CN105966139A - 用于装饰时钟部件的工艺和由此工艺获得的时钟部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于装饰表盘的工艺，其中，所述用于装饰表盘的工艺包含用飞秒激光器将图案雕刻在移印印版中的步骤(E1)，并且其中，所述用于装饰表盘的工艺包含用移印印版将所述图案转印到表盘的步骤(E20)。

Description

用于装饰时钟部件的工艺和由此工艺获得的时钟部件
技术领域
本发明涉及一种用于装饰时钟部件、尤其是手表部件的工艺。本发明还涉及一种通过实施上述工艺获得的时钟部件。最后，本发明还涉及一种包含上述时钟部件的时钟、尤其是手表，例如腕表。
背景技术
当要在时钟部件上制作装饰(例如表盘)时，例如，已知通常利用转印或铣削工艺来构造表面。这种现有技术方法包含加工要被装饰表面的单个步骤，以产生选定的表面光洁度。作为变形，例如，可以通过转印来产生印迹，这允许将铭刻添加到表面，通常使用包含雕刻的且涂有油墨的印版(cliché)的印台。
现有装饰方案并不令人满意。特别是，应该注意钟表的应用对这种装饰工艺要求很高：获得的审美效果是非常重要的，并且铣削、着色和/或刻印必须无瑕疵或无污点。最后，可用这些现有方案制作的装饰的选择局限于少数已知的由来已久的方案，因此不能提供原创性的装饰方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于装饰时钟部件、尤其是表盘的工艺，其提供可简单获得的、具有吸引力的、精密而持久的审美效果。
为此目的，装饰工艺包含用飞秒激光器在移印印版上雕刻图案的步骤，然后包含用移印印版将所述图案转印于表盘的步骤。
有利地，此装饰工艺结合了表盘的要被装饰表面的表面构成的步骤。
根据本发明的装饰工艺、表盘和时钟由权利要求限定。
附图说明
将在下面参考附图给出的一个特定实施方式的非限制性描述中详细描述本发明的主题、特征和优点，在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的装饰工艺的步骤。
图2示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的转印的水平投影。
图3示意性地示出了根据本发明的实施方式的装饰之后获得的时钟部件的俯视图。
图4示出了根据本发明一个实施方式的三个示例性实施例的、在实施装饰工艺的全部和某些步骤期间在样品上获得的颜色测量。
具体实施方式
根据本发明的装饰工艺的实施方式的方法，飞秒激光加工所产生的可能性被用来制作移印印版，将在装饰由大量金属或非金属制成的时钟部件的步骤中使用该移印印版，特别是与根据一个实施方式的其他装饰技术结合。此方法具有大大增加了可以装饰时钟部件的方式的数量的优点。
现在将在手表表盘的装饰的背景下非限制性地说明本发明。本发明自然能用来装饰腕表的或时钟机芯的其他时钟部件，比如，举例而言但非限制性地，表圈、半成品机芯和机芯部件。
根据实施方式的装饰工艺首先包含用飞秒激光器雕刻移印印版的步骤E1，以形成装饰图案。飞秒激光器被使用为，使得允许产生雕刻，雕刻所获得的极精细度随后允许非常精细的图案、尤其是与印版的雕刻对应的精细线条形成的图案得以转印到表盘上。根据实施方式，这种非常精细的图案允许获得惊奇而诱人的效果，例如，获得不同于印版的初始油墨的颜色并且不同于表盘的背景色的颜色渲染，这会在下面描述。因此，使用飞秒激光加工技术来产生意在通过移印转印的图案，开启了用于制作时钟表盘、并且更普遍地任何时钟部件的新的和非常激动人心的可能性。
飞秒激光器是一种特定类型的激光器，其产生超短脉冲，其持续时间大约是几飞秒到几百飞秒(1fs＝1飞秒＝10-15秒)。因此，为了雕刻金属制成的印版，例如，飞秒激光器可产生1030nm的波长和20μJ的能量的脉冲，其脉冲率为500kHz，并且脉冲持续时间为270fs。当然，这些数值是举例给出，也可以采用其他数值。波长可以在300nm直到1100nm的一定范围内变动，典型地对于玻璃或氧化铝是343nm。脉冲的持续时间可以在200fs直到500fs的范围内变动。
使用光学系统来形成光束，所述系统由不同部件构成，以调节传递的能量、光束的偏振和尺寸。通过电子控制的光学装置在目标(移印印版的表面)上扫描光束，以用于使光束偏离。这允许通过控制软件来产生期望的图案。例如，实施方式使用100mm和160mm焦距的平场聚焦(F-theta)透镜，以允许加工直径分别是72mm和121mm的面积(区域)。使用60mm焦距的平场聚焦透镜使面积(区域)的直径缩小至46mm。扫描头由与数字控制板相关联的刻印软件包来控制，以允许光束的运动与激光器的发射同步。尤其是，这种组件可以修改要被雕刻表面上的激光束的运动速度、激光扫描策略和在给定区域上的击打次数。微定位系统沿着/围绕五条轴线被控制，即三条平移轴线和两条转动轴线。获得的雕刻深度可根据击打次数来调整，并且因此可根据扫描图案的重复次数来调整：击打次数越多，凹部将会越深。无论如何，此雕刻步骤所导致的材料的移除会产生平均深度大于或等于4μm的凹部。
因此，装饰工艺包含从上面描述的先前步骤E1中制作的移印印版转印的特定步骤E20，其是独立的或者包括如下所述的其他传统印迹。在要被装饰表盘的表面上的这种转印的叠加允许获得意想不到的效果。
本发明不涉及此雕刻步骤产生的图案，这能够通过沿选定路径、特别是平行或大体上平行的线移动光束来产生任意曲线。
装饰工艺可包含可选的补充性步骤。在图1中示出包括可选步骤的完整的工艺。
根据一个实施方式，装饰工艺包含准备要被处理的表盘表面的初始步骤。为此，形成表盘的板被抛光、清洗和脱脂，例如，该板由金属制成，例如黄铜。作为变形，表盘或要被装饰的其他任意时钟部件可由其他金属制成，术语“金属”包括纯金属或任意金属合金，如钢、钛、金或铂。可替代地，也可以设想时钟部件包含由陶瓷(例如氧化锆或氧化铝)、硅、玻璃、蓝宝石、珍珠母或矿物材料制成的初始板，其表面示出了材料的自然色或用给定颜色着色，例如白色。
可选地，装饰工艺包含擦亮、刷光或软喷砂的补充性处理步骤E2。该步骤E2可在转印步骤E20之前的任意装饰工艺时刻进行。
同样，可选地，装饰工艺包含沉积厚度优选地包含在0.2与1μm(含)之间的可选层的步骤E3，以保护表盘免于氧化和/或给其着色。
接下来，根据实施方式的工艺可选地包含沉积金属层的步骤E4。优选地，该沉积金属包含银，其是足够可锻的，以在随后的操作、尤其是表面构成步骤E10期间被构成。当然，可沉积除银以外的可锻金属层，以便于此加工操作。
表面构成步骤E10包含将装饰加工到时钟部件的要被装饰表面的操作，根据一个有利的实施例，该操作可以是太阳纹刷光操作，其括用刷子和/或研磨膏在表盘表面制作浅擦痕。作为变形，此步骤可包含软喷砂和/或喷砂。在太阳纹刷光的情况下，例如，如将在下面提到的那样，会在银层中产生条纹的精细网络，并给予这部分像太阳一样的外观。
当然，可以设想在此表面构成步骤中使用前述的太阳纹刷光、软喷砂和喷砂技术以外的技术，取决于期望表盘拥有的最终外观。通过示例的方式，这些是其他可能在此表面处理中实施的技术：
-擦亮和刷光，其像软喷砂一样给出非常精细的浅纹理；
-旋转式打圈纹，其包括产生精细的同心圆使得表面更加生动；
-金刚石抛光，其产生非常平滑的抛光；
-制作日内瓦条纹，其形成成条的成角度的刷光区域的图案，有着可变的宽度和精细度，成条的条纹具有或多或少的明显的间隔。研磨膏或刷子在表面上刻印形成条纹的直的或圆形的平行条痕；
-打点，其是由排列非常紧密的或相互重叠的同心圆组成的装饰；以及
-蜗形纹，其是通过在部件的表面上旋转铣刀，同时将其定向以获得螺旋印迹而获得的螺旋形装饰。
最后，表面构成通过可控地刮部件的表面产生浅装饰。例如，使用的工具可以是研磨膏包覆的缓冲器或刷子。该表面构成步骤产生优选地包含在0.05μm和0.1μm之间的表面粗糙度。因此，“表面构成”的表述是指允许修饰在小于或等于1μm、或0.3μm、或0.1μm的小厚度范围内产生的要被装饰的表面的任何步骤。这种构成在提及的厚度范围内形成规则而有序的擦痕，其优选地是足够密集而可见的，并且形成获得引人注目的视觉外观的特定纬纹。
在转印步骤E20之前的步骤E5中，例如，借助一个或多个电镀层和/或由PVD(物理气相沉积)形成的一个或多个层，和/或由ALD(原子层沉积)形成的一个或多个层或通过其他任何沉积技术，可随后可选地沉积加色层或一系列层，以允许涂层易于修饰要被形成的表盘的感知颜色。可以通过掩膜技术来仅在表盘的一个部分上沉积着色层，或可以在表盘表面上的不同位置沉积不同颜色的多个层。
上面通过示例的方式说明了装饰工艺，也可以颠倒某些步骤的顺序，举例而言，例如在沉积颜色层的步骤之后进行表面构成、尤其是太阳纹刷光。
一般来说，随后沉积涂漆，然后带标记(字母、数字、印迹、铁路、其他符号)的惯用转印可施加于表盘。
最后，装饰工艺包含前述特定步骤E20，其是独立的或包含在上面描述的之前的步骤E1中进行的移印印版转印而来的前述任何其他惯用印刻。先前进行的表面上的这种转印的叠加允许得到意想不到的效果。
可以颠倒后面步骤的顺序，例如在惯用转印和/或涂漆沉积之前实施转印E20。
可选地，完成的表盘也可包括镶嵌，例如发光的标识或镶嵌宝石。
图2和图3说明了上面描述的装饰工艺的示例性实施。图2首先示出了转印的水平投影。该结果使用飞秒激光器获得，并且使用以下参数来形成移印印版上的雕刻：
-焦点处的激光束直径：20至40μm；
-2个雕刻间的横向间距：100和250μm之间；以及
-雕刻深度：15μm。
横向和纵向重叠程度包含于0％到99％之间；对此示例性实施方式，它们分别是0％和95％。功率密度必须在材料的烧蚀阈值之上，典型地是大约4.19×106MW/cm2。
图3示出了在通过移印来转印的步骤E20施加于含太阳纹刷光的表面结构之后在表盘上获得的最终装饰。
在移印步骤中使用精细、平行且排列紧密的线条的事实可允许得到特别有利的结果。印版雕刻深度(间接地，也即雕刻宽度和形成的线条的厚度)和移印印版中两个雕刻间的横向距离是关于创造审美效果的两个重要标准：
-通过示例的方式，当移印印版的图案包含宽度为150μm且间距为150μm的线条时，则获得的结果是有利的。在此情况下，不同的单个线条可用肉眼分辨。可在精细线条的厚度包含于100和300μm(含)之间和/或间距为100至300μm(含)时实现这种情况；
-当可能相等或不同、规则或不规则但优选地在给定的图案中形成规则的纬纹的前述两个尺寸(线条的宽度和线条的间距)还是较小时，例如小于或等于100μm、或小于或等于70μm、或小于或等于60μm时，则肉眼就不再能分辨不同的单个线条并且结合它们，因此允许创造原创效果，例如借助光学错觉。图2的示例接近此配置，因为它包含了宽度为100μm且间距为250μm的线条10。
上面提到的第二种情况可有利地与特定颜色相结合来取得惊人的效果。例如，图3示出了实施方式，其中表盘先用太阳纹刷光装饰了银色、香槟色或蓝色的着色层(如上面描述的那样通过PVD或电镀沉积)。接下来，例如，进行蓝色、红色、粉色或紫红色的墨水的转印。达到的光学效果是减轻最终的颜色。饱和色的墨水在表盘上呈现具有良好深度的柔和的颜色。因此，在第二种情况中，肉眼被欺骗并且感知到的颜色不是表盘上实际现有的，而是转印的各颜色和太阳纹刷光过的表盘颜色结合的结果。
借助值得注意的示例，紫红色墨水转印到银色层结果产生了淡紫红色。蓝色墨水转印到香槟色层结果产生了嫩绿色。图4使用与三个示例相应的数值表说明了这种效果。颜色用CIE实验室方法和其三个参数L*、a*、b*来测量。在每一个示例中，装饰工艺实施了表面构成步骤，其包含在前面的沉积银色层的步骤E4之后进行的太阳纹表面构成的步骤E10获得的银色太阳纹刷光。在第一种情况中，使用蓝色漆进行了转印，因此允许取得淡蓝色的装饰结果。在第二种情况中，使用绿色漆进行了转印，因此允许取得淡绿色的装饰结果。在第三种情况中，使用紫红色漆进行了转印，因此允许取得淡紫红色的装饰结果。
如果要在移印印版上制作采用非常规则的纬纹形式的精密图案，使用飞秒激光器是重要的，如果要获得前述效果这是必需的。另外，飞秒激光器能够使其非常精确，并且能够非常精确地限定雕刻的厚度、雕刻的深度和雕刻间的距离。用不通过飞秒激光器形成的移印印版实施相同的工艺将不能得到这些光学效果，并且最后，无法得到相同的最终外观。
如上面提到的那样，装饰工艺允许得到许多非常迷人的原创结果，并且本发明不限于上面描述的各示例。借助示例的方式，能够选择：
-由线条或相交线条、或点线交替形成的图案；
-两种不同颜色的印花，例如一条线条是两种颜色中的第一颜色，其他线条是第二颜色；以及
-制成印版的材料可以是金属，例如钢，或者陶瓷，或者玻璃，但是它可以由其他任何适宜材料制成。
两种结合的装饰类型至少部分是叠加的。转印形成的印花限定了图案，其至少部分叠加在经过表面构成的表面上。所印图案可因此与表面构成形成的条痕一起跨越转印所印线条。
本发明还涉及由此装饰工艺获得的时钟部件。这样的部件因而包含浮雕装饰，该浮雕装饰包含通过叠加在表面结构上的移印所获得的印花。

Claims (16)

1.一种用于装饰表盘的工艺，其特征在于，所述用于装饰表盘的工艺包含用飞秒激光器将图案雕刻在移印印版中的步骤(E1)，并且其中，所述用于装饰表盘的工艺包含用移印印版将所述图案转印到表盘的步骤(E20)。
2.根据权利要求1所述的用于装饰表盘的工艺，其特征在于，所述用于装饰表盘的工艺包含表盘的要被装饰的表面的表面构成的步骤(E10)，所述图案到表盘的转印(E20)至少部分被叠加在前述步骤中获得的表面构成上。
3.根据权利要求2所述的用于装饰表盘的工艺，其特征在于，所述用于装饰表盘的工艺包含中间步骤(E5)，其使用与转印的步骤(E20)中使用的颜色不同的颜色给表面构成的步骤(E10)中的已装饰或要被装饰的表面着色。
4.根据权利要求2或3所述的用于装饰表盘的工艺，其特征在于，表面构成的步骤(E10)包含太阳纹刷光、或软喷砂、或喷砂、或打点、或制作日内瓦波纹或蜗形纹。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的用于装饰表盘的工艺，其特征在于，表面构成的步骤(E10)产生平均深度小于或等于1μm、或0.3μm、或0.1μm的规则浮雕纬纹。
6.根据权利要求2至5中任意一项所述的用于装饰表盘的工艺，其特征在于，在表面构成的步骤(E10)之前，所述用于装饰表盘的工艺包含在要被装饰的表面上沉积金属层的步骤(E4)，所述金属层尤其是可锻金属，例如银。
7.根据权利要求2至6中任意一项所述的用于装饰表盘的工艺，其特征在于，在表面构成的步骤(E10)之后和通过移印来转印的步骤(E20)之前，所述用于装饰表盘的工艺包含给已装饰表面着色的步骤(E5)，其通过沉积一个或多个电镀层和/或一个或多个PVD层和/或一个或多个ALD层，和/或通过其他任何技术沉积，以允许涂层易于修饰要被形成的时钟部件的感知颜色。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的用于装饰表盘的工艺，其特征在于，雕刻移印印版的步骤(E1)产生包含线条的纬纹，其厚度和/或间距小于或等于150μm，或小于或等于100μm，或小于或等于70μm，或小于或等于60μm。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的用于装饰表盘的工艺，其特征在于，移印印版的图案使得其允许最终装饰的颜色不同于转印步骤(E20)中所使用的要被感知的颜色。
10.根据权利要求2至7中任意一项所述的用于装饰表盘的工艺，其特征在于，移印印版的图案使得其允许最终装饰的颜色不同于表面构成(E10)的颜色，也不同于转印步骤(E20)中所使用的要被感知的颜色。
11.一种表盘，其使用根据前述权利要求中任意一项所述的装饰工艺获得，其特征在于，所述表盘包含已装饰的表面，该表面包含使用由飞秒激光器形成的移印印版所转印的印花。
12.根据权利要求11所述的表盘，其特征在于，所述表盘包含至少一个表面结构，转印印花至少部分叠加在所述至少一个表面结构上。
13.根据权利要求11或12所述的表盘，其特征在于，所述表盘包含具有线条的转印印花，所述线条的厚度和/或间距小于或等于150μm，或小于或等于100μm，或小于或等于70μm，或小于或等于60μm。
14.根据权利要求12和13所述的表盘，其特征在于，所述表盘包含覆盖表面结构的第一颜色，以及不同于第一颜色的第二颜色的叠加的转印印花，其中肉眼感知整个装饰是柔和的颜色或者是不同于第一颜色和第二颜色的第三颜色。
15.根据权利要求11至14中任意一项所述的表盘，其特征在于，所述表盘由金属制成；或由陶瓷制成，例如氧化锆或氧化铝；或由硅制成；或由玻璃制成；或由蓝宝石制成；或由珍珠母制成；或由矿物材料制成。
16.一种时钟，例如手表，尤其是腕表，其特征在于，所述时钟包含根据权利要求11至15中任意一项所述的表盘。
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