EP0437587A1 - Procede pour dessiner sur une surface metallique, par depot de matiere - Google Patents

Procede pour dessiner sur une surface metallique, par depot de matiere

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EP0437587A1
EP0437587A1 EP19900912574 EP90912574A EP0437587A1 EP 0437587 A1 EP0437587 A1 EP 0437587A1 EP 19900912574 EP19900912574 EP 19900912574 EP 90912574 A EP90912574 A EP 90912574A EP 0437587 A1 EP0437587 A1 EP 0437587A1
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EP
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coating
final coating
final
laser
preceded
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EP19900912574
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German (de)
English (en)
Inventor
Guy Aubertel
Robert Prodhon
Gérard Rivière
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/02—Pyrography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C3/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing ornamental structures
    • B44C3/005—Removing selectively parts of at least the upper layer of a multi-layer article

Definitions

  • the adhesion is not perfect and it is limited in time.
  • a base support made of metal or comprising at least one surface layer of metal.
  • Operation 1) consists in burning part (d) of the epoxy coating, by means of a laser, as shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIGS. 2 and 3 in fact represent a part 1 (here a cross-piece) of fittings), which of course has undergone the operations described above.
  • the epoxy resin is burnt by means of a laser head 2 according to a predetermined drawing, here to simplify as shown in FIG. 3, a simple line 3 in order to subsequently obtain a decorative net.
  • the end of the laser head is kept at a distance X ( Figure 2) and moves relative to the part 1.
  • the adverb "relati ⁇ vely" means that it is the head 2 and / or the part 1 which are moulted.
  • the part 1 is arranged on a support while the laser head 2 is mobile, the latter being, for example but not necessarily provided with five degrees of freedom.
  • the angle W is then obviously that made by the laser beam shown in 5 ( Figures 2 and 3) relative to the surface, so that the head 2 is not likely to receive in return a reflection of said ray, while allowing some ejection 6 of the calcined epoxy powder.

Landscapes

  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé pour dessiner sur une surface métallique, par dépôt de matière. Le procédé selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'il consiste à effectuer au moins les opérations suivantes: C) revêtir la surface métallique brute ou non par un revêtement (c) adhérent mais destructible par rayon laser; D) brûler en partie (d), mais sur sensiblement toute son épaisseur, ledit revêtement (c) au moyen d'un laser selon un dessin déterminé; E) retirer, si besoin est, la partie brûlée du revêtement et nettoyer jusqu'à la surface d'en dessous pour obtenir un dessin (e) en creux; G) revêtir ladite surface nettoyée par un autre revêtement final (g).

Description

Procédé pour dessiner sur une surface métallique, par dépôt de matière.
L'invention concerne un procédé pour dessiner sur une surface métallique par dépôt de matière.
En robinetterie, orfèvrerie ou similaire, il est courant d'effectuer des décorations. C'est ainsi qu'il est possible de décorer toute sorte d'objets tels que boites, cadres, bijoux, etc.
En dehors de certains procédés du type, par exemple, sérigra- phique, lequel est peu solide, un procédé connu consiste à appliquer des peintures dites à découper (décoration par peinture et vernis épargne).
Après polissage et un traitement électrolytique convenable (nickelage, dorure, argenture, chromage, ...) on revêt l'objet d'une peinture que l'on fait sécher à l'air libre, à froid (plusieurs heu¬ res), ou à chaud à une température par exemple d'environ 80 degrés.
L'objet est ensuite manipulé avec des gants et au moyen de coton humide afin d'effectuer un décor en découpant la peinture à l'aide d'un outil tranchant. La peinture est ainsi détachée par pelli- cule pour laisser apparaître la surface de base précédemment traitée. Généralement, le décor ne peut être que très simple et se résume le plus souvent à de gros traits formés de deux lignes parallèles de découpe.
L'objet est ensuite de nouveau protégé par un vernis incolo- re, et l'ensemble est polymérisé entre 60 et 180 degrés environ.
On comprend aisément que toutes ces opérations sont particulièrement délicates, tandis que les possibilités de décoration sont restreintes.
En outre, l'adhérence n'est pas parfaite et elle est limitée dans le temps.
Enfin, on doit noter l'énorme gâchis d'un tel procédé. En effet, le dessin décoratif qui apparaît sous le vernis incolore pro¬ vient de la surface traitée de l'objet, alors que la surface restante, c'est-à-dire la quasi totalité, est cachée par la peinture. Pour obtenir ainsi un simple filet doré, il. est nécessaire d'effectuer au préalable une dorure totale de la surface à décorer.
C'est pourquoi les inventeurs ont imaginé un procédé nouveau pour dessiner sur une surface métallique, par dépôt de matière et qui a nécessité des recherches et une étude tout à fait particulière pour mettre au point un enlèvement de revêtement au moyen d'un laser.
Le procédé selon l'invention est en effet remarquable en ce qu'il consiste à effectuer au moins les opérations suivantes:
C) revêtir la surface métallique brute ou non par un revête¬ ment (c) adhérent mais destructible par rayon laser;
D) brûler en partie (d), mais sur sensiblement toute son épaisseur, ledit revêtement (c) au moyen d'un laser selon un dessin déterminé;
E) retirer si besoin est, la partie brûlée du revêtement et nettoyer jusqu'à la surface d'en dessous pour obtenir un dessin (e) en creux;
G) revêtir ladite surface nettoyée par un autre revêtement final (g).
De la sorte, il est clair que le décor visible est constitué par le revêtement final rapporté, contrairement à l'art antérieur.
Le laser est certes déjà connu pour certains usages et notam¬ ment le découpage de matériaux en plaque, mais dans le cas présent, il s'agit d'une appJr-cat-on tout à fait nouvelle. D'ailleurs, pour obte¬ nir un bon résultat, il a été nécessaire de faire des recherches, des études et des expériences en vue de définir notamment la puissance et la nature du rayon laser, ainsi que la distance convenable de la tête par rapport à la surface à traiter. Par ailleurs, pour des raisons principalement de réflexion du rayon et d'éjection des matières brû¬ lées, il est apparμ avantageux que la tête du laser soit mue relative¬ ment à la surface traitée de manière que son axe s'écarte légèrement et en permanence de la normale par rapport au plan de ladite surface à l'endroit de l'impact. Selons un mode de réalisation, la tête du laser effectue relativement à la surface à traiter, plusieurs passages légèrement chevauchant lorsqu'il s'agit de brûler une partie de ladite surface dont les dimensions sont supérieures au diamètre efficace du rayon laser. Avantageusement, l'opération E_ s'effectue par abrasion. Le procédé selon l'invention peut différer selon la nature du support de base, qu'il y a lieu ou non de traiter au préalable. Ce support de base est généralement métallique ou comporte au moins une couche de métal. Il peut être notamment en acier, en inox, en cuivre, en argent, en or, en nickel, mais généralement il s'agira d'un alliage tel que le laiton, le maillechort, le "zamak", etc.
C'est pourquoi un mode de réalisation du procédé selon l'invention est remarquable en ce que l'opération est précédée d'une opération JF qui consiste à préparer la surface à revêtir du revêtement final (g), en appliquant un revêtement d'apprêt (f) qui est fonction du métal de base (M).
En outre et selon le résultat à obtenir, l'opération _G peut être suivie par une opération II qui consiste à détruire le revêtement (c) appliqué au cours de l'opération Ç_.
De préférence dans ce cas, l'opération Ç_ est précédée d'une opération J3 qui consiste à appliquer un revêtement final (b) différent du revêtement final (g) et qui devient visible après l'opération H. De la sorte, on peut obtenir par exemple, une dorure sur un placage argent ou sur un nickelage noir, etc. Auparavant, l'opération 15 peut être précédée d'une opération _A qui consiste à préparer la surface à revêtir par le revêtement final (b), en appliquant un revêtement d'apprêt (a) qui est fonction du métal de base (M). Dans tous les cas où l'on effectue l'opération jH précitée, on peut, après celle-ci, recommencer sur le dernier revêtement final toutes les opérations à partir de l'opération _2.
De préférence, le revêtement (c) appliqué au cours de l'opéra¬ tion C_ est un produit polymérisable, qui est polymérisé après son application, ce produit étant, par exemple, un produit à base d'une poudre de résine époxydique. Toutefois, avec un laser et un réglage appropriés, le revêtement (c) peut également être constitué par au moins une fine couche de certains métaux, comme le nickel et/ou le chrome, de telle sorte que l'on peut obtenir directement à la fin de l'opération G_, un produit dont l'apparence est par exemple semblable à celle qui est obtenue après l'opération II mentionnée ci-avant.
De préférence encore, le revêtement final (b) de l'opération ]3 et /ou le revêtement d'apprêt de l'opération _A sont métalliques et réalisés par galvanoplastie, ledit revêtement final (b) de l'opération 15 étant par exemple à base d'argent, d'or, de nickel ou de chrome.
Avantageusement, le revêtement final (g) de l'opération G_ et éventuellement le revêtement d'apprêt (f) de l'opération F_ sont métal- liques et appliqués de préférence, mais non exclusivement, par galvano¬ plastie au tampon, ledit revêtement final (g) de l'opération G_ étant par exemple à base d'or, d'argent, de nickel, ou de chrome.
L'invention sera bien comprise et d'autres particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels:
- La figure 1 est un diagramme du procédé selon l'invention,
- la figure 2 montre schématiquement une tête de laser en fonctionnement,
- la figure 3 correspond à la figure 2 selon un plan perpendi¬ culaire et en vue de dessus par rapport à ladite figure 2.
Sur la figure 1, on peut voir un support de base (M), en métal ou comportant au moins une couche superficielle de métal.
Ce support métallique (M) peut subir de nombreuses opérations de traitement. Sur la figure 1, on a séparé horizontalement les diverses grandes opérations particulières selon l'invention et qui ont été référencées de A_ à H. Par ailleurs, selon les matériaux utilisés et selon le résultat souhaité, on a divisé chaque opération en trois colonnes notées 1 à 3, de telle sorte que l'on peut référencer chaque stade obtenu par la notation habituelle ligne-colonne, chaque stade étant ainsi repéré par l'association d'une lettre et d'un chiffre. Il est clair que la figure 1 est conçue pour expliquer, les échelles ou proportions étant totalement arbitraires.
A partir du support métallique (M), on peut appliquer en Cl directement, au cours de l'opération référencée C_, un revêtement (c) de préférence constitué par un produit polymérisable, tel que la résine époxy, celle-ci étant, par exemple, sous forme d'une poudre qui est appliquée au pistolet avec adhérence électrostatique (on peut aussi utiliser une peinture liquide), puis polymérisée à chaud, tandis que cette couche représente, par exemple, 100 à 150 microns. Comme déjà dit, ce revêtement (c) pourrait toutefois être formé par une ou plusieurs couches métalliques. Selon un autre mode de réalisation du procédé, on revêt le support (M) d'un revêtement final (b) en J32 et J33, l'opération B2 étant ici précédée d'une opération A2 qui consiste à faire un revête¬ ment d'apprêt (a), par exemple de quelques microns de nickel sur un support (M) du type laiton. Ces opérations étant effectuées, on se retrouve en JC2 et 3 où l'on applique comme précisé ci-avant, un revêtement (c) de résine époxy.
L'opération 1) consiste à brûler une partie (d) du revêtement époxydique, au moyen d'un laser, comme le montrent les figures 2 et 3. Ces figures 2 et 3 représentent en effet une pièce 1 (ici un croisil¬ lon de robinetterie), qui a bien sûr subi les opérations précédemment décrites. La résine époxy est brûlée au moyen d'une tête laser 2 selon un dessin prédéterminé, ici pour simplifier comme le montre la figure 3, une simple ligne 3 en vue d'obtenir ultérieurement un filet décora- tif. L'extrémité de la tête laser est maintenue à une distance X (figure 2) et se déplace relativement à la pièce 1. L'adverbe "relati¬ vement" signifie bien que c'est la tête 2 et/ou la pièce 1 qui sont mues. Généralement toutefois, la pièce 1 est disposée sur un support tandis que la tête laser 2 est mobile, celle-ci étant, par exemple mais non nécessairement pourvue de cinq degrés de liberté.
Comme le montre bien la figure 3, l'axe 4 de la tête laser 2 fait avec une normale II à la surface à traiter un angle aigu W.
L'angle W est alors évidemment celui que fait le rayon laser représenté en 5 (figures 2 et 3) par rapport à la surface, de telle sorte que la tête 2 ne risque pas de recevoir en retour une réflexion dudit rayon, tout en permettant une certaine éjection 6 de la poudre époxy calcinée.
Le réglage de la puissance du laser (par exemple 50 pour une épaisseur à traiter d'environ 120 microns), la pression de l'air comprimé (par exemple 1 bar), la focalisation du rayon, l'angle W, la distance X- sont autant de facteurs sur lesquels on peut évidemment jouer. Le verbe "brûler", utilisé ici, doit être pris dans un sens le plus général possible, surtout si le revêtement (c) à détruire est métallique; il doit être compris comme signifiant "détruire par le rayon laser".
Les mouvements de la tête laser sont de préférence assistés par ordinateur et l'on comprend qu'il est parfaitement possible de repasser plusieurs fois au même endroit et/ou de passer successivement sur des portions contigϋes et légèrement chevauchantes de manière à brûler des plages plus importantes que le simple diamètre efficace du rayon laser à l'endroit de l'impact. La figure 1 montre que l'opération I) une fois terminée et qui donne selon les cas les trois stades Dl, D2 et D3_, est suivie de l'opération 13 qui consiste à retirer la poudre époxy brûlée (d) pour obtenir le dessin recherché en creux (e), et l'on obtient ainsi selon les cas les stades Kl., JΩ et E3 de la figure 1. Pour enlever les débris calcinés, les inventeurs préconisent d'abraser au moyen, par exemple, d'un outillage et d'une pâte abrasi- ve, afin de retrouver la surface immédiatement inférieure (M en El. et b en E2 et E3). Toutefois, cette opération peut être plus ou moins utile, car l'opération D peut suffire à détruire la totalité ou la quasi totalité du revêtement.
L'opération suivante G_ consiste, de préférence après un dé¬ graissage, à effectuer le dépôt d'un revêtement final (g) dans les traces (e) précédemment obtenues. Le revêtement (g) est par exemple effectué par galvanoplastie au tampon et l'on obtient les stades G'1, G2 et G3.
Cette opération G_ peut être précédée d'une opération F_ (voir FI) lorsque le métal de base (M) le nécessite, et qui consiste à appliquer un revêtement d'apprêt (f), par exemple du nickel sur du laiton, en vue de préparer la dorure ou l'argenture de l'opération G_ (stade Gl).
On comprend que les stades Gl^ et G'1 peuvent être des stades terminaux, l'objet étant décoré par un revêtement (g) en contraste par rapport à un revêtement époxydique (c).
Par contre, le revêtement (b) que l'on retrouve dans les colonnes 2 et 3 de la figure 1 et qui est choisi d'un matériau diffé¬ rent de celui du revêtement (g), doit devenir visible. Il peut s'agir, par exemple, pour (b) d'un nickelage, d'un chromage, d'une argenture et pour (g) d'une dorure.
Afin de rendre le revêtement (b) visible, il suffit de pré- voir une opération II qui consiste à détruire ou dissoudre le revête¬ ment époxydique (c) de façon à obtenir les stades H2, et H3.
Il est clair toutefois que l'opération II peut éventuellement être aussi effectuée à partir des stades Gj. et G'1 pour arriver respec¬ tivement en Itt et H'1 afin d'obtenir par exemple une dorure (g) sur une base par exemple (M) d'argent massif ou une argenture (g) sur une base par exemple de laiton... (l'éventualité de cette opération II à partir des stades ^ et G'1 est indiquée par des flèches en pointillé sur la figure 1).
Enfin, à partir des stades Hl_ et H'1, H2 et Ifë, il est possi¬ ble de recommencer sur le dernier revêtement (g) toutes les opérations à partir de C_, afin d'effectuer un nouveau dessin en contraste sur ledit revêtement (g) lui-même.
Avec un revêtement (c) métallique convenable, par exemple du nickel et/ou du chrome (voire du chrome sur une base de laiton nicke¬ lé), le résultat obtenu en G_ peut être sensiblement équivalent en apparence au résultat obtenu en . Si l'objet 1 représenté sur les figures 2 et 3 est une pièce de robinetterie, il est clair qu'il pourrait s'agir de n'importe quel objet: plats, couverts, boites, ... L'invention est certes plus parti¬ culièrement destinée à la décoration dans les domaines tels que (comme déjà dit), la robinetterie, l'orfèvrerie et même la lunetterie, mais elle concerne aussi toutes les industries de traitement de surface en général et de dépôt de matière sur un substrat métallique. C'est la raison pour laquelle on utilise les mots "dessins" et "dessiner" plutôt que "décoration" et "décorer", le mot "dessin" étant à prendre dans son acception la plus large, car il pourrait s'agir, par exemple, d'un circuit électronique ou autre.

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé pour dessiner une surface métallique (M), par dépôt de matière, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer au moins les opérations suivantes:
C) revêtir la surface métallique brute ou non par un revête¬ ment (c) adhérent mais destructible par rayon laser;
D) brûler en partie (d), mais sur sensiblement toute son épaisseur, ledit revêtement (c) au moyen d'un laser selon un dessin déterminé;
E) retirer, si besoin est, la partie brûlée du revêtement et nettoyer jusqu'à la surface d'en dessous pour obtenir un dessin (e) en creux; G) revêtir ladite surface nettoyée par un autre revêtement final (g).
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour l'opération _D la tête (2) du laser utilisé est mue relativement à la surface traitée de manière que son axe (4) s'écarte légèrement et en permanence de la normale N V~~" rapport au plan de ladite surface à l'endroit de l'impact.
3) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour l'opération J), la tête (2) du laser effectue relative¬ ment à la surface à traiter, plusieurs passages légèrement chevauchant lorsqu'il s'agit de brûler une partie de ladite surface dont les dimensions sont supérieures au diamètre efficace du rayon laser.
4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'opération JE s'effectue par abrasion.
5) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'opération (_{ est précédée d'une opération JF qui consiste à préparer la surface à revêtir du revêtement final (g), en appliquant un revêtement d'apprêt (f) qui est fonction du métal de base (M).
6) Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'opération G_ est suivie par une opération II qui consiste à détruire le revêtement (c) appliqué au cours de l'opération C_.
7) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'opération C_ est précédée d'une opération jî qui consiste à appliquer un revêtement final (b) différent du revêtement final (g) et qui devient visible après l'opération H.
8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'opération jî est précédée d'une opération A^ qui consiste à préparer la surface à revêtir par le revêtement final (b), en appliquant un revêtement d'apprêt (a) qui est fonction du métal de base (M).
9) Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste, après l'opération II à recommencer sur le dernier revêtement final toutes les opérations à partir de l'opération Ç_. 10) Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le revêtement (c) appliqué au cours de l'opération _C est un produit polymérisable qui est pol mérisé après son application.
11) Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le revêtement final (b) de l'opération J3 et/ou le revêtement d'apprêt (a) de l'opération _A sont métalliques et réalisés par galva¬ noplastie.
12) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le revêtement final (b) de l'opération J3 est à base d'argent, d'or, de nickel ou de chrome. 13) Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractéri¬ sé en ce que le revêtement final (g) de l'opération G_ et éventuelle¬ ment le revêtement d'apprêt (f) de l'opération JF sont métalliques et appliqués par galvanoplastie au tampon.
14) Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le revêtement final (g) de l'opération G_ est à base d'or, d'argent, de nickel ou de chrome.
EP19900912574 1989-08-04 1990-08-03 Procede pour dessiner sur une surface metallique, par depot de matiere Withdrawn EP0437587A1 (fr)

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