CH718075A2 - Procédé de fabrication d'une pièce métallique, pièce obtenue par ce procédé et article horloger comprenant une telle pièce. - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur un procédé de fabrication d'une pièce métallique comprenant les étapes suivantes : a) formation d'une ébauche (10a) par fabrication additive métallique selon une technique d'impression 3D métallique, ce par quoi on obtient une ébauche de la pièce présentant un état de surface de premier niveau avec une première valeur de rugosité Rt1, b) finition d'au moins certaines faces de l'ébauche par la technique d'enlèvement de matière par usinage électrochimique (ECM pour „Electro-Chemical Machining“), ce par quoi on obtient une pièce (10b) dont lesdites faces ayant subi l'étape de finition présentent un état de surface de deuxième niveau avec une deuxième valeur de rugosité Rt2 plus petite que la première valeur de rugosité Rt1. L'invention concerne la fabrication de pièces pour l'horlogerie, notamment des pièces de fermoir pour bracelet de montre.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce métallique, une pièce obtenue par ce procédé et un article horloger comprenant une telle pièce. Dans bon nombre de cas, pour des mécanismes complexes, en particulier en micromécanique, et notamment mais pas seulement dans le domaine horloger, on doit réaliser un grand nombre de pièces avant de les assembler pour former un ensemble fonctionnel. Ceci est bien souvent dû à la complexité de forme de cet ensemble fonctionnel.

[0002] Par exemple, mais de façon non limitative, un fermoir, tel qu'un fermoir déployant, de bracelet pour montre-bracelet, est un ensemble fonctionnel comportant une multitude de petites pièces, ce qui requiert de multiples étapes de fabrication, en général par usinage puis une finition, avant un montage minutieux.

[0003] Également, la fabrication d'une multitude de petites pièces devant être assemblées pour former un ensemble fonctionnel tel qu'un fermoir déployant, exige un bon respect des cotes de fabrication. A cela, vient s'ajouter le fait que certaines de ces petites pièces viennent en partie visible de l'ensemble fonctionnel. Il convient donc pour les zones visibles de ces pièces d'obtenir des surfaces de haute précision, et à l'aspect esthétique irréprochable. On sait qu'effectuer un ébavurage de manière efficace avec la réalisation d'une finition de bonne qualité exigent du temps et un savoir-faire avéré de la part du ou des opérateurs réalisant ces tâches.

[0004] Cette situation entraîne des coûts de fabrication importants, et ce pour des résultats esthétiques souvent amoindris du fait de l'apparence de certaines pièces ou de certaines zones de pièces de l'ensemble fonctionnel. En effet, cet aspect esthétique de moindre niveau de certaines portions de l'ensemble fonctionnel peut être inhérent aux procédés de fabrication mis en oeuvre, et à l'impossibilité d'accéder à certaines zones de pièces lors des étapes de finition.

Etat de la technique

[0005] La plupart des pièces métalliques pour l'horlogerie et des pièces de micromécaniques sont aujourd'hui fabriquées par usinage au moyen de centres d'usinage ayant jusqu'à 5 axes interpolés, par emboutissage, par découpe, par pliage, etc.,

[0006] Interviennent ensuite des étapes de finition comme l'ébavurage, le roulage et le polissage, en particulier pour respecter les tolérances de cotes étroites. Si l'on souhaite disposer d'état de surface haut de gamme, intervient un travail minutieux, bien souvent artisanal et réalisé par un artisan hautement qualifié, par exemple les opérations de perlage, anglage, moulurage, polissage, satinage, microbillage ou dépôts PVD. Enfin interviennent des étapes d'assemblage, telles que rivetage, chassage, brasage, qui sont bien souvent des opérations complexes et délicates.

Bref résumé de l'invention

[0007] Un but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication de pièces métalliques exempt des limitations des procédés connus.

[0008] Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de fabrication de pièces métalliques qui réduit le nombre d'opérations pour fabriquer un ensemble fonctionnel.

[0009] Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de fabrication de pièces métalliques permettant d'obtenir plus facilement des pièces métalliques monobloc de forme complexe.

[0010] Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de fabrication de pièces métalliques permettant d'obtenir plus facilement des pièces métalliques avec une qualité de finition satisfaisante pour au moins une partie des faces de ladite pièce.

[0011] Un autre but de l'invention est celui d'améliorer la répétitivité et la reproductibilité des opérations conduisant à l'obtention du produit fini.

[0012] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d'un procédé de fabrication d'une pièce métallique comprenant les étapes suivantes : a) formation d'une ébauche par fabrication additive métallique selon une technique d'impression 3D métallique, ce par quoi on obtient une ébauche de la pièce présentant un état de surface de premier niveau avec une première valeur de rugosité Rt1 (ou respectivement Ra1), b) finition d'au moins certaines faces de l'ébauche par la technique d'enlèvement de matière par usinage électrochimique (ECM pour „Electro-Chemical Machining“), ce par quoi on obtient une pièce dont lesdites faces ayant subi l'étape de finition présentent un état de surface de deuxième niveau avec une deuxième valeur de rugosité Rt2 (ou respectivement Ra2) plus petite que la première valeur de rugosité Rt1 (ou respectivement Ra1).

[0013] Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de bénéficier d'une faible usure d'outil et d'une précision de reproduction, et ce avec une qualité de surface élevée, pour des pièces pouvant présenter des formes complexes.

[0014] En effet, par l'étape a) de fabrication additive par une technique d'impression 3D métallique, il est possible d'obtenir une seule et unique pièce de forme complexe, sous forme d'ébauche, là ou précédemment par usinage il était nécessaire de réaliser plusieurs pièces séparées., par les techniques classiques d'usinage par machine-outil puis de les assembler par des procédés tels que le soudage, le brasage, le vissage, etc.,

[0015] Avec l'étape b) de finition par usinage électrochimique, on améliore grandement l'état de surface de départ de l'ébauche, sur la face ou les faces de la pièce nécessitant une bonne qualité de surface, à savoir présentant une deuxième valeur de rugosité Rt2 ou Ra2 plus petite que la première valeur de rugosité Rt1 ou Ra1 obtenue à la sortie de l'étape a) d'impression 3D.

[0016] Dans le présent texte, on considère pour la rugosité, soit Ra, à savoir l'écart moyen arithmétique Ra, qui est la moyenne intégrale des écarts en valeur absolue sur la longueur (ligne) de base du profil de la surface considérée, soit Rt, à savoir la rugosité pic à pic, que l'on peut encore définir comme la rugosité maximum, correspondant à la somme de la distance de la ligne moyenne jusqu'au pic le plus élevé et la distance de la ligne moyenne jusqu'au fond le plus profond, pour toute la longueur d'évaluation.

[0017] Selon un mode de réalisation possible du procédé de fabrication, lors de l'étape b) de finition, on réalise une superfinition desdites faces de la pièce par la technique d'enlèvement de matière par usinage électrochimique de précision (PECM pour „Précision Electro finition - Chemical Machining“).

[0018] Avec l'étape b) sous forme de super finition par usinage électrochimique de précision, on améliore encore davantage l'état de surface de départ de l'ébauche, sur la face ou les faces de la pièce nécessitant une excellente qualité de surface, à savoir présentant une rugosité Rt2 ou Ra2 très faible, de sorte qu'on obtient sur la ou les faces de la pièce ainsi traitées, une qualité de surface maximale.

[0019] Selon un mode de réalisation possible du procédé de fabrication, on réalise en outre, entre l'étape a) de formation d'une ébauche et l'étape b) de finition, une étape intermédiaire a1) de reprise par usinage par enlèvement de copeaux de l'ébauche. En effet, dans certains cas, pour réaliser certaines parties de la pièce avec des tolérances et/ou des états de surface amélioré(e)s par rapport à ceux de l'ébauche résultant de l'étape a) de fabrication additive métallique selon une technique par impression 3D métallique, Également, ou alternativement, dans certains cas, on a recours à cette étape intermédiaire a1) d'usinage pour réaliser certaines géométries de précision, tels que la formation de cavités ou d'ouvertures dans la pièce, telles que des fraisages, perçages et/ou taraudages.

[0020] La présente invention porte également sur une pièce résultant du procédé de fabrication décrit dans le présent texte. A titre d'exemple, une telle pièce appartient au groupe comprenant une pièce de mouvement horloger, une masse oscillante, un barillet, une roue dentée, une roue à pignon, une roue à colonnes, un balancier, une pièce d'échappement, une ancre, une platine, un axe, une tige, une pièce d'habillage horloger, une boîte, un cadran, une aiguille, une couronne, un maillon et une pièce de fermoir de bracelet.

[0021] L'invention se rapporte en outre à un article horloger comportant au moins une pièce obtenue selon le procédé de fabrication décrit dans le présent texte. A titre d'exemple, ledit article appartient au groupe comprenant : un fermoir de bracelet, un fermoir de bracelet de montre-bracelet, un fermoir déployant, une montre-bracelet et un objet destiné à être porté au poignet.

Brève description des figures

[0022] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles : La figure 1 illustre les étapes successives de plusieurs variantes d'un mode de réalisation du procédé de fabrication selon l'invention, La figure 2 illustre schématiquement l'amélioration de l'état de surface de la pièce obtenue selon le procédé de fabrication de l'invention, Les figures 3a, 3b et 3c montrent des exemples de pièces obtenues selon le procédé de l'invention, Les figures 4a et 4b montrent les différentes pièces constituant un exemple d'ensemble fonctionnel, respectivement obtenues par un procédé classique de fabrication et par un procédé de fabrication conforme à la présente invention, et La figure 5 illustre les étapes successives d'une autre variante d'un mode de réalisation du procédé de fabrication selon l'invention.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

[0023] On se rapporte à la figure 1 représentant les différentes étapes de différentes variantes du procédé de fabrication d'une pièce selon la présente invention.

[0024] Selon une première étape a), (à gauche sur la figure 1, étape 100a), on commence par le formage d'une ébauche 10a par une technique de fabrication additives métallique. On connaît différents procédés de fabrication additives métalliques, notamment des techniques d'impression 3D métallique tels que les techniques de fusion sur lit de poudre que l'on peut utiliser dans le cadre de la présente invention.

[0025] Selon une possibilité rentrant dans le cadre de la présente invention, la technique d'impression 3D métallique est une technique de fusion sur lit de poudre, telle que la fusion sélective par laser (SLM pour „selective laser melting.“) ou le frittage laser direct des métaux (DMLS pour „Direct Métal Laser Sintering“, le frittage sélectif au laser (SLS pour „Selected Laser Sintering“), une technique de déposition d'énergie dirigée (DED pour „Directed Energy Déposition“), une technique de dépôt de fil fondu (FDM pour „Fused Déposition Modelling“) ou une technique de dépôt de métal par laser (LMD pour „Laser Métal Déposition“).

[0026] Notamment, par cette technique d'impression 3D métallique, on obtient une ébauche 10a qui présente une rugosité de surface pic-à-pic Rt1. A ce sujet, la figure 2 représente un exemple de surface S d'une ébauche 10a obtenue par une technique d'impression 3D métallique, avec une cote cible C1 et une rugosité Rt1. On obtient par exemple une précision sur C1 de l'ordre de ±3σ1 = ±40µm et des rugosités de surface pic-à-pic Rt1 de l'ordre d'environ 40 µm. De manière générale, la rugosité Rt1 obtenue par une technique d'impression 3D métallique lors de l'étape a) (que l'on appelle dorénavant première valeur de rugosité Rt1), est comprise entre 30 et 60 µm, voire entre 35 et 50 µm, voire entre 35 et 45 µm.

[0027] La technologie d'impression 3D métallique est par exemple la technologie de fusion laser sur lit de poudre qui permet grâce à l'utilisation de poudre et d'un spot laser de faible diamètre de réaliser des pièces qui allient précision, qualité de surface, santé matière et niveau faible de contraintes internes.

[0028] Il peut s'agir de la fusion sélective par laser (SLM pour „selective laser melting“) : on forme l'ébauche de la pièce métallique à l'aide de lasers de haute puissance, faisant fusionner progressivement et localement, c'est-à-dire de façon sélective, une poudre métallique dans une atmosphère contrôlée. Ainsi, l'ébauche 10a de la pièce est créée par addition en agglutinant des particules de poudre métallique, couche par couche, par un procédé de fusion totale des particules fines par laser.

[0029] Il peut également s'agir de la technologie de fabrication additive de frittage laser direct de métal, traduction de Direct Métal Laser Sintering (DMLS). Dans ce cas, il s'agit d'une technique dans laquelle une énergie thermique (laser ou faisceau d'électrons) est utilisée pour fritter ou fusionner, couche par couche, des particules bien déterminées d'un lit de poudre. Ce procédé de fabrication additive formé du frittage laser direct des métaux (ou DMLS) permet une grande précision d'impression. Il est donc adapté à la fabrication de pièces à géométries et structures complexes, avec des parois fines et des vides ou canaux cachés, mais également pour la conception de très petits objets.

[0030] On peut aussi utiliser la technologie de déposition dirigée (DED pour „Directed Energy Déposition“) qui est un procédé de fabrication additive où l'énergie est utilisée pour faire fondre les matériaux au fur et à mesure qu'ils sont déposés. Ce procédé de déposition d'énergie dirigée (DED) est un procédé dans lequel le matériau est directement déposé et fusionné à une pièce métal grâce à un flux d'énergie dirigée (faisceau laser, arc électrique, arc plasma transféré ou autre). La matière première peut être sous forme de poudre ou de fil. Le procédé est réalisé dans une machine, où un actionneur déplace la pièce et/ou le système de dépôt de matériel. Une géométrie et un matériau sont générés, couche après couche. La technologie de déposition dirigée permet de produire des structures 3D complexes, sans aucun support.

[0031] On peut aussi utiliser les technologies de dépôt de fil fondu (FDM pour „Fused Déposition Modelling“) ou dépôt de métal par laser (LMD pour „Laser Métal Déposition“) qui possèdent des principes semblables aux exemples précités.

[0032] L'ébauche 10a est ensuite (deuxième étape depuis la gauche sur la figure 1) traitée lors d'une reprise par usinage : il s'agit d'un usinage de précision par enlèvement de copeaux pour former une pièce 10a1 à l'issue de cette étape 100a1. Dans l'exemple illustré, un outil 21 réalise un perçage. Selon d'autres possibilités, lors de l'étape intermédiaire a1) de reprise par usinage de l'ébauche, on réalise au moins l'une des opérations suivantes : une opération de fraisage, une opération de perçage, et une opération de taraudage. Cette étape de reprise d'usinage peut également comprendre l'usinage de certaines faces de l'ébauche 10a pour se rapprocher davantage de la cote cible de la pièce finie désirée, à savoir pour amener certaines parties de la pièce dans une tolérance et un état de surface améliorés par rapport à ceux de l'ébauche 10a résultant de l'étape a) d'impression 3D.

[0033] Cette étape 100a1 de reprise d'usinage de l'ébauche 10a est optionnelle, et n'a pas lieu selon une variante de réalisation du procédé de l'invention dans laquelle on passe de l'étape a) de formage par impression 3D à l'étape b) de finition qui va maintenant être décrite.

[0034] L'ébauche 10a (ou la pièce 10a1 si une étape 100a1 de reprise d'usinage de l'ébauche 10a a eu lieu) est ensuite (troisième étape depuis la gauche sur la figure 1) soumise à une étape b) de finition par usinage électrochimique (ECM pour „Electro-Chemical Machining“ ou PECM pour „Précision Electro-Chemical Machining“). L'usinage électrochimique (ECM pour „Electro Chemical Machining“), encore appelé enlèvement de matière par usinage électrochimique (UEC), est une méthode qui permet de finir les surfaces de la pièce à l'aide de la dissolution anodique du métal. Cette méthode permet l'usinage de matériaux conducteurs de l'électricité quels que soient leurs états de traitement, en usinage surfacique et en ébavurage de trous difficilement accessibles. L'outil est l'électrode 22 formant la cathode (-) qui agit sous courant continu et en présence d'un fluide électrolytique pour créer la réaction anodique qui enlève le matériau de surface de la pièce 10b formant l'anode (+) de manière précise. Ainsi, dans l'usinage électrolytique, le métal est enlevé sans contact direct entre l'outil et la pièce usinée. La machine électrolytique utilise un courant électrique contrôlé, tandis qu'une solution d'électrolyte conductrice appropriée circule entre l'outil 22 (cathode-) et la pièce usinée 10b (anode +). L'échange de charges entre les pôles conduit à l'enlèvement de matière, atome par atome, sur des zones définies avec précision. On comprend que le profil de l'outil 22 constitue un négatif de la face de la pièce traitée par usinage électrochimique. Cette étape b) (100a1) permet d'usiner rapidement et précisément les faces ainsi traitées avec une tolérance conforme à ou proche de la tolérance finale souhaitée. Cette technique permet notamment de traiter les défauts de précision et la rugosité tant sur des faces extérieures de la pièce que sur des faces internes comme des faces internes de la pièce résultat de perçage, taraudage ou fraisage, résultant ou non de l'étape 100a1.

[0035] Notamment, par cette technique de finition par usinage électrochimique, on obtient une pièce 10b qui présente une rugosité de surface pic-à-pic Rt2 dans les faces traitées lors de cette étape b) de finition. A ce sujet, la figure 2 représente également un exemple de cote cible C2 et une rugosité de surface pic-à-pic Rt2 visées à l'issue de cette étape b) de finition par usinage électrochimique. On obtient par exemple une précision sur C2, nommée ±3σ2 de l'ordre de ±5µm et des rugosités de surface Rt2 de l'ordre d'environ 50nm. De manière générale, la rugosité obtenue par une technique d'usinage électrochimique (ECM ou PECM) lors de l'étape b) (que l'on appelle dorénavant deuxième valeur de rugosité Rt2), est comprise entre 0.05 et 2 µm. De manière possible, on atteint une rugosité Rt2 qui est de l'ordre de 0.125 µm à 0.25 µm avec une rugosité Ra2 qui est de l'ordre de 0.025 à 0.05 µm (on peut considérer que Rt est environ égal à 5x Ra). Ainsi, cette deuxième valeur de rugosité Rt2 est bien inférieure à la première valeur de rugosité Rt1. A noter qu'en général, C1 = C2 + 6σ1 + Rt1, à savoir que la cote cible pour l'étape a) d'impression 3D est égale à la cote cible C2 pour l'étape b) de finition plus deux fois la tolérance de fabrication de l'étape a) d'impression 3D et la rugosité pic à pic obtenue par cette étape a) d'impression 3D.

[0036] Lors de l'étape b) de finition, on utilise de préférence l'usinage électrochimique de précision PECM qui présente notamment une minimisation de l'espace inter électrode entre l'électrode 22 formant l'outil (cathode -) et la pièce usinée 10b (ou 1c) (anode +)., à travers duquel circule la solution d'électrolyte et l'échange de l'électrolyte lui-même. En effet, de préférence, dans le cas du procédé PECM, l'espace inter électrode est varié de façon sinusoïdale et le courant est pulsé de manière avantageuse avec cette variation spatiale. Ainsi, l'usinage électrochimique de précision PECM assure un enlèvement particulièrement efficient et précis de la matière. Avec cette étape b) de superfinition par usinage électrochimique de précision PECM, il est possible d'obtenir un état de surface de la pièce 10c équivalent à du polissage fin. Par exemple, cette étape b) de superfinition par usinage électrochimique de précision PECM permet d'obtenir une surface miroir par enlèvement sélectif de matière de la face ainsi traitée, telle que par exemple une surface en acier.

[0037] Ainsi, que ce soit la technique ECM ou la technique PECM, un échange de charges entre la cathode et la pièce à usiner polarisée anodiquement s'opère dans une solution électrolytique aqueuse et c'est cet échange de charge qui génère l'usinage de la pièce. Le matériau enlevé durant le processus se sépare de la solution électrolytique sous forme d'hydroxyde de métal. L'usinage se fait indépendamment de la microstructure du métal. La possibilité existe d'usiner des matériaux trempés ou non. Les composants de l'installation, y compris la pièce, ne subissent aucune contrainte thermique ou mécanique.

[0038] A noter que l'électrolyte peut être : une solution NaCl (toutes concentrations, une solution NaNO3 (toutes concentrations), une solution HCI (toutes concentrations), une solution HF (toutes concentrations), une solution H2SO4 (toutes concentrations), une solution acide citrique (toutes concentrations) ET toute combination entre ces solutions.

[0039] De façon optionnelle, cette étape d'usinage électrochimique de précision (PECM) formant une étape b) de super finition, est suivie d'une étape d) de traitement d'au moins une zone de la pièce pour modifier l'aspect de ladite zone (étape c) supplémentaire représentée sur la figure 5 comme étant réalisée par un outil 21). Par exemple, cette étape c) de traitement comprend l'une au moins des techniques suivantes : le polissage à la main : Le polissage s'effectue à la main et à la volée, c'est-à-dire sans appui, en utilisant des disques de différentes tailles, recouverts de pâte abrasive. Cette technique très difficile permet d'obtenir une surface douce et brillante. Ce travail méticuleux peut prendre plusieurs heures par pièce, voire davantage; le satinage : dans d'autres industries on appelle ce processus brossage. En horlogerie, l'exécution étant bien plus fine, on parle de satinage. Cette technique consiste à napper une surface métallique d'un ensemble de rayures extrêmement fines et parallèles. On obtient une finition douce et soyeuse ainsi que des nuances de couleur subtiles qui mettent en valeur le design et les volumes de la pièce; Le microbillage :le microbillage est une technique de finition au rendu granuleux. Il consiste à bombarder la surface du boîtier avec des petites billes de métal, chacune laissant des micro-creux qui, par leur nombre et leur densité, apparaissent réguliers. Il confère à la pièce un aspect mat qui étouffe la lumière; Le sablage :le sablage est identique au microbillage mais avec des grains de sable. Cette finition apparaît comme qui permet d'obtenir une surface plus veloutée; Le traitement PVD (Physical Vapor Déposition) est un procédé qui permet de déposer un mince film de matière sur une pièce, par vaporisation sous vide. Par ce traitement de surface, on peut obtenir des boîtiers „teintées“ en or rose, en or jaune ou encore en noir pour un prix abordable. C'est cette technique que l'on utilise pour appliquer le DLC (Diamond Like Carbon), revêtement de couleur gris foncé à noir possédant des propriétés de dureté et de résistance aux rayures tout à fait exceptionnelles) ; et les texturations par Laser comme les gravures par laser femtoseconde, les colorations par oxydation, le Deep Black, le perlage, ...

[0040] Le procédé selon la présente invention permet notamment de fabriquer une pièce présentant au moins un ajour traversant toute l'épaisseur de la pièce. Des exemples de telles pièces avec ajour(s) sont illustrés sur les figures 3a, 3b et 3c, avec pour le cas de la figure 3a une pièce plate dont la bande centrale est ajourée de multiples ouvertures traversantes formant entre elles un motif qui présente un rôle esthétique.

[0041] Selon une possibilité non limitative, l'ébauche métallique 10a (et donc la pièce 10b) est dans l'un des matériaux suivants : acier, acier inoxydable, acier austénitique inoxydable (par exemple un acier 316L, 904L ou autre), acier maraging (pour „martensitic ageing“, c'est-à-dire avec maturation de la martensite), un métal précieux, en particulier en or ou en platine, ou un alliage de l'un de ces métaux.

[0042] On comprend que le procédé selon l'invention permet de fabriquer des pièces complexes de façon monobloc, alors que précédemment il était nécessaire de fabriquer précisément plusieurs pièces, bien souvent de toute petite taille, et de les assembler pour former une pièce équivalente. Pour illustrer la situation, on se reporte aux figures 4a et 4b montrent les différentes pièces constituant un exemple d'ensemble fonctionnel sous la forme d'un fermoir de bracelet de montre, respectivement obtenues par un procédé classique de fabrication (figure 4a) et par un procédé de fabrication conforme à la présente invention (figure 4b). On voit ainsi que procédé de fabrication selon l'invention permet de réduire de façon significative le nombre de pièces requises pour la fabrication d'un fermoir horloger. Le procédé de fabrication selon l'invention permet également de réduire de façon significative la complexité de la plupart des pièces individuelles d'un fermoir.

[0043] On comprend que le procédé selon l'invention permet de régler et optimiser les performances mécaniques de chaque pièce, composant ou sous ensemble obtenu. En effet, le procédé permet d'obtenir des pièces complexes avec des rigidités et duretés données. Il est ensuite possible de régler et optimiser ces caractéristiques par des processus thermiques globaux ou locaux. De façon préférentielle, non exclusive, on optimisera les rigidités et les duretés. Pour ce faire, selon une variante (non représentée sur les figures) des procédés précédemment décrits, on réalise en outre au moins un traitement énergétique de la pièce 10b, ledit traitement énergétique appartenant au groupe comprenant un traitement thermique, un traitement lumineux, un traitement par laser, un traitement par faisceau d'électrons.

[0044] L'invention porte également sur un support de données informatique comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par une imprimante 3D, permettent à ladite imprimante 3D de réaliser une ébauche 10a selon l'un des procédés de fabrication décrits dans le présent texte.

[0045] L'invention porte également sur un support de données informatique comprenant des données destinées à la fabrication additive d'une ébauche 10a d'une pièce, lesdites données représentant la forme d'une ébauche, qui est déterminée en tenant compte de l'enlèvement de matière résultant d'une étape de finition d'au moins certaines faces de l'ébauche par la technique d'enlèvement de matière par usinage électrochimique (ECM pour „Electro-Chemical Machining“).

Signes de référence employés sur les figures

[0046] Rt1 Première valeur de rugosité pic à pic (correspond à Ra1) Rt2 Deuxième valeur de rugosité pic à pic (correspond à Ra2) C1 Cote cible de l'étape a) de formage de l'ébauche par impression 3D C2 Cote cible de l'étape a) de finition de la pièce par usinage électrochimique 3σ1 Tolérance sur C1 3σ2 Tolérance sur C2 S Surface de l'ébauche 10a Ebauche 10a1 Pièce après reprise d'usinage 10b Pièce après finition par ECM ou PECM 21 Outil 22 Electrode

Claims (15)

1. Procédé de fabrication d'une pièce métallique comprenant les étapes suivantes : a) formation d'une ébauche (10a) par fabrication additive métallique selon une technique d'impression 3D métallique, ce par quoi on obtient une ébauche de la pièce présentant un état de surface de premier niveau avec une première valeur de rugosité Rt1, b) finition d'au moins certaines faces de l'ébauche par la technique d'enlèvement de matière par usinage électrochimique (ECM pour „Electro-Chemical Machining“), ce par quoi on obtient une pièce (10b) dont lesdites faces ayant subi l'étape de finition présentent un état de surface de deuxième niveau avec une deuxième valeur de rugosité Rt2 plus petite que la première valeur de rugosité Rt1.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lors l'étape b) de finition, on réalise une superfinition desdites faces de la pièce, par la technique d'enlèvement de matière par usinage électrochimique de précision (PECM pour „Précision Electro finition -Chemical Machining“).

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on réalise en outre, entre l'étape a) de formation d'une ébauche et l'étape b) de finition, une étape intermédiaire a1) de reprise par usinage par enlèvement de copeaux de l'ébauche.

4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel lors de l'étape intermédiaire a1) de reprise par usinage de l'ébauche, on réalise au moins l'une des opérations suivantes : une opération de fraisage, une opération de perçage, et une opération de taraudage.

5. Procédé selon l'une quelconques des revendications 1 à 4, dans lequel on réalise en outre, après l'étape b) de finition, une étape d) de traitement d'au moins une zone de la pièce pour modifier l'aspect de ladite zone.

6. Procédé selon l'une quelconques des revendications 1 à 5, dans lequel la technique d'impression 3D métallique est une technique de fusion sur lit de poudre, telle que la fusion sélective par laser (SLM pour „selective laser melting.“) ou le frittage laser direct des métaux (DMLS pour „Direct Métal Laser Sintering“), le frittage sélectif au laser (SLS pour „Selected Laser Sintering“), une technique de déposition d'énergie dirigée (DED pour „Directed Energy Déposition“), une technique de dépôt de fil fondu (FDM pour „Fused Déposition Modelling“) ou une technique de dépôt de métal par laser (LMD pour „Laser Métal Déposition“).

7. Procédé selon l'une quelconques des revendications 1 à 6, dans lequel l'ébauche est dans l'un des matériaux suivants : acier, acier inoxydable, acier austénitique inoxydable, acier maraging (pour „martensitic ageing“, c'est-à-dire avec maturation de la martensite), un métal précieux, en particulier en or ou en platine, ou un alliage de l'un de ces métaux.

8. Procédé selon l'une quelconques des revendications 1 à 6, dans lequel on réalise en outre au moins un traitement énergétique de la pièce (10b), ledit traitement énergétique appartenant au groupe comprenant un traitement thermique, un traitement lumineux, un traitement par laser, un traitement par faisceau d'électrons.

9. Pièce obtenue selon le procédé de fabrication de l'une des revendications 1 à 8, appartenant au groupe comprenant une pièce de mouvement horloger, une masse oscillante, un barillet, une roue dentée, une roue à pignon, une roue à colonnes, un balancier, une pièce d'échappement, une ancre, une platine, un axe, une tige, une pièce d'habillage horloger, une boîte, un cadran, une aiguille, une couronne, un maillon et une pièce de fermoir de bracelet.

10. Pièce obtenue selon le procédé de fabrication de l'une des revendications 1 à 8, ladite pièce présentant au moins un ajour traversant toute l'épaisseur de la pièce.

11. Article horloger comportant au moins une pièce obtenue selon le procédé de fabrication de l'une des revendications 1 à 8.

12. Article selon la revendication précédente, ledit article appartenant au groupe comprenant un fermoir de bracelet, un fermoir de bracelet de montre-bracelet, un fermoir déployant, une montre-bracelet et un objet destiné à être porté au poignet.

13. Support de données informatique comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par une imprimante 3D, permettent à ladite imprimante 3D de réaliser une ébauche (10a) selon le procédé de fabrication de l'une des revendications 1 à 8.

14. Support de données informatique comprenant des données destinées à la fabrication additive d'une ébauche (10a) d'une pièce, lesdites données représentant la forme d'une ébauche, qui est déterminée en tenant compte de l'enlèvement de matière résultant d'une étape de finition d'au moins certaines faces de l'ébauche par la technique d'enlèvement de matière par usinage électrochimique (ECM pour „Electro-Chemical Machining“).

15. Support de données informatique selon la revendication 13 ou 14, dans lequel ladite ébauche est apte à former une pièce appartenant à la liste suivante : une pièce de mouvement horloger, une masse oscillante, un barillet, une roue dentée, une roue à pignon, une roue à colonnes, un balancier, une pièce d'échappement, une ancre, une platine, un axe, une tige, une pièce d'habillage horloger, une boîte, un cadran, une aiguille, une couronne, un maillon et une pièce de fermoir de bracelet.