CH713998B1 - Composant horloger en matériau composite et procédé de fabrication d'un tel composant. - Google Patents

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.

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.

[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.

[0003] La réalisation de certains composants horlogers dans des matériaux spécifiques doit être exclue compte tenu de contraintes fonctionnelles.

[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.

[0005] Par ailleurs, des composants doivent de plus être résistants aux agressions de l'environnement (rayons ultraviolets, eau de mer, savon, détergents, transpiration...).

[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.

[0007] Un composant selon l'invention est défini par la revendication 1.

[0008] Différents modes de réalisation du composant sont définis par les revendications dépendantes 2 à 8 et 13.

[0009] Un procédé selon l'invention est défini par la revendication 9.

[0010] Différents modes d'exécution du procédé sont définis par les revendications dépendantes 10 à 12.

[0011] Un mécanisme selon l'invention est défini par la revendication 14.

[0012] Une pièce d'horlogerie selon l'invention est définie par la revendication 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.

[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“.

[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.

[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.

[0017] Le composant est réalisé en matériau composite.

[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.

[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.

[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.

[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“.

[0022] L'alliage d'aluminium peut être de toute nature pourvu qu'on puisse en réaliser une mousse.

[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.

[0024] L'alliage d'aluminium comprend encore au moins 80%, voire au moins 90%, en masse d'aluminium.

[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).

[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%.

[0027] La mousse peut être produite par tout moyen.

[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.

[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.

[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.

[0031] Le matériau plastique est de préférence à base de polymère ou est un polymère.

[0032] Le polymère peut être un thermoplastique, notamment un thermoplastique transparent ou translucide.

[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.

[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.

[0035] Le matériau plastique peut comprendre : des pigments ; et/ou un ou plusieurs colorants.

[0036] Les pigments peuvent être des pigments luminescents ou phosphorescents.

[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.

[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.

[0039] Dans une première phase, on produit une mousse 2 d'alliage d'aluminium à alvéoles ouvertes 21.

[0040] Dans une deuxième phase, on remplit les alvéoles 21 avec le matériau plastique.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[0047] La mousse d'aluminium peut bien entendu être alternativement obtenue par tout autre procédé.

[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.

[0049] Dans une deuxième étape, on place la mousse d'aluminium dans le moule.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

Claims (15)

1. Composant horloger (1 ; 1a ; 1b; 1c), notamment composant de bracelet de montre, composant d'habillage, par exemple carrure, fond ou lunette, platine ou 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.

2. Composant horloger selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'alliage d'aluminium est un alliage d'aluminium comprenant : - 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 ; notamment en ce que l'alliage d'aluminium est l'alliage d'aluminium 6082.

3. Composant horloger selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau plastique est à base de polymère ou est un polymère.

4. Composant horloger selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le polymère est un thermoplastique, notamment un thermoplastique transparent ou translucide.

5. Composant horloger selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le polymère est de type acrylique, notamment est du polyméthacrylate de méthyle PMMA.

6. Composant horloger selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau plastique comprend : - des pigments ; et/ou - un ou plusieurs colorants.

7. Composant horloger selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau composite comprend plus de 60% en volume de matériau plastique et/ou le matériau composite comprend moins de 80% en volume de matériau plastique, le matériau composite comprenant de préférence environ 70% en volume de matériau plastique.

8. Composant horloger selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau composite présente une masse volumique comprise entre 1500 kg.m<-3>et 1800 kg.m<-3>, notamment de l'ordre de 1600 kg.m<-3>.

9. Procédé de fabrication d'un composant horloger (1 ; 1a ; 1b ; 1c) selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant les étapes suivantes : - fournir la mousse (2) d'alliage d'aluminium à alvéoles ouvertes (21) ; - remplir les alvéoles avec le matériau plastique (3) en phase liquide ; - durcir, notamment polymériser, le matériau plastique.

10. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, comprenant une étape supplémentaire de mise en forme ou de traitement du composant horloger, cette étape supplémentaire étant une étape d'usinage et/ou une étape de traitement de surface de type polissage et/ou de type sablage et/ou de type grenaillage.

11. Procédé de fabrication selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l'étape de fourniture de la mousse comprend les étapes suivantes : - fournir un moule (5) ; - remplir le moule de grains (4) d'un sel, notamment de grains de chlorure de sodium ; - couler l'alliage d'aluminium en fusion dans le moule ; - après solidification de l'alliage, dissoudre les grains de sel.

12. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 9 à 11, dans lequel l'étape de remplissage des alvéoles avec le matériau plastique en phase liquide comprend les étapes suivantes : - placer la mousse d'alliage d'aluminium dans un moule (6) ; - éventuellement, réaliser un vide au moins partiel dans le moule ; - couler le matériau plastique en phase liquide dans le moule.

13. Composant horloger (1) obtenu selon le procédé selon l'une des revendications 9 à 12.

14. Mécanisme horloger (10, 20, 25), notamment mouvement horloger (10), comprenant un composant (1, 1a, 1b, 1c) selon l'une des revendications 1 à 8 et 13.

15. Pièce d'horlogerie (30), notamment montre bracelet, comprenant un mécanisme selon la revendication précédente ou un composant selon l'une des revendications 1 à 8 et 13.