CN107219747B - 具有至少一个视错觉图案的金属基部件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提供经刻面和/或斜切的错觉的形状简单的一件式、金属基部件的制造方法，所述金属基部件用于形成钟表外部部分的全部或一部分。

Description

具有至少一个视错觉图案的金属基部件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有平整表面的金属基部件的制造方法，所述平整表面包括至少一个视错觉图案，更具体地，包括使得平整表面看上去不平整的至少一个图案。
背景技术
已知形成上表面经刻面和/或斜切过的外部部件以便改善钟表的美观性。专利EP1557729公开了一种不需要进行精加工步骤的用于制造经刻面的部件的方法，尤其是公开了在实施该方法过程中的巨大困难。
发明内容
本发明的目标在于通过提出一种既不需要进行刻面也不需要进行精加工的制造方法来获得一种提供经刻面和/或斜切过的错觉的简单的金属基部件，从而克服上述缺陷中的全部或一部分。
为此，本发明涉及一种具有至少一个视错觉图案的至少一个金属基部件的制造方法，该方法包括如下步骤：
a)形成这样的衬底：该衬底的平整上表面导电并且包括待制造的所述至少一个部件的所述至少一个视错觉图案的负凸肋；
b)在该衬底上形成模具，该模具包括至少一个空腔，该至少一个空腔的底部由所述衬底的所述上表面形成；
c)通过电沉积或电镀来填充所述至少一个模具空腔，以形成具有平整表面的所述至少一个金属基部件，所述平整表面包括使得所述平整表面看上去不平整的至少一个视错觉图案；
d)释放由衬底并且由模具由此形成的所述至少一个部件。
由此应当理解，作为衬底的平整度的结果，所述制造方法允许部件形成为具有平整表面，而不再需要随后进行刻面或者更普遍地随后进行精加工。
此外，所述制造方法提供了极高精度的尺寸以及同一衬底上的同一类型的一件式金属基部件或多个不同的一件式金属基部件的极高再现性。
最后有利地根据本发明，所述制造方法的极高精度与极高再现性使得能够获得设置有至少一个非常精细且易于再制造的图案的极简单的部件，所述图案使得平整表面即使例如通过切斜边或斜切而进行加工后仍然看上去不平整。
根据本发明的其它有利变型：
-根据第一实施例，所述凸肋形成至少两组平行部段，第一组平行部段以10°至170°的角度接合第二组平行部段，使得所述至少一个部件给出所述平整表面包括形成边缘的两个倾斜表面的错觉；
-根据第二实施例，所述凸肋形成至少一组弯曲部段，使得所述至少一个部件给出所述平整表面呈穹顶形的错觉；
-根据第三实施例，所述凸肋形成彼此对称布置的至少一组凹部，所述至少一组凹部与其中所述衬底的上表面不具有负凸肋的部分毗邻地形成，使得所述至少一个部件给出所述平整表面包括形成边缘的两个倾斜表面的错觉；优选地，所述至少一组凹部与和其毗邻地形成的其中所述衬底的上表面不具有负凸肋的部分彼此对称地布置。
-根据第四实施例，所述凸肋布置在所述至少一个模具空腔的外周并且形成至少两组平行部段，第一组的平行部段与第二组的平行部段垂直并且以一角度接合，使得所述至少一个部件给出所述平整表面被斜切过的错觉；
-无论是哪个实施例，所述凸肋均可具有介于2到100微米的高度；
-该方法还包括在步骤c)与步骤d)之间的步骤e)：选择性地加工所述至少一个金属基部件的一部分，以形成具有紧固装置的所述至少一个部件；
-通过对硅衬底进行掺杂和/或通过在硅衬底上沉积导电层来使衬底的上表面导电，
-所述衬底具有0.3到1mm的厚度；
步骤b)包括：阶段f)：在衬底的导电上表面上沉积感光树脂层，步骤g)：选择性地照明感光树脂的一部分，以及步骤h)：使所述感光树脂定型以形成模具的所述至少一个空腔；
-所述至少一个部件由镍或镍磷基底形成；
-在同一衬底上形成有多个部件；
-所述至少一个部件形成表盘、视窗装饰、凸缘、表圈、按销、表冠、表壳后盖、指针、表链或表带、链节、表扣、装饰、自动锤或嵌花的全部或一部分。
本发明还涉及包括通过根据前述任何变型的方法得到的金属基部件的钟表的外部部分，其中，所述部件具有基本上平整的表面，所述基本上平整的表面具有使得所述平整表面看上去不平整的至少一个视错觉图案。
附图说明
根据参考附图以非限制性方式给出的如下说明，其它特征和优点将变得清楚，在所述附图中：
-图1至图5示意性表示出了根据本发明的方法的步骤；
-图6至图9表示出根据本发明得到的指针的示例；
-图10至图15表示出根据本发明得到的小时标记的示例；
-图16表示出根据本发明得到的视窗装饰的示例。
具体实施方式
本发明涉及一种提供经刻面和/或斜切过的错觉的形状简单的一件式金属基部件的制造方法，所述金属基部件用于形成钟表外部部分的全部或一部分。作为非限制性示例，该部件由此可形成表盘、视窗装饰、凸缘、表圈、按销、表冠、表壳后盖、自动锤、指针、表链或表带、链节、表扣、装饰或嵌花的全部或一部分。
自然，这种部件并不限于钟表学领域。作为非限制性示例，代替地这种部件可以形成珠宝零件的全部或一部分。
该方法用于制造至少一个金属基部件。术语“金属基”指的是在部件的组合物中可能出现一种或多种金属。因此，作为非限制性示例，所述部件可例如由镍或镍磷基底形成。
有利地，根据本发明，通过该方法得到的每个金属基部件包括至少一个视错觉图案。更具体地，有利地，每个部件包括具有至少一个视错觉图案的基本上平整的表面，所述至少一个视错觉图案使得所述平整表面看上去不平整，这允许获得例如提供经刻面和/或斜切过的错觉的简单部件。
出于简化的目的，所给出的附图表示出在衬底上制造仅一个部件。然而，有利地，根据本发明，该方法也能够在相同衬底上形成多个相同或不同的部件。
如图1中所见，根据本发明的方法包括旨在形成衬底1的第一步骤a)，该衬底1的平整的上表面3导电并且包括待制造的部件的所述至少一个视错觉图案的负凸肋5。下文将进一步阐述所述至少一个视错觉图案的大体形状。为了更好地理解，在图1中，凸肋5由从衬底1的上表面3突出的3个柱示意性地表示。
可存在各种各样的衬底1。优选地，衬底1的材料根据材料被制造为平整的能力及其较低的粗糙度来选择，即，具有光滑表面的自然特征来选择。作为示例，硅基衬底1具有上述这些优点。
在衬底1由硅制成的情况下，步骤a)可由此包括利用具有开口的掩膜覆盖衬底1的第一阶段，所述开口使得留出衬底1的未被覆盖的上部部分。在第二阶段，可在掩膜开口中进行刻蚀。这种刻蚀可以是湿式刻蚀或干式刻蚀。最后，在图1中所示的第三阶段，去除掩膜，仅留下在衬底1的上表面3上形成的凸肋5。
在其中衬底1由硅制成的情况下，衬底1的上表面3可通过对硅进行掺杂——即，通过使用在刻蚀之前已经掺杂的衬底1或者通过随后对衬底1进行掺杂，和/或通过沉积导电层——而制成为导电的。
此外，衬底1可具有0.3到1mm的厚度，而凸肋5可从衬底1的上表面3延伸至2到100微米的高度，
如图2中所示，该方法继续进行用于在衬底1上形成模具7的第二步骤b)。由此应当理解的是，模具7包括至少一个空腔6(即，取决于希望得到的部件的形状，模具7包括一个或多个空腔)，所示至少一个空腔的底部由衬底1的上表面3形成。
步骤b)优选包括三个阶段f)至h)。步骤b)包括用于在衬底1的导电的上表面3上沉积感光树脂层的第一阶段f)。该阶段f)可通过旋转涂覆或通过喷涂来实现。第二阶段g)用于选择性地照明感光树脂的一部分。由此清楚的是，取决于感光树脂的性质，即，树脂是阳(positive)型还是阴(negative)型，照明将集中在期望的至少一个后来形成的空腔6上，或除了所述至少一个期望的后来形成的空腔6以外的部分上。
最后，步骤b)以第三阶段h)结束，所述第三阶段h)用于使选择性地照明的感光树脂定型——即，使所述至少一个空腔6周围或空腔6之间的剩余感光树脂硬化，以便形成模具7。该第三阶段h)通常通过热处理来实现以使树脂硬化，从而定型以形成所述至少一个空腔6。
如图3中所示，该方法继续进行第三步骤c)，所述第三步骤c)用于通过电沉积或电镀技术来填充模具7的所述至少一个空腔6，以形成具有平整表面的坯件或金属基部件，所述平整表面包括使得所述表面看上去不平整的所述至少一个视错觉图案14。根据本发明，该金属基部件从投影看具有相同的浮雕花纹/凸起的图案。然而，在构建衬底1的过程中，在步骤c)中，凸肋5将在坯件或金属基部件的一侧上形成凹部15。此外，如下文所阐述的，在步骤c)之后可执行可选步骤e)。
有利地根据本发明，作为步骤b)的非常精确的光刻技术的结果，该方法可产生具有能够满足钟表学领域中的部件所需的极高容差的高精度外部和可能的内部尺寸的金属基部件9。“内部尺寸”指的是，根据所构造的插入至所述至少一个空腔6中的树脂部分7，在步骤c)中可在金属基部件中直接形成开口和/或孔。
如上文所阐述的，在步骤c)中对每个空腔6进行电沉积或电镀填充可例如利用由镍和磷(NiP)形成的合金——并且尤其是磷的比例大致等于12％(NiP12)的这种类型的合金——来实现。
最后，该方法以用于释放由此由衬底1和模具7形成的部件的第四和最后的步骤d)结束。因此，在其中衬底1由硅制成的上述示例中，步骤d)可包括对硅的选择性蚀刻和对模具7的材料的选择性蚀刻。硅蚀刻可例如通过利用包含氢氧化钾(缩写为KOH)的镀池的化学蚀刻来实现。
根据图4和5中所示的本发明的一变型，该方法在步骤c)与步骤d)之间还包括可选步骤e)，所述可选步骤e)用于选择性地加工金属基部件的一部分，以便形成具有至少一个紧固装置16的部件11。
如上文所述，之后对具有相同浮雕花纹的块状件9修改厚度，以形成至少一个紧固装置16。由此获得部件11，而不需要形成彼此叠加布置的多个功能层级或者对包括所述至少一个视错觉图案14的部件的表面进行精加工。
由于每个块状件9在衬底1上的精确定位，因此在步骤e)中，可在块状件仍位于衬底1上时利用可被编程的自动化机器以精确的尺寸对每个块状件9进行加工。值得注意的是，虽然步骤e)用于对一个或多个块状件9进行加工，然而也可通过由所使用的工具的尺寸或待移除的体积所引起的应力对树脂7的一部分进行加工，如图4中可视的净空间所示。当然，该步骤e)也可通过抛光来形成其它功能层和/或层模具7和块状件9。
由此应理解的是，除了平整表面13和形成所述至少一个视错觉图案14的凹部15以外，部件11还可包括用于附接金属基部件11的至少一个紧固装置16。紧固装置16因此可呈支脚或管的形式。
图6至图16表示出了通过该方法得到的部件的示例，以更好地说明根据本发明的视错觉图案。作为非限制性示例，阐述了视错觉图案的四个实施例。
根据第一实施例，衬底1包括用于得到图6、7、10及12的示例的凸肋。图6、7、10及12的视错觉图案114、214、514及714由此形成由平行部段119、121、219、221、519、521、719、721构成的至少两个组118、120、218、220、518、520、718、720。优选地，根据第一实施例，由平行部段119、219、519、719构成的第一组118、218、518、718与由平行部段121、221、521、721构成的第二组120、220、520、720以10至170°的角度接合，从而使得部件111、211、511、711在可视表面平整时呈现出该可视表面具有形成边缘的两个倾斜表面的错觉。
根据第二实施例，衬底1包括用于得到图8、13及15的示例的凸肋。图8、13及15的视错觉图案314、814及1114由此形成由弯曲部段319、321、819、821、1119构成的至少一个组318、320、818、820、1118，从而使得所述部件在可视表面平整时呈现出穹顶形的可视表面的错觉。根据图8和13中所见的第二实施例的变型，由弯曲部段319、819构成的第一组318、818与由弯曲部段321、821构成的第二组320、820以10至170°的角度接合，从而使得所述部件在可视表面平整时呈现出所述可视表面具有两个连接以形成槽的穹顶形表面的错觉。
根据第三实施例，衬底1包括用于得到图9和11的示例的呈柱的形式的凸肋。图9和11的视错觉图案414和614由此形成彼此对称地布置的由凹部419、619构成的至少一个组418、618。优选地，根据第三实施例，所述由凹部构成的至少一个组418、618与其中部件411、611的表面不具有视错觉图案的部分432、632毗邻地形成，使得所述部件在可视表面平整时呈现出所述可视表面具有形成边缘的两个倾斜表面的错觉。优选地，所述由凹部419、619构成的至少一个组418、618与和其毗邻地形成的其中部件411、611的表面不具有视错觉图案的部分432、632彼此对称地布置。
如图9和11中所见，凹部419、619具有圆形截面并且彼此间隔固定距离。当然，在不脱离本发明的范围的情况下，凹部419、619的几何结构与布置可根据所希望的效果而不同。
根据第四实施例，衬底1包括用于得到图14和16的示例的布置在模具空腔的外周的凸肋。图14和16的视错觉图案914和1014由此形成由平行部段919、921、923、1019、1021、1023、1025构成的至少两个组918、920、922、1018、1020、1022、1024，第一组918、922、1018、1022的平行部段919、923、1019、1023与第二组920、1020、1024的平行部段921、1021、1025垂直并且以90°接合，从而使得部件呈现出包围其中部件911、1011的表面不具有视错觉图案的部分932、1032的斜切得到的可视表面的错觉。
当然，本发明并不限于所示出的例子，而是包括本领域技术人员所能够想到的各种变型和修改。特别地，例如如专利EP 3009896——该专利通过引用并入本申请——中所公开的，部件1、111、211、311、411、511、611、711、811、911、1011、1111可经历最后的硬化步骤。
也可设想，作为选择，通过在衬底的平整上表面上光刻感光树脂来形成凸肋5。
在特殊的替代方案中，也可从图1至图4中所出现的那些中选择衬底1以形成具有不同几何形状的凸肋5。因此，作为非限制性示例，衬底1可由(100)晶向的单晶硅制成，并且可经历氢氧化钾(KOH)湿式蚀刻来形成侧面是倾斜的而并不是如图1至4中所示的为竖直的经蚀刻的元件。
最后，视错觉图案并不限于上文所描述的那些。因此，在不脱离本发明的范围的情况下，也可存在其它实施例。此外，上文提出的四个实施例能够彼此结合，即，在同一部件上可出现多个不同的图案。

Claims (13)

1.具有至少一个视错觉图案(14、114、214、314、414、514、614、714、814、914、1014、1114)的至少一个金属基部件(11、111、211、311、411、511、611、711、811、911、1011、1111)的制造方法，其特征在于，该制造方法包括以下步骤：
a)形成衬底(1)，所述衬底(1)的平整的上表面(3)导电并且包括待制造的所述至少一个金属基部件的所述至少一个视错觉图案的负凸肋(5)；
b)在该衬底(1)上形成模具(7)，该模具(7)包括至少一个空腔(6)，所述至少一个空腔的底部由所述衬底(1)的上表面(3)形成；
c)通过电沉积在具有负凸肋的所述衬底上填充模具(7)的所述至少一个空腔(6)，以形成具有平整表面的所述至少一个金属基部件，所述平整表面包括使得所述平整表面看上去不平整的所述至少一个视错觉图案；
d)选择性地加工所述至少一个金属基部件的一个表面以包括单个的紧固突起，该紧固突起从所述一个表面的其余部分延伸，所述一个表面为所述金属基部件的与包括视错觉图案的表面相对的表面；
e)从所述衬底(1)和所述模具(7)释放由此形成的所述至少一个金属基部件(11、111、211、311、411、511、611、711、811、911、1011、1111)，所述凸肋(5)形成至少两组平行部段，第一组平行部段以10°至170°的角度接合第二组平行部段，使得所述至少一个金属基部件呈现出所述平整表面包括形成边缘的两个倾斜表面的错觉。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述凸肋(5)形成至少一组弯曲部段，使得所述至少一个金属基部件呈现出所述平整表面呈穹顶形的错觉。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述凸肋(5)形成彼此对称布置的至少一组凹部，所述至少一组凹部与其中所述衬底的上表面不具有负凸肋的部分毗邻地形成，使得所述至少一个金属基部件呈现出所述平整表面包括形成边缘的两个倾斜表面的错觉。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述凸肋(5)布置在所述至少一个模具空腔的外周并且形成至少两组平行部段，第一组的平行部段与第二组的平行部段垂直并且以一角度接合，使得所述至少一个金属基部件呈现出所述平整表面被斜切过的错觉。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述凸肋(5)的高度介于2至100微米之间。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，通过对硅衬底进行掺杂和/或通过在硅衬底上沉积导电层来使所述衬底(1)的上表面(3)导电。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述衬底(1)具有介于0.3至1mm之间的厚度。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤b)包括以下阶段：
f)在衬底(1)的导电的上表面(3)上沉积一层感光树脂；
g)选择性地照明所述感光树脂的一部分；
h)使所述感光树脂定型以形成模具(7)的所述至少一个空腔(6)。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述至少一个金属基部件(11、111、211、311、411、511、611、711、811、911、1011、1111)由镍或镍磷基底形成。
10.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在同一衬底上形成多个金属基部件。
11.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述至少一个金属基部件(11、111、211、311、411、511、611、711、811、911、1011、1111)形成表盘、凸缘、表圈、按销、表冠、表壳后盖、指针、表链、链节、表扣、装饰或自动锤的全部或一部分。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述装饰包括视窗装饰或嵌花。
13.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述至少一个金属基部件(11、111、211、311、411、511、611、711、811、911、1011、1111)形成表带的全部或一部分。
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