FR3089645A1

FR3089645A1 - Procédé de fabrication d'un composant horloger, et composant horloger obtenu par le procédé

Info

Publication number: FR3089645A1
Application number: FR1872697A
Authority: FR
Inventors: Clément Etienvre; Emeric Paraud
Original assignee: Lorige
Current assignee: Lorige
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2020-06-12
Anticipated expiration: 2038-12-11
Also published as: EP3894372A1; US20210333760A1; JP2022511962A; FR3089645B1; WO2020120848A1

Abstract

Le procédé de fabrication comporte au moins une étape de traitement d'une pièce (100, 200) en matériau composite carbone-carbone. Dans une première variante, le procédé comporte des étapes d'usinage et une étape de traitement de la pièce. Dans une deuxième variante, le procédé comporte une étape de broyage de la pièce avant l'étape de traitement et une étape de moulage après l'étape de traitement. Application à la fabrication de composants horlogers (170, 270). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 17

Description

Titre de l'invention : Procédé de fabrication d'un composant horloger, et composant horloger obtenu par le procédé

[0001] La présente invention se rapporte au domaine technique de l'horlogerie.

[0002] Elle concerne un composant horloger en matériau composite.

[0003] Elle concerne également un procédé de fabrication d'un composant horloger en matériau composite.

[0004] Les composants horlogers sont traditionnellement réalisés dans des matériaux métalliques tels que l'acier inoxydable, le titane, ou des métaux précieux tels que l'or, le platine ou l'argent.

[0005] De plus en plus, les matériaux métalliques sont remplacés par des matériaux composites pour la fabrication de certains composants horlogers, pour des raisons de légèreté et d'esthétisme.

[0006] Selon un premier aspect, l'invention a pour objet un procédé de fabrication de composants horlogers à partir d'une pièce en matériau composite carbone-carbone.

[0007] Plus précisément, le procédé de fabrication d'un composant horloger, comporte une étape de traitement d'une pièce en matériau composite carbone-carbone.

[0008] Le composite carbone-carbone est apprécié pour ses propriétés de très bonne résistance thermique, de très bonne résistance aux chocs thermiques et de très bonne résistance à l'usure lors de la friction à haute température. C'est pourquoi il est utilisé pour la fabrication :

- de plaquettes ou de disques de freins de véhicules de compétition, automobiles ou motos,

- de disques de freins d'avions,

- de tuiles de navettes spatiales,

- de tuyères de fusées

- de disques de friction pour systèmes d’embrayage de véhicules de compétition.

[0009] L'article Les composites carbone/carbone, de Jacques Thébault et Pierre Olry, paru dans la revue l’actualité chimique - mars-avril 2006 - ri 295-296 décrit le composite carbone-carbone comme résultant d'une fusion entre un renfort fibreux et une matrice liante qui sont tous les deux de même nature chimique.

[0010] Le renfort fibreux est composé d'une texture de fibres de carbone, obtenue par des moyens mécaniques utilisés dans l'industrie textile. La matrice liante est une matrice carbonée ayant pour rôle de combler la porosité de l'architecture fibreuse.

[0011] Selon un premier aspect de l'invention, le procédé de fabrication d'un composant horloger, comporte une étape de traitement d'une pièce en matériau composite carbonecarbone.

[0012] Selon une première variante du premier aspect de l'invention, le procédé de fabrication comporte des étapes d'usinage et une étape de traitement de ladite pièce.

[0013] Selon une caractéristique du procédé selon la première variante, l'étape de traitement est précédée d'une première étape d'usinage de la pièce en composite carbone-carbone et suivie d'une deuxième étape d'usinage de ladite pièce.

[0014] La première étape d'usinage consiste en une opération de pré-usinage par fraisage, qui permet de préparer une face de la pièce avant l'étape de traitement. En particulier, des emplacements ayant une surépaisseur prédéfinie sont ménagés sur ladite face. Selon le composant horloger souhaité, des emplacements ayant une sous-épaisseur prédéfinie peuvent également être ménagés sur ladite face.

[0015] La deuxième étape d'usinage consiste en une opération d'usinage proprement dit par fraisage de la même face de ladite pièce après l'étape de traitement.

[0016] Selon une autre caractéristique, le procédé selon la première variante comporte au moins une étape additionnelle d'usinage, postérieure à la deuxième étape d'usinage. Ladite au moins une étape additionnelle d'usinage peut être une étape de détourage de la pièce, une étape de fraisage de l'autre face de la pièce, une étape de finition.

[0017] L'étape de traitement comporte une opération de résinage qui consiste à verser de la résine sous forme liquide sur la face de la pièce qui a subi l'opération de pré-usinage. La résine peut être une résine thermodurcissable, comme une résine époxyde ou une résine phénolique. La résine peut être une résine thermoplastique.

[0018] L'étape de traitement comporte ensuite une opération de mise sous vide qui s'effectue simultanément à une opération de cuisson. Elle comporte enfin une opération de postcuisson. La mise sous vide a pour effet de favoriser la pénétration de la résine dans les pores du matériau. La cuisson a pour effet d'amorcer la polymérisation de la résine. La post-cuisson a pour effet d'amener la résine à sa dureté maximale.

[0019] Ainsi, selon la première variante du procédé, la pièce initiale en matériau composite carbone-carbone est d'abord préparée par un pré-usinage, avant d'être soumise à un traitement au cours duquel le matériau composite carbone-carbone est imprégné d'une résine. Puis le composant horloger est obtenu par usinage aux formes souhaitées de la pièce qui a été traitée.

[0020] La pénétration de la résine dans le matériau composite carbone-carbone augmente la résistance mécanique et l'étanchéité de la pièce. Elle a aussi pour avantage d'améliorer son aspect esthétique.

[0021] Selon une seconde variante du premier aspect de l'invention, le procédé de fabrication comporte une étape de broyage en miettes de ladite pièce en matériau composite carbone-carbone, puis une étape de traitement du broyât obtenu, et enfin une étape de moulage du broyât qui a été soumis à l'étape de traitement.

[0022] L'étape de traitement comporte une opération de résinage qui consiste à verser de la résine sur le broyât en matériau carbone-carbone et à les mélanger ensemble. Elle comporte également une opération de mise en température du mélange composé par le broyât et la résine.

[0023] L'étape de moulage comporte une opération de remplissage d'un moule ayant la forme définitive de la pièce souhaitée avec le mélange composé par le broyât et la résine, puis une opération de pressage, et enfin une opération de démoulage.

[0024] Selon une caractéristique de la deuxième variante du procédé, l'opération de mise en température de l'étape de traitement et l'opération de pressage de l'étape de moulage ont lieu simultanément et ont pour effet la polymérisation de la résine.

[0025] Selon une caractéristique de la seconde variante, le procédé comporte une étape optionnelle de lavage des miettes composant le broyât, qui précède l'étape de traitement.

[0026] Selon une autre caractéristique de la seconde variante, le procédé comporte une étape optionnelle de tamisage des miettes composant le broyât, qui précède l'étape de traitement.

[0027] Ainsi, selon la seconde variante du procédé, la pièce initiale en matériau composite carbone-carbone est d'abord préparée par un broyage en miettes, qui sont ensuite soumises à un traitement au cours duquel le matériau composite carbone-carbone est imprégné d'une résine. Puis le composant horloger est obtenu par moulage aux formes souhaitées des miettes qui ont été traitées.

[0028] Que ce soit pour la première variante du procédé ou pour la seconde variante du procédé, l'étape de traitement comporte une étape de résinage au cours de laquelle le matériau composite carbone-carbone est imprégné d'une résine. Avec la première variante du procédé, l'imprégnation du matériau carbone-carbone se fait par pénétration de la résine à partir d'une face pré-usinée. Avec la seconde variante du procédé, l'imprégnation du matériau carbone-carbone se fait par mélange de la résine avec un broyât de matériau carbone-carbone. Cette imprégnation a pour avantage d'améliorer les propriétés du matériau carbone-carbone, parmi lesquelles sa résistance mécanique, son étanchéité, sa résistance aux rayons UV, son esthétique, sa compatibilité dermatologique.

[0029] De préférence, la pièce en composite carbone-carbone provient d'une plaquette ou d'un disque de frein de véhicule de compétition ou d'un disque de frein d'avion ou d'une tuile de navette spatiale.

[0030] La pièce en matériau composite carbone-carbone peut être une pièce neuve. De manière avantageuse, la pièce en matériau composite carbone-carbone est une pièce usagée. Dans ce cas, le procédé selon l'invention contribue à satisfaire le neuvième des dix-sept objectifs de développement durable de l'ONU.

[0031] Selon un second aspect, l'invention a pour objet un composant horloger obtenu par le procédé selon le premier aspect de l'invention.

[0032] Les composants horlogers selon l'invention peuvent être, notamment, des boîtes, des fonds, des carrures, des lunettes, mais aussi des cadrans, des aiguilles, des maillons de bracelets, des bracelets entiers, des platines, des ponts, parmi lesquels des ponts de barillet, des ponts de rouage, des ponts d'échappement, des ponts d'ancre, des ponts de balancier, des couronnes.

[0033] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre de deux modes de réalisation particuliers, fournis à titre illustratif et nullement limitatif, d'un procédé selon l'invention de fabrication d'un composant horloger consistant en un ensemble carrure-cadran monobloc, dans lesquels :

[0034] [fig. 1] : La figure 1 représente, en vue en perspective supérieure, une pièce initiale en matériau composite carbone-carbone, avant la mise en œuvre de la première variante ou de la seconde variante du procédé ;

[0035] Les figures 2 à 5 représentent une machine-outil à commande numérique pour la mise en œuvre de la première variante du procédé ;

[0036] [fig.2]: La figure 2 montre, en vue en perspective supérieure, la machine-outil équipée d'un premier support d'usinage utilisé pour la première étape d'usinage, pour la deuxième étape d'usinage et pour une troisième étape d'usinage ;

[0037] [fig.3] : La figure 3 montre, en vue en perspective supérieure, la machine-outil équipée d'un deuxième support d'usinage utilisé pour une quatrième étape d'usinage ;

[0038] [fig.4]: La figure 4 montre, en vue en perspective supérieure, la machine-outil équipée d'un troisième support d'usinage utilisé pour une cinquième étape d'usinage ;

[0039] [fig.5] : La figure 5 montre, en vue en perspective inférieure, une partie de la machine-outil non visible sur les figures 2 à 4;

[0040] [fig.6] : La figure 6 représente, en vue en perspective éclatée, le premier support d'usinage ;

[0041] [fig.7]: La figure 7 représente, en vue en perspective, la pièce initiale maintenue par le premier support d'usinage, avant la première étape d'usinage ;

[0042] [fig.8] : La figure 8 représente, en vue en perspective, la pièce obtenue après la première étape d'usinage de la première variante du procédé ;

[0043] [fig.9] : La figure 9 est une vue agrandie de la zone X de la figure 8 ;

[0044] [fig.10]: La figure 10 illustre, en vue en perspective, l'opération de résinage de l'étape de traitement de la première variante du procédé ;

[0045] [fig.l 1]: La figure 11 représente, en vue en perspective, la pièce obtenue après la deuxième étape d'usinage de la première variante du procédé ;

[0046] [fig. 12] : La figure 12 est une vue agrandie de la zone X de la figure 11 ;

[0047] [fig. 13]: La figure 13 représente, en vue en perspective, la pièce obtenue après la troisième étape d'usinage ;

[0048] [fig. 14] : La figure 14 représente, en vue en perspective éclatée, le deuxième support d'usinage de la figure 3 ;

[0049] [fig. 15]: La figure 15 montre, en vue en perspective, la pièce de la figure 13 installée sur le deuxième support d'usinage pour la quatrième étape d'usinage ;

[0050] [fig. 16]: La figure 16 illustre, en vue en perspective, la cinquième étape d'usinage effectuée sur la pièce issue de la quatrième étape d'usinage ;

[0051] [fig. 17]: La figure 17 représente, en vue en perspective et de dessous, le composant horloger final obtenu à l'issue de la cinquième étape d'usinage ;

[0052] [fig. 18]: La figure 18 illustre, en vue en perspective, l'étape de broyage de la seconde variante du procédé ;

[0053] [fig. 19]: La figure 19 illustre, en vue en perspective, l'opération de remplissage de l'étape de moulage de la seconde variante du procédé ;

[0054] [fig.20]: La figure 20 est une vue, en perspective supérieure et en éclaté, de la matrice utilisée pour l'étape de moulage ;

[0055] [fig.21] : La figure 21 est une vue partielle, en perspective inférieure et en éclaté, de la matrice utilisée pour l'étape de moulage ;

[0056] [fig.22]: La figure 22 illustre, en vue en perspective, l'opération de pressage de l'étape de moulage de la seconde variante du procédé ;

[0057] [fig.23]: La figure 23 illustre, en vue en perspective, l'opération de démoulage de l'étape de moulage de la seconde variante du procédé.

[0058] Le mode de réalisation de la première variante du procédé va être décrite en référence aux figures 1 à 17.

[0059] En se référant tout d'abord à la figure 1, il est représenté une pièce initiale 100, destinée à la fabrication d'un composant horloger par la mise en œuvre de la première variante du procédé selon l'invention ou par la mise en œuvre de la seconde variante du procédé selon l'invention.

[0060] Selon l'invention, ladite pièce initiale 100 est constituée de matériau composite carbone-carbone.

[0061] Sur l'exemple illustré aux figures, ladite pièce initiale 100 est une plaquette de frein de véhicule de compétition, composée d'une partie active 102 destinée à être sollicitée en friction lors du freinage du véhicule, et d'une partie d'accroche 104 prévue pour la tenue de la plaquette de frein dans un étrier du véhicule. Lesdites partie active 102 et partie d'accroche 104 de la pièce 100 ont été réalisées d'un seul tenant par fraisage d'un bloc brut en matériau composite carbone-carbone.

[0062] Les figures 2 à 5 représentent une machine-outil à commande numérique 10, par exemple une fraiseuse numérique 4 axes du type ISEL ICP 2015, ayant une broche 12 autorisant des vitesses de rotation élevées, supérieures à 15000 tours par minute.

[0063] Comme le montre plus particulièrement la figure 5, la machine-outil 10 comporte également un porte-outil 14 entraîné par la broche 12, et des outils d'usinage, identifiés par le repère 16, qui sont changés au fur et à mesure des besoins lors du déroulement des étapes d'usinage. Lesdits outils d'usinage 16 sont revêtus de diamant afin de réduire leur usure par friction avec la poussière produite au cours des étapes d'usinage.

[0064] La machine-outil 10 comporte également un plateau 18 sur lequel vont être installés, successivement, une base 24 d'un premier support d'usinage 20 (figure 2), un deuxième support d'usinage 30 (figure 3) et un troisième support d'usinage 40 (figure 4), pour la mise en œuvre des étapes d'usinage du procédé.

[0065] Lesdits supports d'usinage 20, 30, 40 sont adaptés non seulement aux différentes étapes d'usinage, mais aussi à la forme et aux dimensions des pièces à usiner aux différentes étapes du procédé, ainsi qu'à la forme et aux dimensions du composant horloger final souhaité.

[0066] Le premier support d'usinage 20, illustré aux figures 6 et 7, comporte un cadre 22 et une base 24.

[0067] La base 24 est fixée au plateau 18 (figure 2) par l'intermédiaire d'une empreinte de centrage 2 (voir figure 4) au moyen de vis, par exemple deux vis de type M8 (non représentées), qui coopèrent avec deux trous de fixation 4 présents sur le plateau 18 (figure 4).

[0068] En service, le cadre 22 est positionné sur la base 24 au moyen d'une empreinte de positionnement 26 matérialisée sur ladite base 24 (figure 6).

[0069] Le cadre 22 et la base 24 sont assemblés l'un à l'autre, au moyen de vis d'assemblage 50 qui coopèrent avec des trous 60 du cadre 22 et avec des alésages 62 de la base 24.

[0070] Le cadre 22 et la base 24 sont des pièces métalliques usinées. Par exemple le cadre est en acier et la base 24 est en aluminium. Elles sont spécialement conçues et dimensionnées pour maintenir la pièce à usiner au cours de la première étape d'usinage, de la deuxième étape d'usinage et de la troisième étape d'usinage qui vont être décrites ci-après.

[0071] La figure 7 montre la pièce initiale 100 qui est tenue à force dans le cadre 22 au moyen de vis pointeaux 52 qui coopèrent avec des trous taraudés 64 dudit cadre 22. Sur l'exemple illustré, les vis pointeaux 52 sont réparties sur le pourtour du cadre 22 et sont au nombre de dix.

[0072] L'ensemble constitué par le cadre 22 et la pièce initiale 100 est ensuite emboîté sur la base 24 et fixé à celle-ci par les vis 50, qui sont au nombre de quatre sur l'exemple illustré et sont par exemple des vis de type CHC M5.

[0073] La pièce initiale 100 est installée sur le premier support d'usinage 20. Sur l'exemple illustré, elle est installée de telle manière que, en situation d'usinage sur la machineoutil 10 (figure 2), sa partie active 102 soit exposée à l'outil d'usinage 16 (figure 5).

[0074] La pièce initiale 100 est soumise à une première étape d'usinage, illustrée à la figure 8, qui consiste en une opération de pré-usinage par fraisage de sa face exposée, pour creuser une forme concave. Le déplacement de l'outil d'usinage 16 est paramétré de manière à usiner une ébauche 110 ayant la forme souhaitée.

[0075] Le paramétrage du déplacement de l'outil d'usinage 16 est également réglé de manière à ménager sur ladite ébauche 110 :

[0076] des surfaces plus hautes que la surface de référence de ladite ébauche 110, comprenant des premiers emplacements 112 ayant une surépaisseur prédéfinie,

[0077] des surfaces plus basses que la surface de référence de ladite ébauche 110, comprenant des deuxièmes emplacements 114 ayant une sous-épaisseur prédéfinie et des troisièmes emplacements 116 ayant une sous-épaisseur prédéfinie,

[0078] De préférence, la surépaisseur est comprise entre 0 millimètre et 1 millimètre. De manière encore plus préférée, ladite surépaisseur mesure 0.3 millimètres.

[0079] De préférence, la sous-épaisseur est comprise entre 0 millimètres et 0.2 millimètres. De manière encore plus préférée, ladite sous-épaisseur mesure 0.1 millimètres.

[0080] La figure 9 montre la disposition des premiers emplacements 112 de surépaisseur, qui sont localisés sur des surfaces destinées à être visibles de l'extérieur sur le composant horloger final obtenu par le procédé. Leur présence permet d'éviter la survenue de défauts de surface lors de l'exécution d'une étape ultérieure d'usinage.

[0081] La figure 9 montre également les deuxièmes emplacements 114 de sous-épaisseur qui sont localisés sur les surfaces destinées à être des surfaces de contact du composant horloger final obtenu par le procédé, comme une portée de joint dans le cas d'une carrure.

[0082] La figure 9 montre enfin les troisièmes emplacements 116 de sous-épaisseur, qui sont localisés sur des surfaces destinées à devenir des surfaces de décoration du composant horloger final obtenu par le procédé.

[0083] La pièce initiale 100 sur laquelle a été formée l'ébauche 110 constitue désormais une première pièce intermédiaire 120 issue de la première étape d'usinage, dont les surfaces pré-usinées présentent de nombreuses aspérités.

[0084] Ladite première pièce intermédiaire 120 est toujours maintenue dans le cadre 22 du support d'usinage 20 au moyen des vis pointeaux 52. Ledit cadre 22 est désassemblé de la base 24 du support d'usinage 20, ladite base 24 restant fixée au plateau 18 de la machine-outil 10 au moyen de l'empreinte de centrage 2.

[0085] La première pièce intermédiaire 120 est ensuite soumise à une étape de traitement, qui comporte une opération de résinage, puis une opération de mise sous vide simultanée à une opération de cuisson, puis une opération de post-cuisson.

[0086] L'opération de résinage est illustrée à la figure 10. Elle consiste à verser une résine 122 dans l'ébauche 110, par exemple au moyen d'un récipient 124, de manière à remplir au moins partiellement ladite ébauche 110.

[0087] La résine 122 est une résine époxyde, thermodurcissable. En effet, les résines époxydes ont une bonne tenue mécanique, adaptée aux contraintes qui seront appliquées au composant horloger final lors de son utilisation. Les résines époxydes ont également un faible taux de rétractation en comparaison à d'autres résines. Les résines époxydes sont aussi appréciées pour un meilleur aspect visuel du composant horloger final, car elles présentent une bonne résistance aux rayons UV, et car il est aisé de se procurer des résines époxydes transparentes.

[0088] De manière optionnelle, un additif coloré peut être ajouté à la résine thermodurcissable, à des fins décoratives.

[0089] L'opération de mise sous vide n'est pas illustrée aux figures. Elle consiste à installer le cadre 22, qui porte la première pièce intermédiaire 120 dans laquelle a été versée la résine 122, dans un conteneur fermé de façon étanche et à faire le vide dans ledit conteneur. Elle peut durer jusqu'à 24 heures, avec une température de l'ordre de 20 à 25 degrés Celsius à l'intérieur du conteneur.

[0090] L'opération de mise sous vide a pour effet de favoriser la pénétration de la résine 122 dans le matériau carbone-carbone, tout en supprimant les bulles d'air résiduelles qui se trouveraient dans ladite résine 122 après le remplissage de l'ébauche 110.

[0091] L'opération de mise sous vide est complétée par une opération de cuisson, non représentée aux figures, qui peut être effectuée à l'air libre, le cadre 22 ayant été retiré du conteneur étanche, ou qui peut être effectuée sous vide, le cadre 22 restant dans le conteneur étanche. Selon la résine utilisée et dureté souhaitée pour le composant horloger final à réaliser, l'opération de cuisson peut durer entre 3 heures et 24 heures, avec une température pouvant atteindre 150 degrés Celsius. L'opération de cuisson a pour effet d'amorcer la polymérisation de la résine.

[0092] L'opération de cuisson est suivie d'une opération de post-cuisson, qui a pour effet d'amener la résine 122 à sa dureté maximale.

[0093] La première pièce intermédiaire 120, dans laquelle de la résine 122 a été versée puis a durci au cours de l'étape de traitement, constitue désormais une deuxième pièce intermédiaire 130.

[0094] La résine 122 a pénétré dans le matériau composite carbone-carbone. La distance de pénétration est d'au moins 0.5 millimètre. La présence de la résine 122 permet de supprimer les aspérités découlant de la première étape d'usinage et d'obtenir des surfaces plus lisses, notamment aux deuxièmes emplacements 114 et aux troisièmes emplacements 116 présentant une sous-épaisseur.

[0095] Le cadre 22 portant la deuxième pièce intermédiaire 130 est à nouveau assemblé à la base 24 qui est restée fixée au plateau 18 de la machine-outil 10. Le cadre 22 retrouve sa place précédente sur la base 24 grâce à l'empreinte de positionnement 26.

[0096] Une deuxième étape d'usinage, similaire à la première étape d'usinage, est alors effectuée sur la deuxième pièce intermédiaire 130.

[0097] Ladite deuxième étape d'usinage consiste en un usinage proprement dit, par fraisage. Elle a pour effet de retirer la résine 122 qui a été versée dans l'ébauche 110 et qui a durci au cours de l'étape de traitement.

[0098] Le paramétrage de l'outil d'usinage 16 est cette fois réglé de manière à supprimer les premiers emplacements 112 de surépaisseur qui avaient été laissés sur l'ébauche 110 pendant la première étape d'usinage.

[0099] Le paramétrage de l'outil d'usinage 16 est également réglé de manière à ramener les deuxièmes emplacements de sous-épaisseur 114 et les troisièmes emplacements de sous-épaisseur 116 au niveau de la surface de référence.

[0100] La deuxième étape d'usinage laisse une couche résiduelle de résine 122 qui comble lesdits deuxièmes emplacements de sous-épaisseur 114 et lesdits troisièmes emplacements de sous-épaisseur 116. L'ébauche 110 présente désormais une surface globale uniforme, avec certaines zones 134, 136 qui sont recouvertes de résine. Ces zones 134, 136 peuvent être destinées à entrer en contact avec d'autres pièces, comme par exemple des zones de portée de joint 134 du composant horloger final. Ces zones peuvent aussi être destinées à devenir des zones de décoration 136 du composant horloger final. Dans le cas des zones de décoration 136, l'épaisseur de la résine a une influence sur l'opacité de la décoration. Les additifs colorés éventuellement ajoutés précédemment à la résine 122 contribuent aussi à l'effet décoratif.

[0101] La pièce issue de la deuxième étape d'usinage est une troisième pièce intermédiaire 140, illustrée aux figures 11 et 12. En fonction de la nature du composant horloger final souhaité, quelques opérations d'usinage de finition sont effectuées. Sur l'exemple illustré, des trous de fixation 138 sont ménagés sur la face usinée, qui serviront à la fixation d'autres éléments sur le composant horloger final au moment de l'assemblage de la montre.

[0102] La troisième pièce intermédiaire 140 issue de la deuxième phase d'usinage présente les dimensions finales et l'aspect final de la face supérieure d'un ensemble carrurecadran monobloc.

[0103] Elle est encore maintenue sur le premier support d'usinage 20 installé sur plateau 18 de la machine-outil 10, pour être soumise à une troisième étape d'usinage consistant en une opération de détourage, dont le résultat est une quatrième pièce intermédiaire 150, illustrée à la figure 13.

[0104] La quatrième pièce intermédiaire 150 est ensuite installée sur le deuxième support d'usinage 30 pour être soumise à une quatrième étape d'usinage destinée à former la face inférieure du composant horloger final.

[0105] Le deuxième support d'usinage 30 est représenté en vue éclatée à la figure 14. C'est une pièce usinée, spécialement conçue et dimensionnée pour recevoir la quatrième pièce intermédiaire 150.

[0106] Le deuxième support d'usinage 30 s'inscrit dans un bloc sensiblement parallélépipédique dont l'une des faces est creusée pour définir une contre-forme 32 de la quatrième pièce intermédiaire 150, ladite contre-forme 32 respectant des tolérances très fines, de l'ordre du centième de millimètre.

[0107] Le deuxième support d'usinage 30 comporte deux blocs latéraux 36 séparés par une ouverture longitudinale 38 ouverte vers la face dans laquelle se trouve la contre-forme 32 et fermée vers la face opposée.

[0108] Le deuxième support d'usinage 30 comporte également des trous débouchants 34, qui traversent transversalement chacun des deux blocs latéraux 36. Lesdits trous débouchants 34 sont destinés à recevoir des moyens de serrage 80, 82, 84 qui ont pour fonction, en service, de rapprocher sensiblement les deux blocs latéraux 36 l'un de l'autre.

[0109] Sur l'exemple illustré, les moyens de serrage 80, 82, 84 comprennent des vis de serrage 84 qui coopèrent avec des inserts métallique 80, 82.

[0110] De préférence, le deuxième support d'usinage 30 est réalisé dans un matériau qui ne risque pas d'altérer la quatrième pièce intermédiaire 150 au moment du serrage, en particulier dans une matière plastique qui peut être, par exemple, la matière plastique commercialisée sous la dénomination Delrain ®.

[0111] Le deuxième support d'usinage 30 est fixé au plateau 18 (figure 3) par l'intermédiaire de l'empreinte de centrage 2 (voir figure 4), au moyen de vis, par exemple deux vis de type M8 (non représentées) qui coopèrent avec des trous taraudés 72 d'un socle 70 dudit troisième support d'usinage 30 et avec les trous de fixation 4 présents sur le plateau 18 (figure 4).

[0112] La figure 15 montre la quatrième pièce intermédiaire 150 installée sur le deuxième support d'usinage 30. Elle présente une face latérale 152 formée par détourage lors de la troisième étape d'usinage. Elle présente une première face d'extrémité (non visible à la figure 13) formée par fraisage lors de la deuxième étape d'usinage et orientée vers le fond de l'ouverture longitudinale 38 du deuxième support d'usinage 30. Elle présente enfin une deuxième face d'extrémité 154, opposée à la première face d'extrémité, et exposée à l'outil d'usinage 16 (figure 3).

[0113] La quatrième pièce intermédiaire 150 est installée sur le deuxième support d'usinage 30 en étant positionnée dans la contre-forme 32 dudit deuxième support d'usinage 30, et en étant maintenue avec une grande précision entre les deux blocs latéraux 36 dudit deuxième support d'usinage 30, qui sont rapprochés l'un de l'autre grâce aux moyens de serrage 80, 82, 84 et grâce à l'élasticité du matériau constitutif desdits blocs latéraux 36.

[0114] Une quatrième étape d'usinage est alors effectuée sur la quatrième pièce intermédiaire 150, consistant à fraiser sa deuxième face d'extrémité 154, qui deviendra la face inférieure du composant horloger final.

[0115] La quatrième pièce intermédiaire 150 dont la deuxième face d'extrémité a été usinée constitue désormais une cinquième pièce intermédiaire 160, qui est installée sur le troisième support d'usinage 40 pour être soumise à une cinquième étape d'usinage, comme illustré à la figure 16.

[0116] Ledit troisième support d'usinage 40 est fixé au plateau 18 de la machine-outil 10 par l'intermédiaire d'éléments de bâti 42, 44 (figure 4).

[0117] Le positionnement de la cinquième pièce intermédiaire 160 sur le troisième support d'usinage 40 est réalisé grâce à la présence, sur ledit troisième support d'usinage 40, d'une contreforme (non visible aux figures) de la face latérale de ladite cinquième pièce intermédiaire 160 et par à l'actionnement d'une vis centrale qui permet d'écarter ladite contreforme grâce à l'élasticité du matériau constitutif du troisième support d'usinage 40, à savoir l'aluminium dans l'exemple illustré.

[0118] La cinquième étape d'usinage consiste à effectuer des finitions sur la cinquième pièce intermédiaire 160, de manière à obtenir un composant horloger final 170. Les finitions consistent à réaliser des décorations ainsi que des cavités et autres reliefs destinés à la coopération dudit composant horloger 170 avec d'autres composants horlogers au moment de leur assemblage définitif pour former une montre.

[0119] Dans l'exemple illustré à la figure 17 le composant horloger final 170, obtenu par la première variante du procédé selon l'invention, est un ensemble carrure-cadran monobloc.

[0120] Le procédé selon la première variante, qui a été illustré aux figures 2 à 17, comporte les étapes suivantes :

[0121] Première étape d’usinage : pré-usinage, fraisage de la face supérieure

[0122] Etape de traitement • Opération de résinage • Opération de mise sous vide • Opération de cuisson • Opération post-cuisson

[0123] Deuxième étape d’usinage : fraisage proprement dit de la face supérieure

[0124] Troisième étape d’usinage : détourage

[0125] Quatrième étape d’usinage : fraisage de la face inférieure

[0126] Cinquième étape d’usinage : finition

[0127] Le mode de réalisation de la seconde variante du procédé va maintenant être décrit en référence aux figures 18 à 23.

[0128] Selon cette seconde variante, le procédé de fabrication selon l'invention comporte une étape de broyage d'une pièce initiale en matériau composite carbone-carbone.

[0129] L'étape de broyage est illustrée à la figure 18. Une pièce initiale 200 en matériau composite carbone-carbone est broyée dans une machine de broyage 210, par exemple un concasseur à mâchoire du type RETSCH BB 400 XL. La pièce initiale 200 est réduite en un tas de miettes 220.

[0130] De préférence, la machine de broyage 210 est réglée de telle manière que les miettes 220 obtenues par broyage aient une longueur maximale prédéfinie, par exemple de 2 millimètres. La dimension des miettes a une influence sur la finesse de détail du composant horloger final obtenu par la deuxième variante du procédé.

[0131] L'étape de traitement comporte une opération de résinage et une opération de mise en température.

[0132] Elle est complétée par une étape de moulage comportant une opération de versage, une opération de pressage et une opération de démoulage.

[0133] Les deux étapes de traitement et de moulage sont imbriquées avec les opérations se déroulant dans l'ordre suivant :

[0134] opération de résinage

[0135] opération de versage

[0136] opération de pressage simultané avec opération de mise en température

[0137] opération de démoulage

[0138] L'opération de résinage (non représentée aux figures) consiste à mélanger les miettes 220 obtenues par broyage avec une résine thermodurcissable. Les critères de choix de ladite résine sont les mêmes que pour la première variante du procédé et ne seront pas exposés une seconde fois. Une résine époxyde est préférée.

[0139] De manière optionnelle, le mélange 240 obtenu peut être enrichi par des additifs, par exemple des métaux précieux ou des colorants.

[0140] L'opération de versage, illustrée à la figure 19, consiste à verser le mélange 240 constitué des miettes 220 du broyât et de la résine dans la cavité 250 d'un moule 260, par exemple au moyen d'un récipient 242.

[0141] Le moule 260 est représenté en vue éclatée aux figures 20 et 21. Il est réalisé en acier trempé pour être capable de résister à la déformation au cours de l'opération de pressage.

[0142] Le moule 260 comporte plusieurs éléments 262, 264, 266, 268, qui sont au nombre de quatre dans l'exemple illustré. Chaque élément 262, 264, 266, 268 est creusé d'une portion d'empreinte 272, 274, 276, 278. Plus particulièrement un élément inférieur 262 porte une portion d'empreinte inférieure 272, un élément supérieur 264 porte une portion d'empreinte supérieure 274, et deux éléments latéraux 266, 268 portent chacun une portion d'empreinte latérale 276, 278.

[0143] L'élément inférieur 262 est assemblé avec les deux éléments latéraux 266, 268, au moyen de vis d'assemblage 254, ce qui permet de réaliser la cavité 250 dans laquelle est versé le mélange 240 (figure 19). La cavité 250 est ensuite obturée avec l'élément supérieur 264, comme illustré à la figure 22.

[0144] De manière connue en soi, l'élément supérieur 268 est doté d'un trou d'évacuation d'air 280 au cours de l'opération de pressage, dont le diamètre est choisi pour que la résine ne s'échappe pas en même temps que l'air.

[0145] La réunion des portions d'empreinte 272, 274, 276, 278 constitue une empreinte complète (non visible aux figures) ayant la forme et les dimensions définitives du composant horloger que l'on souhaite obtenir.

[0146] De manière optionnelle, un insert de rigidification (non représenté aux figures) peut être incorporé dans la cavité 250 du moule 260, de manière à accroître la résistance et l'étanchéité du composant horloger final obtenu par moulage. L'insert de rigidification peut être métallique, composite, ou réalisé dans tout autre matériau approprié à la portée de l'homme du métier.

[0147] Le mélange 240 contenu dans l'empreinte complète est ensuite soumis à l'opération de pressage, au cours de laquelle il est comprimé dans le moule fermé (figure 22) qui est pressé, par exemple dans une presse hydraulique, non illustrée aux figures. Le mélange 240 est soumis à une pression pouvant aller de quelques kilogrammes au centimètre carré jusqu'à plusieurs centaines de kilogrammes au centimètre carré. Le pressage a pour effet d'augmenter la cohésion entre les constituants du mélange 240, à savoir les miettes 220 du broyât, la résine et les éventuels additifs.

[0148] En même temps que l'opération de pressage est appliquée l'opération de mise en température, qui a pour effet de polymériser la résine. Elle est réalisée au moyen de résistances chauffantes (non représentées aux figures), qui sont présentes dans des trous traversants 282 de l'élément inférieur 262 du moule 260 (figure 22). La température atteinte pendant l'opération de mise en température, ainsi que sa durée dépendent de la résine utilisée, et sont similaires à la température et à la durée indiquées pour le mode de réalisation de la première variante du procédé.

[0149] L'opération de démoulage est illustrée à la figure 23, qui montre le composant horloger final 270 au-dessus de l'élément inférieur 262 du moule 260, doté de la portion d'empreinte inférieure 272.

[0150] Le procédé selon la seconde variante comporte une étape optionnelle de lavage des miettes, non illustrée aux figures, qui suit l'étape de broyage en miettes de la pièce initiale 200, et qui précède l'étape de traitement. Le lavage peut être effectué, par exemple, par aspersion d'un produit de lavage ou par trempage des miettes dans un bain de lavage.

[0151] L'étape de lavage permet d'enlever du broyât les résidus qui seraient nuisibles au moulage, et qui peuvent provenir par exemple de graisses entrées en contact avec les miettes au moment du broyage. Le produit de lavage est choisi pour sa capacité à dissoudre des graisses, et son aptitude à l'évaporation. L'acétone est préféré.

[0152] Le procédé selon la seconde variante comporte une étape optionnelle de tamisage des miettes, non illustrée aux figures, qui suit l'étape de broyage en miettes de la pièce en composite carbone-carbone, et qui précède l'étape de traitement. Le tamisage peut être effectué, par exemple, au moyen d'une machine de type TAMISEUSE AS 200 BASIC.

[0153] L'étape de tamisage a pour effet de retirer les miettes de dimension supérieure à 2 millimètres qui pourraient être présentes dans le broyât ainsi que des impuretés qui pourraient éventuellement être présentes dans la pièce initiale 200 dans le cas où il s'agit d'une pièce usagée.

[0154] Dans l'exemple illustré, le composant horloger final 270, obtenu par la seconde variante du procédé selon l'invention, est un ensemble carrure-cadran monobloc.

[0155] En fonction de la nature du composant horloger final obtenu après démoulage, une étape de finition peut être prévue de manière optionnelle. Elle peut être manuelle s'il s'agit de retirer des résidus de résine ou de polir ou encore d'ébavurer le composant horloger final. Elle peut mettre en œuvre un usinage, analogue à celui de la cinquième étape du premier mode de réalisation de la première variante du procédé, s'il s'agit de réaliser des décorations ainsi que des cavités et autres reliefs destinés à la coopération dudit composant horloger 170 avec d'autres composants horlogers au moment de leur assemblage définitif pour former une montre.

[0156] Le procédé selon la seconde variante, qui a été illustré aux figures 18 à 23, comporte les étapes suivantes :

[0157] Etape de broyage

[0158] Etape optionnelle de lavage et/ou étape optionnelle de tamisage

[0159] Etape de traitement :

• Opération de résinage • Opération de mise en température

[0160] Etape de moulage • Opération de remplissage • Opération de pressage • Opération de démoulage

[0161] Etape optionnelle de finition manuelle ou par usinage

Claims

Revendications [Revendication 1] Procédé de fabrication d'un composant horloger (170, 270), caractérisé en ce qu'il comporte une étape de traitement, comportant une opération de résinage, d'une pièce (100, 200) en matériau composite carbonecarbone. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des étapes d'usinage de ladite pièce (100) en matériau composite carbone-carbone. [Revendication 3] Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de traitement est précédée d'une première étape d'usinage d'une face de la pièce (100), au cours de laquelle sont ménagés des emplacements (112) ayant une surépaisseur prédéfinie. [Revendication 4] Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que des emplacements (114, 116) ayant une sous-épaisseur prédéfinie sont également ménagés au cours de la première étape d'usinage. [Revendication 5] Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou à 4, caractérisé en ce que l'étape de traitement est suivie d'une deuxième étape d'usinage, appliquée à la même face de la pièce (100) que la première étape d'usinage. [Revendication 6] Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que, outre l’opération de résinage, l'étape de traitement comporte une opération de mise sous vide et une opération de cuisson simultanée à l'opération de mise sous vide. [Revendication 7] Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de traitement comporte, en outre, une opération de post-cuisson qui suit les opérations simultanées de mise sous vide et de cuisson. [Revendication 8] Procédé selon l'une quelconque des revendication 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape additionnelle d'usinage, postérieure à la deuxième étape d'usinage. [Revendication 9] Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de traitement est précédée par une étape de broyage en miettes (220) de ladite pièce (200) en composite carbone-carbone de manière à obtenir un broyât, et suivie par une étape de moulage. [Revendication 10] Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape de traitement comporte une opération de mise en température. [Revendication 11] Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, au cours de l'opération de résinage, le broyât est mélangé à une résine de manière à

obtenir un mélange (240). [Revendication 12] Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape de moulage comporte une opération de remplissage d'un moule (260) avec ledit mélange (240), une opération de pressage et une opération de démoulage. [Revendication 13] Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'opération de pressage de l'étape de moulage est simultanée à l'opération de mise en température de l'étape de traitement. [Revendication 14] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ladite pièce (100, 200) en composite carbone-carbone provient d'une plaquette ou d'un disque de frein de véhicule de compétition ou d'un disque de frein d'avion ou d'une tuile de navette spatiale. [Revendication 15] Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite pièce (100, 200) en composite carbone-carbone est une pièce usagée. [Revendication 16] Composant horloger (170, 270), caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15. [Revendication 17] Composant horloger (170, 270) selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il consiste en un ensemble carrure-cadran monobloc.

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