IT201900012993A1

IT201900012993A1 - RE-DESIGN OF THE MECHANICAL MOVEMENT OF A MANUAL WINDING WATCH

Info

Publication number: IT201900012993A1
Application number: IT102019000012993A
Authority: IT
Inventors: Luca Giorleo; Alessandro Metelli
Original assignee: Univ Degli Studi Di Brescia
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2021-01-26
Also published as: EP3770700A1

Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: Patent application for industrial invention entitled:

“RIPROGETTAZIONE DEL MOVIMENTO MECCANICO DI UN OROLOGIO A CARICA MANUALE” "RE-DESIGN OF THE MECHANICAL MOVEMENT OF A MANUAL WINDING WATCH"

CAMPO DELL’INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION

La presente invenzione riguarda la riprogettazione del movimento meccanico di un orologio a carica manuale. The present invention relates to the redesign of the mechanical movement of a manually wound watch.

In particolare, la presente invenzione si riferisce ad una tecnica di additive manufacturing per la realizzazione di componenti per il movimento meccanico di orologi, più nel dettaglio orologi a carica manuale. In particular, the present invention refers to an additive manufacturing technique for the production of components for the mechanical movement of watches, more specifically, manual winding watches.

TECNICA ANTERIORE NOTA BACKGROUND ART NOTE

Esistono due macro famiglie di movimenti per il funzionamento di un orologio: i movimenti meccanici (la sfera secondi si muove in modo continuo) e quelli al quarzo (la sfera secondi si muove ad intermittenza, un secondo alla volta). There are two macro families of movements for the functioning of a watch: mechanical movements (the seconds sphere moves continuously) and quartz movements (the seconds sphere moves intermittently, one second at a time).

I primi sono quelli che non necessitano di batteria per funzionare, i secondi invece sono quelli che necessitano di batteria. The former are those that do not need a battery to work, the latter are those that need a battery.

I movimenti meccanici a loro volta si suddividono in manuali e automatici. In quelli a carica manuale, la carica viene data manualmente ruotando la corona esterna e l’orologio funziona sino a quando la molla si scarica totalmente. Quelli automatici invece sono muniti di un rotore che, attraverso una complessa trasmissione, permette di sfruttare il movimento del polso per caricare la molla e quindi far funzionare l’orologio. Mechanical movements in turn are divided into manual and automatic. In those with manual winding, the winding is given manually by turning the outer crown and the watch works until the spring is completely discharged. The automatic ones, on the other hand, are equipped with a rotor which, through a complex transmission, allows you to take advantage of the movement of the wrist to wind the spring and thus make the watch work.

In questo caso, negli orologi automatici, idealmente, l’orologio potrebbe funzionare all’infinito fin tanto che è assicurato il suo movimento nello spazio. In this case, in automatic watches, ideally, the watch could work indefinitely as long as its movement in space is ensured.

Con riferimento alle Figure 1-7 è riportata la struttura tipo di un orologio a movimento meccanico a carica manuale. With reference to Figures 1-7, the typical structure of a mechanical movement watch with manual winding is shown.

La logica del movimento si basa sull’energia elastica rilasciata da una molla di carica 33 (vedere Figura 6) alloggiata all’interno di un bariletto 20 (vedere Figura 2). The logic of the movement is based on the elastic energy released by a charging spring 33 (see Figure 6) housed inside a barrel 20 (see Figure 2).

La carica viene data ruotando una vite senza fine nota come tige 9, su cui normalmente è montata una corona (non illustrata nei disegni). The charge is given by turning a worm screw known as stem 9, on which a crown is normally mounted (not shown in the drawings).

Su una estremità libera della tige 9 (quella opposta a dove è montata la corona) è montata una piccola ruota a profilo complesso chiamata pignon remontoire 25 (vedere Figura 4), accoppiata con una ruota corona 10 (vedere Figura 1), che a sua volta è collegata ad una ruota rochet 11. A small complex profile wheel called pignon remontoire 25 (see Figure 4), coupled with a crown wheel 10 (see Figure 1), is mounted on one free end of the stem 9 (the one opposite to where the crown is mounted), which time is connected to a rochet wheel 11.

La ruota rochet 11 è solidale ad un alberino bariletto 32, posto all’interno del bariletto 20, su cui è montata la molla di carica 33. The rochet wheel 11 is integral with a barrel shaft 32, placed inside the barrel 20, on which the winding spring 33 is mounted.

Una volta caricata la molla 33, essa rilascia energia elastica a quello che è definito il “treno ruote”, vedere Figura 2, in cui il treno ruote è composto da una ruota grand moyenne 12, da una ruota petit moyenne 13 e da una ruota secondi centrale 19. La ruota secondi centrale 19 è collegata ad una ruota di scappamento 14 che attraverso una ancora 15 trasferisce l’impulso ad un bilanciere 7 che potrà compiere il suo moto oscillatorio (l’angolo compreso tra i due punti morti del bilanciere 7 durante il movimento è definito amplitudine). Once the spring 33 is loaded, it releases elastic energy to what is called the "wheel train", see Figure 2, in which the wheel train is composed of a grand moyenne wheel 12, a petit moyenne wheel 13 and a wheel central seconds 19. The central second wheel 19 is connected to an escape wheel 14 which, through an anchor 15, transfers the impulse to a balance wheel 7 which can perform its oscillatory motion (the angle between the two dead points of the balance wheel 7 during movement is called amplitude).

In Figura 3 è mostrato il meccanismo che permette il movimento della lancetta dei minuti e quella delle ore nonché il sistema che permette di regolare l’ora sull’orologio. Figure 3 shows the mechanism that allows the movement of the minute and hour hands as well as the system that allows you to adjust the time on the watch.

Tutti i componenti che sono illustrati in Figura 3 sono collegati a quelli presenti nella vista anteriore (mostrata nella Figura 1 e nella Figura 2) mediante un particolare ed ingegnoso componente chiamato frizione 27 (vedere Figura 4) che svolge una semplice ma necessaria funzione: quella di rendere indipendente il sistema di regolazione dell’ora dal sistema motorio dell’orologio (la frizione come nelle auto disaccoppia l’albero motore dalle ruote). All the components shown in Figure 3 are connected to those present in the front view (shown in Figure 1 and Figure 2) by means of a particular and ingenious component called clutch 27 (see Figure 4) which performs a simple but necessary function: that to make the time adjustment system independent of the clock motor system (the clutch as in cars decouples the drive shaft from the wheels).

La frizione 27 è composta da due ruote che, nel momento in cui si vuole regolare l’ora dell’orologio, devono essere indipendenti, ma nel momento in cui non sono nella posizione di regolazione dell’ora, esse devono essere solidali in modo che l’energia elastica rilasciata dal bariletto 20 possa essere trasferita ad una ruota minuti 28 e quindi ad una ruota ore 29 e ad una ruota canon 31 (Figura 5) sulla quale sono rispettivamente montate la lancetta delle ore e quella dei minuti. The clutch 27 consists of two wheels which, when you want to set the time of the clock, must be independent, but when they are not in the position for setting the time, they must be integral so that the elastic energy released by the barrel 20 can be transferred to a minute wheel 28 and then to a 29 o'clock wheel and to a canon wheel 31 (Figure 5) on which the hour and minute hands are respectively mounted.

In Figura 7 si riporta un particolare del movimento meccanico dell’orologio riferito al processo di regolazione dell’ora. Figure 7 shows a detail of the mechanical movement of the watch referred to the time setting process.

La messa in ora dell’orologio avviene in questo modo: si prende la corona di carica (non illustrata nelle Figure), avvitata sulla tige 9, e la si tira verso l’esterno nella direzione della freccia F. The time setting of the watch takes place in this way: take the winding crown (not shown in the Figures), screwed onto the rod 9, and pull it outwards in the direction of the arrow F.

Nella tige 9 c’è una gola all’interno della quale è alloggiato un piedino di un tiretto 22 (vedere Figura 3) che si muove in modo solidale alla tige 9. Il piedino del tiretto 22 muovendosi spinge una bascula 23 che è opportunamente collegata a quello che viene chiamato pignon coulant 26. Il pignon coulant 26 è un componente che è libero di slittare sulla tige 9 e che andrà ad ingranare con la frizione 27 così da poter regolare l’ora. Una volta che la corona di carica viene spinta verso l’interno, il tutto ritorna alla posizione iniziale, corrispondente a quella che viene definita la posizione di carica. In the rod 9 there is a groove inside which is housed a foot of a puller 22 (see Figure 3) which moves integrally with the rod 9. The foot of the puller 22, moving, pushes a rocker 23 which is suitably connected to what is called pignon coulant 26. The pignon coulant 26 is a component which is free to slide on the rod 9 and which will mesh with the clutch 27 so as to be able to adjust the time. Once the winding crown is pushed inwards, everything returns to the initial position, corresponding to what is defined as the winding position.

Ad oggi tali componenti vengono prodotti singolarmente da tecnologie tradizionali quali l’asportazione di truciolo e successivamente montati assieme durante la fase di assemblaggio. To date, these components are produced individually by traditional technologies such as chip removal and subsequently assembled together during the assembly phase.

Dalla Figura 1 si può notare la presenza di numerosi elementi che non prendono parte attiva al funzionamento del meccanismo quali tutto il sistema di ponti, comprendente un ponte bariletto 1, un ponte ruota grand noyenne 2, un ponte centrale 3, un ponte scappamento 5, un ponte bilanciere 6, e un ponte ancora 17. Tutti questi elementi servono per mantenere le ruote in asse. From Figure 1 it can be seen the presence of numerous elements that do not take an active part in the functioning of the mechanism such as the whole system of bridges, including a barrel bridge 1, a grand noyenne wheel bridge 2, a central bridge 3, an escapement bridge 5, a rocker bridge 6, and an anchor bridge 17. All these elements are used to keep the wheels on axis.

Inoltre, altri elementi che non prendono parte attiva al funzionamento del meccanismo sono le viti a taglio 8 che servono per fissare i ponti ad una platina 4. Si può inoltre notare come il design della platina 4 necessiti di differenti lavorazioni per realizzare le sedi necessarie per posizionare i vari organi costituenti il meccanismo di movimento. Furthermore, other elements that do not take an active part in the functioning of the mechanism are the slotted screws 8 which are used to fix the bridges to a plate 4. It can also be noted that the design of the plate 4 requires different processes to make the necessary seats for position the various organs making up the movement mechanism.

Dunque ad oggi i processi di lavorazione tradizionali quali l’asportazione di truciolo obbligano, al fine di garantire il corretto funzionamento del meccanismo di movimento dell’orologio, componenti meccanici aggiuntivi che portano ad un aumento del peso del componente, un aumento del tempo di produzione dovuto alla fase di assemblaggio, una probabilità di scarto maggiore dovuta al fenomeno detto catena di tolleranze (insieme delle quote tollerate consecutive di elementi dei pezzi assemblati in un gruppo o complessivo). Therefore, to date, traditional manufacturing processes such as chip removal require, in order to ensure the correct functioning of the clock movement mechanism, additional mechanical components that lead to an increase in the weight of the component, an increase in production time. due to the assembly phase, a greater probability of rejection due to the phenomenon called tolerance chain (set of consecutive tolerated dimensions of elements of the pieces assembled in a group or overall).

Infine si evidenzia un limite della libertà di progettazione dei componenti coerente con i processi di asportazione di truciolo determinato dai vincoli di accessibilità o collisioni che impediscono all’utensile di accedere alla superficie da lavorare. Finally, there is a limit to the freedom of component design consistent with the chip removal processes determined by the accessibility constraints or collisions that prevent the tool from accessing the surface to be machined.

Pertanto si sente la necessità di trovare e proporre soluzioni in grado di superare e di risolvere i problemi delle soluzioni attualmente disponibili e di ovviare agli svantaggi presenti nelle soluzioni attuali. Therefore, there is a need to find and propose solutions capable of overcoming and solving the problems of the solutions currently available and of obviating the disadvantages present in the current solutions.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

La presente invenzione riguarda soluzioni finalizzate a risolvere i suddetti problemi e svantaggi. The present invention relates to solutions aimed at solving the aforementioned problems and disadvantages.

L’obiettivo della soluzione proposta è quello di utilizzare processi di produzione alternativi a quelli tradizionali con l’obiettivo di poter ridisegnare la geometria tradizionale del movimento meccanico cercando di minimizzare i limiti descritti in precedenza. The goal of the proposed solution is to use alternative production processes to traditional ones with the aim of being able to redesign the traditional geometry of the mechanical movement trying to minimize the limits described above.

In particolare, ad oggi, la manifattura additiva si pone come reale soluzione alternativa ai processi tradizionali per la produzione di componenti caratterizzati da elevato valore aggiunto sfruttando la libertà di progettazione tipica del processo. Sfruttando dunque i vantaggi derivanti dalla manifattura additiva il movimento meccanico di un orologio a carica manuale è stato riprogettato con l’obiettivo di ridurne il peso complessivo, il numero delle parti ed il tempo di produzione riducendo sensibilmente la fase di assemblaggio siccome la maggior parte dei componenti è stata prodotta già interconnessa tra loro. In particular, to date, additive manufacturing is a real alternative solution to traditional processes for the production of components characterized by high added value by exploiting the design freedom typical of the process. Taking advantage of the advantages deriving from additive manufacturing, the mechanical movement of a hand-wound watch has been redesigned with the aim of reducing its overall weight, the number of parts and the production time, significantly reducing the assembly phase since most of the components was produced already interconnected with each other.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate, in cui: Further features and advantages of the invention will become evident from reading the following description provided by way of non-limiting example, with the aid of the figures illustrated in the attached tables, in which:

- La Figura 1 mostra una vista anteriore della struttura tipo di un orologio a movimento meccanico a carica manuale, - Figure 1 shows a front view of the typical structure of a manually wound mechanical movement watch,

- La Figura 2 mostra una vista anteriore senza ponti della struttura tipo di un orologio a movimento meccanico a carica manuale, - Figure 2 shows a bridge-free front view of the typical structure of a hand-wound mechanical movement watch,

- La Figura 3 mostra una vista posteriore della struttura tipo di un orologio a movimento meccanico a carica manuale, - Figure 3 shows a rear view of the typical structure of a manually wound mechanical movement watch,

- La Figura 4 mostra un ingrandimento di una porzione della vista posteriore di Figura 3 della struttura tipo di un orologio a movimento meccanico a carica manuale, - La Figura 5 mostra un ingrandimento di una porzione della vista posteriore di Figura 3 della struttura tipo di un orologio a movimento meccanico a carica manuale, - La Figura 6 mostra una sezione laterale del bariletto della struttura tipo di un orologio a movimento meccanico a carica manuale, - Figure 4 shows an enlargement of a portion of the rear view of Figure 3 of the typical structure of a mechanical movement watch with manual winding, - Figure 5 shows an enlargement of a portion of the rear view of Figure 3 of the typical structure of a hand-wound mechanical movement watch, - Figure 6 shows a side section of the barrel of the typical structure of a manually wound mechanical movement watch,

- La Figura 7 mostra un ingrandimento di una porzione della vista posteriore di Figura 3 relativa al meccanismo per la regolazione dell’ora, - Figure 7 shows an enlargement of a portion of the rear view of Figure 3 relating to the mechanism for adjusting the time,

- La Figura 8 e la Figura 9 mostrano una vista anteriore e una vista posteriore della geometria originale della struttura della platina e dei ponti come componenti separati, - Figure 8 and Figure 9 show a front view and a rear view of the original geometry of the plate structure and bridges as separate components,

- La Figura 10 e la Figura 11 mostrano una vista anteriore e una vista posteriore della geometria modificata della struttura in cui platina e ponti sono realizzati in un componente unico, - Figure 10 and Figure 11 show a front view and a rear view of the modified geometry of the structure in which the plate and bridges are made in a single component,

- La Figura 12 mostra la geometria originale del bariletto composto da componenti distinti, - Figure 12 shows the original geometry of the barrel made up of distinct components,

- La Figura 13 mostra la geometria modificata del bariletto composto da un unico componente, - Figure 13 shows the modified geometry of the barrel composed of a single component,

- La Figura 14 mostra la geometria originale del sistema di regolazione dell’ora e della messa in carica, - Figure 14 shows the original geometry of the time adjustment and charging system,

- La Figura 15 mostra la geometria modificata del sistema di regolazione dell’ora e della messa in carica, e - Figure 15 shows the modified geometry of the time adjustment and charging system, e

- La Figura 16 e la Figura 17 mostrano una vista anteriore e una vista posteriore di un prototipo in scala del nuovo movimento meccanico di un orologio a carica manuale secondo la presente invenzione. - Figure 16 and Figure 17 show a front view and a rear view of a scale prototype of the new mechanical movement of a hand-wound watch according to the present invention.

Le parti secondo la presente descrizione sono state rappresentate nei disegni, ove opportuno, con simboli convenzionali, mostrando solo quei dettagli specifici che sono pertinenti alla comprensione delle forme di realizzazione della presente invenzione, in modo da non evidenziare dettagli che saranno immediatamente evidenti, ai tecnici esperti dell'arte, in riferimento alla descrizione qui riportata. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE The parts according to the present description have been represented in the drawings, where appropriate, with conventional symbols, showing only those specific details which are pertinent to the understanding of the embodiments of the present invention, so as not to highlight details which will be immediately evident, to the technicians skilled in the art, with reference to the description given here. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Nella tabella sottostante, sono riportate le modifiche eseguite nella riprogettazione proposta nel movimento meccanico di un orologio a carica manuale. The table below shows the changes made in the proposed redesign of the mechanical movement of a manually wound watch.

In particolare nella colonna “Modifica” si riporta se il componente specifico è stato eliminato oppure ridisegnato. I componenti che non compaiono nella tabella, non risultano essere stati modificati. In particular, the column "Modification" shows whether the specific component has been eliminated or redesigned. The components that do not appear in the table do not appear to have been modified.

TABELLA 1 TABLE 1

Dalla Tabella 1 si evince che molti componenti (come le viti che nel movimento originale sono diciassette e come i rubini che nel movimento originale sono dodici) sono stati eliminati perché, essendo il processo di produzione additivo in grado di produrre componenti già assemblati, non erano più necessari per il corretto funzionamento del movimento. From Table 1 it is clear that many components (such as the screws which are seventeen in the original movement and like the rubies which are twelve in the original movement) have been eliminated because, being the additive production process capable of producing already assembled components, they were not more necessary for the proper functioning of the movement.

Nelle Figure 8-17 vengono riportate le sostanziali modifiche eseguite a livello geometrico, con lo scopo di ridurre il peso del movimento dell’orologio e con l’obbiettivo di ridurre il numero complessivo di componenti. Inoltre alcuni componenti sono stati totalmente riprogettati in chiave Additive Manufacturing. Figures 8-17 show the substantial changes made at a geometric level, with the aim of reducing the weight of the watch movement and with the aim of reducing the overall number of components. Furthermore, some components have been totally redesigned in an Additive Manufacturing key.

Analizzando le Figure 8,9,10, e 11 si evidenzia che la platina 4 e i ponti 1,2,3,5,6, e 17 sono stati ridisegnati/riprogettati con l’obiettivo di alleggerire il peso del movimento meccanico (inoltre risultano essere ora un componente unico). Analyzing Figures 8,9,10, and 11 it is highlighted that the platen 4 and the bridges 1,2,3,5,6, and 17 have been redesigned / redesigned with the aim of lightening the weight of the mechanical movement (they are also be now a single component).

La Platina 4 è il componente che ha subito le maggiori modifiche: la sua geometria, in seguito alla riprogettazione, è stata notevolmente modificata. Platina 4 is the component that has undergone the most changes: its geometry, following the redesign, has been significantly modified.

Ora, in seguito a quanto detto nelle righe precedenti, i ponti 1,2,3,4,5,6 e 17 risultano essere una parte componente della platina, quindi già assemblati senza la necessità di utilizzare delle viti per l’accoppiamento. Inoltre tutti questi componenti sono stati modificati in modo da ridurre il loro peso, e questo risulta essere un grande vantaggio nel campo dell’orologeria. Now, following what has been said in the previous lines, the bridges 1,2,3,4,5,6 and 17 appear to be a component part of the platen, therefore already assembled without the need to use screws for coupling. Furthermore, all these components have been modified in order to reduce their weight, and this turns out to be a great advantage in the field of watchmaking.

La modifica più importante però, è quella apportata al sistema di carica (e di messa in ora): ora la bascula 23 e il copri bascula 24 sono stati totalmente riprogettati in modo da poterli considerare un tutt’uno con la Platina 4, mentre attualmente risultano essere tre componenti distinti uniti tra loro tramite viti. The most important change, however, is the one made to the winding system (and setting time): now the receiver 23 and the receiver cover 24 have been totally redesigned so that they can be considered as one with the Platina 4, while currently they appear to be three distinct components joined together by screws.

Questa sostanziale modifica la possiamo osservare nelle Figure 14 e 15, dove rispettivamente è rappresentato il sistema prima e dopo la riprogettazione. C’è da puntualizzare che questa modifica è stata resa possibile dalla tecnologia additiva, impossibile da ottenere con le convenzionali tecniche di produzione. Anche qui abbiamo dei grandi vantaggi: riduzione del numero di componenti, riduzione del peso complessivo ed eliminazione della fase di post assemblaggio. This substantial modification can be seen in Figures 14 and 15, where the system is represented respectively before and after the redesign. It should be noted that this modification was made possible by additive technology, impossible to obtain with conventional production techniques. Here too we have great advantages: reduction in the number of components, reduction of the overall weight and elimination of the post assembly phase.

Un’ulteriore riprogettazione resa possibile dall’additive manufacturing, è quella effettuata sul bariletto 20. Nel movimento originale è composto da quattro componenti: alberino centrale, tamburo, coperchio e molla di carica. In seguito alla riprogettazione questi quattro componenti risultano essere già assemblati e tra loro indipendenti (quindi liberi di ruotare), modificati anche dal punto di vista geometrico in modo da ridurne il peso. I vantaggi di questa modifica sono quindi la riduzione del numero di componenti, riduzione del peso complessivo ed eliminazione della fase di post assemblaggio. A further redesign made possible by additive manufacturing is that carried out on barrel 20. In the original movement it is made up of four components: central shaft, drum, cover and winding spring. Following the redesign, these four components are already assembled and independent from each other (therefore free to rotate), also modified from a geometric point of view in order to reduce their weight. The advantages of this modification are therefore the reduction of the number of components, reduction of the overall weight and elimination of the post assembly phase.

Diversamente, la bascula 23 e il copri bascula 24 sono stati totalmente ridisegnati per riprogettare il funzionamento del sistema messa in ora e carica dell’orologio (anch’essi ora risultano far parte della platina). Nella Figura 14 si riporta il sistema originale e nella Figura 15 quello modificato secondo la presente invenzione. Otherwise, the receiver 23 and the receiver cover 24 have been totally redesigned to redesign the operation of the time and winding system of the watch (they too are now part of the platen). Figure 14 shows the original system and Figure 15 the one modified according to the present invention.

Nelle Figure 16 e 17 si riporta un prototipo realizzato tramite manifattura additiva della soluzione proposta in scala 4:1. Figures 16 and 17 show a prototype made by additive manufacturing of the proposed solution on a 4: 1 scale.

La tecnologia di additive manufacturing utilizzata è quella della MATERIAL JETTING. Il principio di funzionamento su cui si basano questi processi, è molto simile a quello delle comuni stampanti a getto d’inchiostro. Il materiale viene quindi gettato sulla piattaforma di costruzione con un approccio continuo o Drop on Demand (gettato su specifica richiesta). The additive manufacturing technology used is that of MATERIAL JETTING. The operating principle on which these processes are based is very similar to that of common inkjet printers. The material is then thrown onto the build platform with a continuous or Drop on Demand approach (cast on specific request).

Il materiale viene depositato sulla piattaforma attraverso un ugello che si muove nello spazio lungo gli assi XY in modo da creare, layer by layer, gli strati che andranno a comporre il pezzo finale. Naturalmente, man mano, si ha una solidificazione dei singoli strati che verranno induriti mediante luce UV. Le macchine utilizzate variano in complessità e nei metodi di controllo di deposizione del materiale. Polimeri e cere, sono i materiali più adatti a questo tipo di processi grazie alla loro natura viscosa e alla loro capacità di formare gocce. The material is deposited on the platform through a nozzle that moves in space along the XY axes in order to create, layer by layer, the layers that will make up the final piece. Naturally, gradually, there is a solidification of the individual layers that will be hardened by UV light. The machines used vary in complexity and in the methods of material deposition control. Polymers and waxes are the most suitable materials for this type of process thanks to their viscous nature and their ability to form drops.

In particolare, il materiale utilizzato per la costruzione dei nuovi prototipi in seguito alla riprogettazione, è il VISIJET M2R-WT sviluppato dalla 3D SYSTEMS. In particular, the material used for the construction of the new prototypes following the redesign is the VISIJET M2R-WT developed by 3D SYSTEMS.

La stampante utilizzata è sempre sviluppata dalla 3D SYSTEMS, ed è la MJP2500. È una macchina avanzata che sfrutta il principio del Material Jetting, concepita per garantire un elevato livello professionale ad un prezzo conveniente, con ingombri ridotti e una semplice interfaccia uomo/macchina. The printer used is always developed by 3D SYSTEMS, and is the MJP2500. It is an advanced machine that exploits the principle of Material Jetting, designed to guarantee a high professional level at an affordable price, with reduced dimensions and a simple man / machine interface.

I processi di Additive Manufacturing comportano una serie di passi che partono dalla descrizione del CAD e finiscono con la realizzazione del pezzo. Diverse tipologie di prodotti possono sfruttare l’Additive Manufacturing in modi differenti e in diversa misura: prodotti piccoli e relativamente semplici possono fare uso dell’ Additive Manufacturing a scopo di visualizzazione, mentre componenti più complessi ad alto contenuto ingegneristico possono sfruttare l’ Additive Manufacturing per eseguire delle verifiche tecniche e di funzionalità del componente. The Additive Manufacturing processes involve a series of steps that start from the description of the CAD and end with the creation of the piece. Different types of products can exploit Additive Manufacturing in different ways and to different extent: small and relatively simple products can make use of Additive Manufacturing for visualization purposes, while more complex components with a high engineering content can exploit Additive Manufacturing to perform technical and functional checks of the component.

In generale, qualsiasi sia lo scopo e qualsiasi sia il processo scelto per produrre il componente, il processo di realizzazione è sempre lo stesso ed è composto da otto passi. In general, whatever the purpose and whatever the process chosen to produce the component, the manufacturing process is always the same and consists of eight steps.

- Passo 1: CAD. Tutti i prodotti che si vogliono realizzare per Additive Manufacturing devono partire da un modello generato da software che descrive completamente la geometria esterna del pezzo. Tale modellazione solida è garantita dall’utilizzo di un CAD professionale, ma in output si ha una rappresentazione solida o una superficie 3D. Tecniche di Reverse Engineering possono essere utilizzate per creare la nuvola di punti che rappresenterà poi la superficie del pezzo. - Step 1: CAD. All the products to be made for Additive Manufacturing must start from a model generated by software that completely describes the external geometry of the piece. This solid modeling is guaranteed by the use of a professional CAD, but the output is a solid representation or a 3D surface. Reverse Engineering techniques can be used to create the point cloud that will then represent the surface of the piece.

- Passo 2: Conversione in file STL. Quasi ogni macchina di Additive Manufacturing accetta il formato STL, che al giorno d’oggi è diventato il formato per eccellenza per i sistemi CAD applicati all’additive. Questo file descrive le superfici esterne del modello CAD originale e costituisce la base per il calcolo della stratificazione del componente. - Step 2: Convert to STL file. Almost every Additive Manufacturing machine accepts the STL format, which nowadays has become the format par excellence for CAD systems applied to additives. This file describes the exterior surfaces of the original CAD model and forms the basis for the component layering calculation.

- Passo 3: Manipolazione del file STL. Il file STL che descrive il componente, viene trasferito alla macchina per l’Additive Manufacturing. In macchina il file può essere opportunamente manipolato in modo da garantire la scala desiderata, un corretto posizionamento ed un corretto orientamento per la sua produzione. - Step 3: Manipulating the STL file. The STL file that describes the component is transferred to the Additive Manufacturing machine. In the machine, the file can be suitably manipulated in order to guarantee the desired scale, correct positioning and correct orientation for its production.

- Passo 4: Setup della macchina. La macchina per l’ Additive Manufacturing viene impostata correttamente prima del processo di produzione. Tali impostazioni riguardano i parametri di costruzione, materiali, fonte di energia, spessore dello strato, timing, ecc. - Step 4: Machine setup. The Additive Manufacturing machine is set up correctly before the production process. These settings concern construction parameters, materials, energy source, layer thickness, timing, etc.

- Passo 5: Produzione. Costruire la parte è essenzialmente un processo automatizzato e la macchina non necessita di supervisione durante il funzionamento. C’è bisogno solo di una piccola ispezione iniziale per garantire l’assenza di errori dovuti alla mancanza di materiale in macchina, mancanza di alimentazione oppure problemi legati al posizionamento del pezzo. - Step 5: Production. Building the part is essentially an automated process and the machine does not need supervision during operation. Only a small initial inspection is needed to ensure the absence of errors due to the lack of material in the machine, lack of power supply or problems related to the positioning of the piece.

- Passo 6: Rimozione del pezzo. Una volta che la macchina ha completato la lavorazione del componente, esso dev’essere rimosso. Siccome la rimozione richiede una interazione tra l’operatore e la macchina, possono essere presenti dei blocchi di sicurezza per garantire, ad esempio, che le temperature di esercizio siano sufficientemente basse o che non vi siano delle parti mobili. - Step 6: Remove the piece. Once the machine has completed the machining of the component, it must be removed. Since removal requires interaction between the operator and the machine, safety blocks may be present to ensure, for example, that the operating temperatures are sufficiently low or that there are no moving parts.

- Passo 7: Post trattamenti. Una volta rimosse dalla macchina, le parti possono richiedere un post trattamento prima che siano pronte per l’uso. Questa fase necessita di tempo e di esperienza dell’operatore. - Step 7: Post treatments. Once removed from the machine, the parts may require post treatment before they are ready for use. This phase requires time and operator experience.

- Passo 8: Applicazione. Le parti possono essere ora utilizzate, tuttavia possono anche richiedere ulteriori trattamenti prima che siano pronte per l’uso. Ad esempio, possono richiedere una fase di verniciatura piuttosto che altre operazioni di finitura superficiale. Questi trattamenti sono tanto lunghi e laboriosi, quanto più i vincoli di finitura sono esigenti. Inoltre le parti possono anche essere assemblate con altri componenti meccanici o elettronici per formare il prodotto finale. - Step 8: Application. The parts can now be used, however they may also require further processing before they are ready for use. For example, they may require a painting step rather than other surface finishing operations. These treatments are as long and laborious as the finishing constraints are more demanding. Furthermore, the parts can also be assembled with other mechanical or electronic components to form the final product.

Di seguito si riportano i vantaggi della soluzione proposta rispetto alla geometria originale sfruttando i vantaggi della manifattura additiva: Below are the advantages of the proposed solution compared to the original geometry by exploiting the advantages of additive manufacturing:

- riduzione del numero di componenti da 53 a 27 (riduzione del 50%); - reduction in the number of members from 53 to 27 (50% reduction);

- componenti realizzati contemporaneamente riducendo la fase di post assemblaggio; - components made at the same time by reducing the post-assembly phase;

- riduzione del 50% del peso del componente rispetto alla geometria originale; - tempo complessivo di produzione pari a circa 6 ore. - 50% reduction in component weight compared to the original geometry; - total production time of approximately 6 hours.

Naturalmente, fermo restando il principio dell’invenzione, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione. Naturally, without prejudice to the principle of the invention, the construction details and the embodiments may vary widely with respect to what is described and illustrated purely by way of example, without thereby departing from the scope of the present invention.

Claims

CLAIMS 1. Process for manufacturing components having a reduced weight for manufacturing the mechanical movement of a hand-wound watch, comprising the steps of: - design the components so that a single component provides the functionality and characteristics of several components, so that the total number of components is less than the current mechanical movements; - making the components with additive manufacturing technology, so that a single component includes several components already partially assembled together, so that the post-assembly phase requires less time; And - assemble the aforementioned components made in additive manufacturing together to obtain the mechanism of a manually wound watch.

2. Process according to claim 1, in which the additive manufacturing technology used is that of MATERIAL JETTING.

Method according to claim 2, the material is thrown onto the build platform with a continuous or Drop on Demand approach.

4. Process according to claim 2 or claim 3, in which the material is deposited on the platform through a nozzle that moves in space along the XY axes in order to create, layer by layer, the layers that will make up the final piece .

5. Process according to one or more of claims 2 to 4, in which between one layer and the other there is a solidification of the individual layers by means of UV light.

6. Process according to one or more of claims 2 to 5, in which the materials used are selected from polymers and waxes for their ability to form drops.

7. Process according to one or more of claims 2 to 6, wherein the material used is VISIJET M2R-WT.

8. Process according to one or more of the preceding claims, in which the manufacturing process comprises the steps of: - generate a software-generated CAD model that completely describes the external geometry of the piece; - convert the model into an STL file that describes the external surfaces of the CAD model and forms the basis for calculating the stratification of the component; and - manipulate the STL file to ensure the desired scale, correct positioning and correct orientation for its production.

9. Process according to claim 8, wherein the manufacturing process comprises the steps of: - carry out the setup of the machine before the production process of the construction parameters, materials, energy source, layer thickness, timing, etc .; - produce the piece; - remove the piece; - carry out the post-treatment operations of the piece; And - apply or assemble the piece with other mechanical or electronic components to form the final product.

10. Hand-wound watch in which the components are made according to one or more of claims 1 to 9.