CH718680B1

CH718680B1 - Process for making appliques on a dial.

Info

Publication number: CH718680B1
Application number: CH00267/22A
Authority: CH
Inventors: Jeanrenaud Frédéric; Grobe Jonas; Poly Giovanni
Original assignee: Rubattel & Weyermann S A
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2023-03-15

Abstract

[0035] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'appliques (6) sur un cadran (1) pour pièce d'horlogerie.The present invention relates to a method of manufacturing appliques (6) on a dial (1) for a timepiece.

Description

Objet de l'inventionObject of the invention

[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'appliques sur un cadran pour une pièce d'horlogerie. The present invention relates to a method of manufacturing applied to a dial for a timepiece.

Arrière-plan technologiqueTechnology background

[0002] La présente invention vise à améliorer les procédés de dépôts de motifs décoratifs à la surface d'un composant d'horlogerie. The present invention aims to improve the processes for depositing decorative patterns on the surface of a timepiece component.

[0003] Un cadran de pièce d'horlogerie comporte habituellement des appliques permettant de le décorer. Ces appliques peuvent par exemple représenter un tour d'heure destiné à faciliter la détermination de l'heure par rapport à l'emplacement des aiguilles de la pièce d'horlogerie. Ces appliques peuvent également être utilisées pour plus simplement apporter un effet esthétique au cadran. [0003] A timepiece dial usually includes appliques for decorating it. These appliques can for example represent an hour circle intended to facilitate the determination of the time with respect to the location of the hands of the timepiece. These appliques can also be used to simply bring an aesthetic effect to the dial.

[0004] Habituellement, ces appliques sont montées sur le cadran par des étapes successives de collage puis éventuellement de masquage et/ou de tamponnage ce qui, en plus du prix des appliques, occasionne des surcoûts de fabrication dû à la précision de positionnement exigé qui est d'autant plus grande que l'applique est épaisse. [0004] Usually, these appliques are mounted on the dial by successive steps of gluing then possibly masking and/or stamping which, in addition to the price of the appliques, causes additional manufacturing costs due to the precision of positioning required which is all the larger as the wall lamp is thick.

Résumé de l'inventionSummary of the invention

[0005] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'appliques sur un cadran pour pièce d'horlogerie, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) fournir un cadran, le cadran présentant une face avant et une face arrière ; b) effectuer une préparation de surface de la face avant ; c) déposer une première couche de protection tout autour du cadran muni de l'au moins une couche de décoration ; d) usiner au moins un évidement dans la première couche de protection et la couche de décoration pour former un moule pour les futures appliques, et percer le cadran pour former au moins un point d'accroche ; e) remplir d'un matériau ledit au moins un évidement par galvanoplastie à partir du cadran pour former les appliques ; f) retirer la première couche de protection ; g) déposer une deuxième couche de protection sur la face avant du cadran pour recouvrir le cadran et les appliques ; h) découper le cadran aux dimensions souhaitées et polir la deuxième couche de protection et les appliques sur une hauteur prédéterminée ; i) effectuer un traitement de surface sélectif sur le sommet des appliques ; j) retirer la deuxième couche de protection.The present invention relates to a method of manufacturing appliques on a dial for a timepiece, characterized in that it comprises the following steps: a) providing a dial, the dial having a front face and a rear face ; b) carry out a surface preparation of the front face; c) depositing a first protective layer all around the dial provided with the at least one decorative layer; d) machining at least one recess in the first protective layer and the decorative layer to form a mold for the future appliques, and drilling the dial to form at least one attachment point; e) filling said at least one recess with a material by electroplating from the dial to form the appliques; f) removing the first protective layer; g) deposit a second layer of protection on the front face of the dial to cover the dial and the appliques; h) cut the dial to the desired dimensions and polish the second protective layer and the appliques to a predetermined height; i) carry out a selective surface treatment on the top of the appliques; j) remove the second protective layer.

[0006] Conformément à d'autres variantes avantageuses de l'invention : le cadran est réalisé dans un matériau choisi parmi les alliages de cuivre, les alliages de fer, les alliages d'or ou les alliages d'argent ; la couche de décoration est réalisée dans un matériau choisi parmi l'argent, l'or, le cuivre, le nickel, le rhodium ou le ruthénium ; la première couche de protection et la deuxième couche de protection sont réalisées à base d'une résine ; la résine est choisie parmi les résines acrylique, les résines nitro-cellulosiques, les résines alkydes ou les résines polyuréthanes ; ledit matériau remplissant l'au moins un évidement est choisi parmi l'argent, l'or, le cuivre, le nickel, le rhodium ou le ruthénium ; les première et deuxième couches de protection sont retirées au moyen d'un solvant ou par plasma ; la gravure de l'au moins un évidement est effectuée par un procédé de gravure laser permettant de graver la couche métallique et la première couche de protection ; lors de l'étape b), la préparation de surface de la face consiste à polir, poncer et/ou sabler en milieu sec ou humide la face avant du cadran. lors de l'étape b), le traitement de surface de la face avant est une opération de microbillage, de soleillage, de guillochage, de gravure, de fraisage, de colimaçonnage, de cerclage, de perlage ou tout autre opération permettant d'obtenir une structure décorative.[0006] In accordance with other advantageous variants of the invention: the dial is made of a material chosen from copper alloys, iron alloys, gold alloys or silver alloys; the decorative layer is made of a material chosen from silver, gold, copper, nickel, rhodium or ruthenium; the first protective layer and the second protective layer are made from a resin; the resin is chosen from acrylic resins, nitrocellulose resins, alkyd resins or polyurethane resins; said material filling the at least one recess is chosen from silver, gold, copper, nickel, rhodium or ruthenium; the first and second protective layers are removed by means of a solvent or by plasma; the etching of the at least one recess is performed by a laser etching process making it possible to etch the metallic layer and the first protective layer; during step b), the surface preparation of the face consists of polishing, sanding and/or sandblasting in a dry or wet medium the front face of the dial. during step b), the surface treatment of the front face is an operation of bead blasting, sunburst, guillochage, engraving, milling, snailing, strapping, beading or any other operation making it possible to obtain a decorative structure.

Brève description des figuresBrief description of figures

[0007] Les figures 1 à 10 représentent les étapes successives d'un exemple préféré de procédé de décoration selon l'invention.[0007] Figures 1 to 10 represent the successive steps of a preferred example of a decoration process according to the invention.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

[0008] Le procédé selon l'invention sera mieux compris en relation avec les figures 1 à 10. Dans une première étape a) illustrée à la figure 1, le procédé selon l'invention consiste à fournir un cadran 1 comprenant une face avant 10 et une face arrière 11, la face avant étant destinée à recevoir les appliques. The method according to the invention will be better understood in relation to Figures 1 to 10. In a first step a) illustrated in Figure 1, the method according to the invention consists in providing a dial 1 comprising a front face 10 and a rear face 11, the front face being intended to receive the appliques.

[0009] Préférentiellement selon l'invention, le cadran est formé dans un matériau choisi parmi les alliages de cuivre, les alliages de fer, les alliages d'or ou les alliages d'argent. [0009] Preferably according to the invention, the dial is formed from a material chosen from copper alloys, iron alloys, gold alloys or silver alloys.

[0010] Bien entendu, alternativement à l'utilisation d'un cadran en matériau électriquement conducteur, il est également possible d'utiliser un cadran en un matériau quelconque revêtu d'une couche électriquement conductrice. On pourra par exemple imaginer un cadran en céramique revêtu d'une couche en argent. Of course, as an alternative to the use of a dial made of electrically conductive material, it is also possible to use a dial made of any material coated with an electrically conductive layer. One could for example imagine a ceramic dial coated with a layer of silver.

[0011] Comme illustré à la figure 2, la deuxième étape b) du procédé consiste à effectuer une préparation de surface de la face avant 10 dans un premier temps, puis structurer sélectivement la face avant 10 afin d'y modifier localement l'état de surface et enfin y déposer au moins une couche de décoration 2 sur l'intégralité du cadran. As illustrated in Figure 2, the second step b) of the method consists in carrying out a surface preparation of the front face 10 in a first step, then selectively structuring the front face 10 in order to locally modify the state there. surface and finally deposit at least one layer of decoration 2 on the entire dial.

[0012] La préparation de surface de la face avant 10 consiste à polir, poncer et/ou sabler en milieu sec ou humide la face avant du cadran. Un traitement par plasma ou laser est également envisageable. [0012] The surface preparation of the front face 10 consists in polishing, sanding and/or sandblasting in a dry or wet environment the front face of the dial. Plasma or laser treatment is also possible.

[0013] La structuration de la face avant du cadran consiste en une opération classique de décoration horlogère. Ainsi la structuration est une opération choisie par le microbillage, le soleillage, le guillochage, la gravure, le fraisage, le colimaçonnage, le cerclage, le perlage ou tout autre opération donnant une structure décorative ou tout autre opération permettant d'obtenir une structure décorative. Cette étape est destinée à la fois à décorer le cadran et à augmenter l'adhérence de la surface du cadran pour le dépôt de la couche de décoration. [0013] The structuring of the front face of the dial consists of a classic watch decoration operation. Thus structuring is an operation chosen by bead blasting, sunburst, guillochage, engraving, milling, snailing, strapping, beading or any other operation giving a decorative structure or any other operation making it possible to obtain a decorative structure. . This step is intended both to decorate the dial and to increase the adhesion of the surface of the dial for depositing the decorative layer.

[0014] La couche de décoration 2 est réalisée dans un matériau choisi parmi l'argent, l'or, le cuivre, le nickel, le rhodium, le ruthénium ou tout autres revêtements possibles pouvant être obtenus par voie humide (dépôt chimique ou électrolytique) ou par voie sèche (pulvérisation, PVD). [0014] The decorative layer 2 is made of a material selected from silver, gold, copper, nickel, rhodium, ruthenium or any other possible coatings that can be obtained by wet process (chemical or electrolytic deposition ) or dry (spray, PVD).

[0015] Optionnellement, pour améliorer la stabilité mécanique de l'interface entre la couche de décoration 2 et le cadran 1, une couche intermédiaire adhésive peut avantageusement être déposée entre la couche de décoration 2 et le cadran 1. Par exemple, le titane présente généralement une adhésion adéquate sur la plupart des substrats usuels. L'épaisseur de cette couche peut être extrêmement faible : quelques nm suffisent généralement à améliorer considérablement l'adhésion. [0015] Optionally, to improve the mechanical stability of the interface between the decorative layer 2 and the dial 1, an adhesive intermediate layer can advantageously be deposited between the decorative layer 2 and the dial 1. For example, titanium has generally adequate adhesion to most common substrates. The thickness of this layer can be extremely low: a few nm are generally sufficient to considerably improve adhesion.

[0016] La couche métallique déposé sur la surface du cadran possède de bonnes propriétés adhésives pour favoriser l'adhésion des appliques formées. Le matériau de la couche peut être du titane, du nickel, de l'or ou un autre matériaux et/ou combinaison de plusieurs couches. [0016] The metal layer deposited on the surface of the dial has good adhesive properties to promote the adhesion of the appliques formed. The material of the layer can be titanium, nickel, gold or another material and/or combination of several layers.

[0017] Préférentiellement, la couche de décoration est réalisée par dépôt physique en phase vapeur (PVD), cependant, d'autres types de dépôt sont envisageables comme la galvanoplastie, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ou le dépôt par couche atomique (ALD). Preferably, the decorative layer is produced by physical vapor deposition (PVD), however, other types of deposition are possible such as electroplating, chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD).

[0018] Comme illustré à la figure 3, la troisième étape c) du procédé consiste à recouvrir entièrement le cadran d'une couche polymère 3 par pulvérisation, immersion ou à la tournette (également connu sous les termes anglais „spin coating“), puis à faire polymériser la résine 3 via de la chaleur ou des rayons UV. Bien évidemment, l'épaisseur de la couche dépendra de la taille désirée des appliques, de préférence l'épaisseur de la couche est comprise entre 0.02 mm à 0.40 mm. As illustrated in Figure 3, the third step c) of the process consists in completely covering the dial with a polymer layer 3 by spraying, immersion or spinning (also known by the English terms "spin coating"), then polymerizing the resin 3 via heat or UV rays. Of course, the thickness of the layer will depend on the desired size of the appliques, preferably the thickness of the layer is between 0.02 mm to 0.40 mm.

[0019] La résine 3 est choisie parmi les résines acrylique, les résines nitro-cellulosiques, les résines alkydes ou les résines polyuréthanes. The resin 3 is chosen from acrylic resins, nitrocellulose resins, alkyd resins or polyurethane resins.

[0020] A titre de variante, il est possible d'entièrement recouvrir de résine 3 le cadran 1, puis de la faire polymériser, et d'usiner le dessus de la couche de résine afin de rendre sa partie supérieure parfaitement plane. Alternatively, it is possible to completely cover the dial 1 with resin 3, then to polymerize it, and to machine the top of the resin layer in order to make its upper part perfectly flat.

[0021] Comme illustré à la figure 4, la quatrième étape d) du procédé consiste à usiner au moins un évidement 4 dans la couche de protection et la couche de décoration pour former un moule pour les futures appliques. Au cours de cette étape le cadran est également percé à plusieurs endroits pour former au moins un point d'accroche 5 lors de la croissance galvanique de l'étape suivante. As illustrated in Figure 4, the fourth step d) of the method consists in machining at least one recess 4 in the protective layer and the decorative layer to form a mold for future appliques. During this step the dial is also pierced in several places to form at least one attachment point 5 during the galvanic growth of the following step.

[0022] Avantageusement, l'au moins un évidement 4 est formé par un procédé laser ou par photolithographie à l'aide d'une résine positive ou négative, afin de contrôler aisément la géométrie de la future applique, de faire des évidements 4 ayant des parois essentiellement perpendiculaires à la surface du cadran 1, de graver rapidement de nombreuses pièces, et enfin, de contrôler de façon fine l'état de surface de la zone gravée. Advantageously, the at least one recess 4 is formed by a laser process or by photolithography using a positive or negative resin, in order to easily control the geometry of the future applique, to make recesses 4 having walls essentially perpendicular to the surface of dial 1, to rapidly engrave numerous parts, and finally, to finely control the surface condition of the engraved zone.

[0023] Comme illustré à la figure 5, la cinquième étape e) du procédé consiste à déposer un matériau par galvanoplastie à partir de la face avant 10 du cadran 1 électriquement conducteur afin de former en une seule étape au moins une applique 6. Le cadran 1 est plongé dans un bain galvanique par le biais de l'au moins un point d'accroche 5 qui permet également d'utiliser le cadran 1 comme cathode. As illustrated in Figure 5, the fifth step e) of the process consists in depositing a material by electroplating from the front face 10 of the electrically conductive dial 1 in order to form in a single step at least one applied 6. The dial 1 is immersed in a galvanic bath via at least one attachment point 5 which also allows dial 1 to be used as a cathode.

[0024] Le matériau utilisé pour remplir l'au moins un évidement 4 et former l'applique 6 sur le cadran 1 est choisi parmi l'argent, l'or, le cuivre, le nickel, le rhodium ou le ruthénium. The material used to fill the at least one recess 4 and form the applique 6 on the dial 1 is chosen from silver, gold, copper, nickel, rhodium or ruthenium.

[0025] Le matériau utilisé pour former l'applique 6 peut être différent de celui utilisé pour la couche de décoration en fonction du résultat esthétique recherché. The material used to form the applique 6 may be different from that used for the decorative layer depending on the desired aesthetic result.

[0026] Comme illustré à la figure 6, la sixième étape f) du procédé consiste à libérer le cadran 1 de la première couche de résine 3 via une dissolution, un décapage ou par plasma. De préférence, un solvant organique adapté à la résine déposée est utilisé pour retirer la première couche de protection. As illustrated in Figure 6, the sixth step f) of the process is to release the dial 1 of the first layer of resin 3 via dissolution, pickling or plasma. Preferably, an organic solvent suitable for the deposited resin is used to remove the first protective layer.

[0027] Comme illustré à la figure 7, la septième étape g) du procédé consiste à recouvrir la face avant 10 du cadran 1 d'une deuxième couche de protection en résine 7 par pulvérisation, puis à faire polymériser la résine 7 via de la chaleur ou des rayons UV. L'épaisseur de cette deuxième couche de résine est au moins équivalente à la hauteur des appliques 6 formées au cours de l'étape e), et de préférence supérieure à la hauteur des appliques 6. As illustrated in Figure 7, the seventh step g) of the process consists in covering the front face 10 of the dial 1 with a second protective layer of resin 7 by spraying, then in polymerizing the resin 7 via heat or UV rays. The thickness of this second layer of resin is at least equivalent to the height of the appliques 6 formed during step e), and preferably greater than the height of the appliques 6.

[0028] La résine 7 formant la deuxième couche de protection est choisie parmi les résines acrylique, les résines nitro-cellulosiques, les résines alkydes ou les résines polyuréthanes. The resin 7 forming the second protective layer is chosen from acrylic resins, nitrocellulose resins, alkyd resins or polyurethane resins.

[0029] Comme illustré à la figure 8 la huitième étape h) du procédé consiste dans un premier temps à usiner le cadran 1 aux dimensions et à la forme souhaitée, puis polir la couche de protection en résine 7 et les appliques 6 sur une hauteur prédéterminée. As illustrated in Figure 8 the eighth step h) of the process consists first of all in machining the dial 1 to the desired dimensions and shape, then polishing the resin protective layer 7 and the appliques 6 to a height predetermined.

[0030] Comme illustré à la figure 9, la neuvième étape i) du procédé consiste à effectuer un traitement de surface sélectif sur le sommet des appliques 6. As illustrated in Figure 9, the ninth step i) of the method consists in carrying out a selective surface treatment on the top of the appliques 6.

[0031] Le traitement de surface sélectif consiste en un dépôt d'une couche métallique 8 réalisée par dépôt physique en phase vapeur (PVD), dépôt chimique en phase vapeur (CVD), dépôt par couche atomique (ALD) ou par voie humide (traitement galvanique). The selective surface treatment consists of depositing a metal layer 8 produced by physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD) or wet ( galvanic treatment).

[0032] Comme illustré à la figure 10, la dixième et dernière étape j) du procédé consiste à supprimer la deuxième couche de protection et de libérer le cadran 1 muni de ses appliques 6. As illustrated in Figure 10, the tenth and last step j) of the process consists in removing the second protective layer and freeing the dial 1 provided with its appliques 6.

[0033] Des pieds peuvent êtres soudés aux cadrans à différentes étapes de la gamme afin de faciliter la manipulation des pièces et/ou répondre au cahier des charges du produit. Ces pieds peuvent servir de point de contact pour réaliser les revêtements 2 ou former par électroformage les appliques 6. Dans ce dernier cas, ces pieds sont utilisés à la place des perçages 5. [0033] Feet can be welded to the dials at different stages of the range in order to facilitate the handling of the parts and/or meet the specifications of the product. These feet can be used as a contact point to make the coverings 2 or form the appliques 6 by electroforming. In the latter case, these feet are used instead of the holes 5.

[0034] On comprend donc que le procédé, avantageusement selon l'invention, permet l'utilisation des avantages de l'usinage, de la photolithographie et de la galvanoplastie pour électroformer en une seule étape de galvanoplastie les appliques sur un cadran avec une très bonne précision structurelle. It is therefore understood that the method, advantageously according to the invention, allows the use of the advantages of machining, photolithography and electroplating to electroform in a single electroplating step the appliques on a dial with a very good structural accuracy.

[0035] 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. Of course, the present invention is not limited to the example illustrated but is susceptible to various variants and modifications which will become apparent to those skilled in the art.

[0036] De plus, les modes préférés ou variantes du procédé selon l'invention sont uniquement utilisés pour donner un exemple de réalisation de l'invention sans s'y limiter. Ainsi, d'autres matériaux ou d'autres procédés d'enlèvement de matière ou de structuration peuvent être envisagés. In addition, the preferred modes or variants of the method according to the invention are only used to give an example of embodiment of the invention without being limited thereto. Thus, other materials or other material removal or structuring processes can be envisaged.

Claims

1. Method for manufacturing appliques (6) on a dial (1) for a timepiece, characterized in that it comprises the following steps: a) providing a dial (1), the dial having a front face (10) and a rear face (11); b) performing a surface preparation of the front face (10), then selectively structuring the front face and depositing at least one decorative layer (2) thereon; c) depositing a first protective layer (3) all around the dial provided with at least one decorative layer; d) machining at least one recess (4) in the first protective layer (3) and the decorative layer (2) to form a mold for future appliques, and drilling the dial (1) to form at least one point d hook (5); e) filling said at least one recess (4) with a material by electroplating from the dial (1) to form the appliques (6); f) removing the first protective layer (3); g) depositing a second protective layer (7) on the front face (10) of the dial (1) to cover the front face of the dial and the appliques (6); h) cutting the dial (1) to the desired dimensions and polishing the second protective layer (7) and the appliques (6) to a predetermined height; i) performing a selective surface treatment on the top of the appliques (6); j) remove the second protective layer (7).

2. Method according to claim 1, in which the dial (1) is made of a material chosen from copper alloys, iron alloys, gold alloys or silver alloys.

3. Method according to claim 1 or 2, wherein the decorative layer (2) is made of a material chosen from silver, gold, copper, nickel, rhodium or ruthenium.

4. Method according to one of the preceding claims, wherein the first protective layer and the second protective layer are made from a resin.

5. Method according to claim 4, in which the resin is chosen from acrylic resins, nitrocellulose resins, alkyd resins or polyurethane resins.

6. Method according to one of claims 1 to 5, wherein said material filling the at least one recess is selected from silver, gold, copper, nickel, rhodium or ruthenium.

7. Method according to one of the preceding claims, in which the decoration layer (2) additionally comprises an adhesive layer preferably comprising titanium to improve the mechanical stability of the interface between the decoration layer 2 and the dial 1.

8. Method according to one of claims 1 to 7, wherein the first and second protective layers are removed by means of a solvent.

9. Method according to one of the preceding claims, in which the etching of the at least one recess (4) is carried out by a laser etching process making it possible to etch the decorative layer (2) and the first protective layer ( 3).

10. Method according to one of the preceding claims, in which during step b), the surface preparation of the face consisting in grinding, sanding and/or sanding the front face of the dial

11. Method according to one of the preceding claims, in which during step b), the surface structuring of the front face is an operation of bead blasting, sunburst, guillochage, engraving, milling, snailing, strapping or beading.