plastic material. Preferably, the composite material preferably comprises about 70% by volume of plastic material.
[0038] Un mode d'exécution d'un procédé de fabrication d'un composant horloger 1 (correspondant aux références 1a, 1b, 1c utilisées précédemment) est décrit ci-après en référence aux figures 2 à 6. Les figures 2 à 6 étant des vues de type section (donc en deux dimensions), tous les liens ou communications entre les alvéoles de la mousse ne sont pas visibles. An embodiment of a method of manufacturing a watch component 1 (corresponding to references 1a, 1b, 1c used previously) is described below with reference to Figures 2 to 6. Figures 2 to 6 being section type views (therefore in two dimensions), not all the links or communications between the cells of the foam are visible.
[0039] Dans une première phase, on produit une mousse 2 d'alliage d'aluminium à alvéoles ouvertes 21. In a first phase, a foam 2 of aluminum alloy with open cells 21 is produced.
[0040] Dans une deuxième phase, on remplit les alvéoles 21 avec le matériau plastique. In a second phase, the cells 21 are filled with the plastic material.
[0041] Dans une première étape de la première phase, on fournit un moule 5. Le moule est adapté à la fonderie. Il résiste par exemple à la température de fusion de l'alliage d'aluminium. De préférence, le moule 5 a une forme négative de l'ébauche du composant horloger que l'on souhaite obtenir. In a first step of the first phase, a mold is provided 5. The mold is suitable for the foundry. It is resistant, for example, to the melting temperature of the aluminum alloy. Preferably, the mold 5 has a negative shape of the blank of the watch component that is to be obtained.
[0042] Dans une deuxième étape, on dispose des grains d'un sel dans le moule. Le moule est avantageusement rempli de grains 4 de sel, comme représenté sur la figure 2. Par exemple, le sel est du chlorure de sodium. Ce sel est apprécié car il n'est pas nocif. Tout autre sel peut être utilisé. Toutefois, le sel doit être adapté pour ne pas fondre à la température de fusion de l'alliage d'aluminium. Les grains 4 de sel peuvent être plus ou moins tassés, notamment par vibrations. Les caractéristiques géométriques des grains (formes et tailles) ainsi que le tassement des grains déterminent au final, pour un volume donné de matériau composite, le pourcentage volumique d'alliage d'aluminium dans le matériau composite. In a second step, there are grains of a salt in the mold. The mold is advantageously filled with grains 4 of salt, as shown in FIG. 2. For example, the salt is sodium chloride. This salt is appreciated because it is not harmful. Any other salt can be used. However, the salt must be adapted so as not to melt at the melting temperature of the aluminum alloy. The grains 4 of salt can be more or less packed, in particular by vibration. The geometric characteristics of the grains (shapes and sizes) as well as the settlement of the grains ultimately determine, for a given volume of composite material, the volume percentage of aluminum alloy in the composite material.
[0043] Dans une troisième étape, on coule l'alliage d'aluminium en fusion dans le moule. L'alliage d'aluminium liquide vient remplir, dans le moule, les interstices ménagés entre les grains 4. On peut pratiquer une dépression dans le moule pour favoriser le remplissage des interstices. De même, on peut vibrer le moule et/ou manipuler le moule, notamment retourner le moule, pour favoriser le remplissage des interstices. In a third step, the molten aluminum alloy is poured into the mold. The liquid aluminum alloy fills, in the mold, the interstices formed between the grains 4. A vacuum can be made in the mold to promote the filling of the interstices. Likewise, it is possible to vibrate the mold and / or manipulate the mold, in particular invert the mold, to promote the filling of the interstices.
[0044] Dans une quatrième étape, on laisse l'alliage d'aluminium se solidifier comme représenté sur la figure 3. On obtient un matériau fait d'alliage d'aluminium avec des inclusions de sel. In a fourth step, the aluminum alloy is allowed to solidify as shown in Figure 3. A material is obtained made of aluminum alloy with salt inclusions.
[0045] Dans une cinquième étape, on dissout les inclusions de sel. Pour ce faire, on plonge le matériau obtenu à l'étape précédente dans un solvant pour ce sel. Dans le cas du chlorure de sodium, on peut utiliser de l'eau. Pour favoriser et accélérer la dissolution du sel, le bain peut être agité et/ou chauffé. In a fifth step, the salt inclusions are dissolved. To do this, the material obtained in the previous step is immersed in a solvent for this salt. In the case of sodium chloride, water can be used. To promote and accelerate the dissolution of the salt, the bath can be agitated and / or heated.
[0046] Ainsi, on obtient après dissolution du sel, une mousse 2 d'alliage d'aluminium à alvéoles ouvertes 21 comme représenté sur la figure 4.Les alvéoles sont en effet constituées par les volumes occupés précédemment par les grains de sels. Thus, after dissolution of the salt, a foam 2 of aluminum alloy with open cells 21 is obtained as shown in FIG. 4. The cells are in fact formed by the volumes previously occupied by the grains of salts.
[0047] La mousse d'aluminium peut bien entendu être alternativement obtenue par tout autre procédé. The aluminum foam can of course be alternatively obtained by any other process.
[0048] Dans une première étape de la deuxième phase, on fournit un moule 6. Le moule est adapté au moulage des matières plastiques. Il peut être différent du moule de fonderie 5. De préférence, le moule 6 a une forme négative de l'ébauche du composant horloger que l'on souhaite obtenir. In a first step of the second phase, a mold 6 is provided. The mold is suitable for molding plastics. It may be different from the foundry mold 5. Preferably, the mold 6 has a negative shape of the blank of the watch component that is to be obtained.
[0049] Dans une deuxième étape, on place la mousse d'aluminium dans le moule. In a second step, the aluminum foam is placed in the mold.
[0050] Dans une troisième étape, on coule le matériau plastique 3 en phase liquide dans le moule. Le matériau plastique liquide vient remplir dans le moule les alvéoles ouvertes, comme représenté sur la figure 5. On peut pratiquer une dépression dans le moule pour favoriser le remplissage des alvéoles. De même, on peut vibrer le moule et/ou manipuler le moule, notamment retourner le moule, pour favoriser le remplissage des alvéoles. Le matériau plastique liquide peut être préparé par mélange de deux produits, l'un de ces produits constituant un durcisseur. In a third step, the plastic material 3 is poured in the liquid phase in the mold. The liquid plastic material fills the open cells in the mold, as shown in FIG. 5. A vacuum can be made in the mold to promote filling of the cells. Likewise, it is possible to vibrate the mold and / or manipulate the mold, in particular invert the mold, to promote the filling of the cells. The liquid plastic material can be prepared by mixing two products, one of these products constituting a hardener.
[0051] Dans une quatrième étape, on laisse le matériau plastique 3 se solidifier ou durcir, notamment polymériser. Selon la nature du matériau plastique, cette solidification peut être activée ou accélérée par de la chaleur. In a fourth step, the plastic material 3 is allowed to solidify or harden, in particular to polymerize. Depending on the nature of the plastic material, this solidification can be activated or accelerated by heat.
[0052] Dans une cinquième étape, on démoule le composant et on obtient un composant ou une ébauche de composant en matériau composite comme représenté sur la figure 6. In a fifth step, the component is demolded and a component or a component blank of composite material is obtained as shown in FIG. 6.
[0053] Dans une sixième étape, on peut encore éventuellement mettre en forme le composant ou appliquer un ou plusieurs traitements de surface sur le composant. Notamment, on peut usiner le composant et/ou polir le composant et/ou sabler le composant et/ou grenailler le composant. In a sixth step, it is also optionally possible to shape the component or to apply one or more surface treatments to the component. In particular, the component can be machined and / or the component polished and / or the component sandblasted and / or the component shotblasted.
[0054] Dans tout ce document, par „alliage d'aluminium“, on entend tout alliage dans lequel l'aluminium est prépondérant ou majoritaire en masse. De préférence, l'alliage contient au moins 80%, voire au moins 90%, d'aluminium en masse. Throughout this document, by "aluminum alloy" is meant any alloy in which aluminum is predominant or predominant by mass. Preferably, the alloy contains at least 80%, or even at least 90%, of aluminum by weight.
[0055] Le composant horloger obtenu présente de nombreux avantages et intérêts : il est extrêmement léger : la masse volumique du matériau composite peut être de l'ordre de 1600 kg.m<-3>, notamment comprise entre 1500 kg.m<-3>et 1800 kg.m<-3> ; il présente un aspect original : en effet, la surface du composant est composée de zones constituées de matière plastique et de zones constituées d'alliage d'aluminium ; son aspect peut être radicalement modifié par l'ajout de colorant et/ou de pigments dans la matière plastique ; il présente un aspect lisse en surface contrairement à une mousse d'alliage d'aluminium seule qui présente des pores en surface ; il est hypoallergénique, la mousse d'alliage d'aluminium seule bien qu'hypoallergénique en tant que telle présentant le défaut d'avoir des pores (alvéoles débouchant à la surface du composant) qui s'encrassent ; il est résistant aux agressions courantes de l'environnement (rayons ultraviolets, eau de mer, savon, détergents, transpiration...) ; il présente une bonne usinabilité, notamment comparativement à une mousse d'alliage d'aluminium non imprégnée de matériau plastique ; il est bien plus résistant mécaniquement que s'il était réalisé en matériau plastique uniquement.The watch component obtained has many advantages and interests: it is extremely light: the density of the composite material can be of the order of 1600 kg.m <-3>, in particular between 1500 kg.m <-3> and 1800 kg.m <-3>; it has an original appearance: in fact, the surface of the component is made up of zones made of plastic material and zones made of aluminum alloy; its appearance can be radically modified by the addition of dye and / or pigments in the plastic material; it has a smooth surface appearance unlike an aluminum alloy foam alone which has pores on the surface; it is hypoallergenic, the aluminum alloy foam alone although hypoallergenic as such exhibiting the defect of having pores (cells opening to the surface of the component) which become clogged; it is resistant to common environmental attacks (ultraviolet rays, sea water, soap, detergents, perspiration, etc.); it has good machinability, in particular compared to an aluminum alloy foam not impregnated with plastic material; it is much more mechanically resistant than if it were made of plastic material only.
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