CH721584A2 - Procédé de décoration en trois dimensions d'un substrat afin de réaliser une pièce d'habillage - Google Patents

Procédé de décoration en trois dimensions d'un substrat afin de réaliser une pièce d'habillage

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Abstract

L'invention concerne un procédé de décoration en trois dimensions d'un substrat (11) afin de réaliser une pièce d'habillage (10), comprenant les étapes de : – structuration d'une face d'habillage (110) d'un substrat (11) réalisé dans un matériau céramique; – dépôt d'une couche décorative en émail sur la face d'habillage (110); – cuisson du substrat (11) comprenant la couche décorative de sorte à entraîner la fusion de cette dernière, de préférence entre 500 et 1500 degrés Celsius, – ablation par usinage laser d'au moins une partie de la couche décorative déposée sur la face d'habillage (110) de sorte à générer un élément décoratif (15) formant une surépaisseur par rapport à ladite face d'habillage (110), l'usinage laser étant mis en œuvre par un laser femtoseconde émettant un faisceau de longueur d'onde compris entre 515 et 532 nm.

Description

Domaine technique de l'invention
[0001] L'invention relève du domaine de la décoration de pièces d'horlogerie, de bijouterie ou d'articles de mode, et notamment de la fabrication de pièces d'habillage.
[0002] Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de décoration en trois dimensions d'un substrat afin de réaliser une pièce d'habillage. Ce procédé peut s'appliquer avantageusement à toute pièce d'habillage dans le domaine de l'horlogerie, de la bijouterie, des articles de mode tels que les articles de maroquinerie, de lunetterie, d'instruments d'écriture ou les appareils portables électroniques.
Arrière-plan technologique
[0003] Dans les domaines précités, les pièces d'habillage peuvent être formées par l'assemblage d'éléments réalisés dans différents matériaux. Notamment, lorsqu'il est souhaité de fabriquer des pièces d'habillage comprenant un décor en relief, un élément décoratif métallique et/ou céramique est fixé à un substrat de sorte à former une surépaisseur par rapport à ce dernier.
[0004] Ces pièces d'habillage sont particulièrement complexes à réaliser dans la mesure où, du fait de leur faibles dimensions, la préhension des éléments décoratifs et leur mise en position sur le substrat sont relativement délicates. Ces opérations requirent une intervention humaine, entraînant d'une part des coûts importants et d'autre part un risque de dérive de qualité de production.
Résumé de l'invention
[0005] L'invention résout les inconvénients précités en proposant, à cet effet, un procédé de décoration en trois dimensions d'un substrat afin de réaliser une pièce d'habillage, comprenant les étapes de: – structuration d'une face d'habillage d'un substrat réalisé dans un matériau céramique; – dépôt d'une couche décorative en émail sur la face d'habillage , – cuisson du substrat comprenant la couche décorative de sorte à entraîner la fusion de cette dernière; – ablation par usinage laser d'au moins une partie de la couche décorative déposée sur la face d'habillage de sorte à générer un élément décoratif formant une surépaisseur par rapport à ladite face d'habillage, l'usinage laser étant mis en œuvre par un laser femtoseconde émettant un faisceau de longueur d'onde compris entre 500 et 550 nm, préférentiellement entre 515 et 532 nm.
[0006] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, à la suite de l'étape de dépôt de la couche décorative, cette dernière est surfacée lors d'une étape d'usinage mécanique.
[0007] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, lors de l'étape de structuration, la face d'habillage est structurée.
[0008] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, lors de l'étape de structuration, une creusure est réalisée dans la face d'habillage, la couche décorative étant déposée dans ladite creusure, et l'étape d'ablation étant réalisée de sorte que l'élément décoratif présente une portion d'ancrage s'étendant dans la creusure et une portion d'exposition s'étendant au-delà de la creusure et sur la face d'habillage.
[0009] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, la creusure est réalisée de sorte à s'étendre entre un fond et une ouverture, le fond de la creusure étant structuré.
[0010] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, la creusure est réalisée de sorte à s'étendre entre un fond et une ouverture, le fond présentant une section supérieure à celle de l'ouverture.
[0011] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l'étape de cuisson est réalisée à une température comprise entre 500 et 1500 degrés Celsius, voire entre 900 et 1100 degrés Celsius, et préférentiellement à 1000 degrés Celsius, la couche décorative étant réalisée en aluminosilicate ou en borosilicate de sodium.
Brève description des figures
[0012] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante donnée à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels . – les figures 1 à 4 représentent schématiquement, en vue de section, les étapes de réalisation d'un procédé de décoration d'un substrat pour la réalisation d'une pièce d'habillage selon un exemple de mise en œuvre de l'invention, et – la figure 5 représente schématiquement une vue de section d'une pièce d'habillage obtenue selon un autre exemple de mise en œuvre de l'invention.
[0013] On note que les figures ne sont pas nécessairement dessinées à l'échelle pour des raisons de clarté.
Description détaillée de l'invention
[0014] La présente invention concerne un procédé de décoration en trois dimensions d'un substrat 11 réalisé dans un matériau céramique afin de réaliser une pièce d'habillage 10 telle que représentée sur les figures 4 et 5 dans différents exemples de mise en œuvre de l'invention.
[0015] A titre d'exemple, dans le domaine de l'horlogerie, la pièce d'habillage 10 peut former un cadran, une platine, un pont, un rouage, une masse oscillante, une lunette, une carrure, des maillons d'un bracelet ou un fermoir d'un bracelet.
[0016] Avantageusement, le substrat 11 est réalisé en céramique, par exemple en céramique dense, tel qu'en zircone, en alumine, en Grenat d'yttrium et d'aluminium aussi connu sous l'accronyme „YAG“ signifiant Yttrium Aluminium Garnet en langue anglaise, en saphir ou en un mélange de ces éléments.
[0017] Le procédé selon l'invention comporte une étape de structuration d'une face d'habillage 110 du substrat 11. L'étape de structuration peut consister à réaliser une creusure 12 dans le substrat 11, s'étendant entre un fond 120 et une ouverture 121 ou peut consister à texturer la face d'habillage 110. La texturation est définie dans le présent texte comme la modification de la topographie d'une surface d'un composant pour en augmenter sa rugosité.
[0018] Les figures 1 à 4 illustrent un exemple de mise en œuvre du procédé selon l'invention, dans lequel une creusure 12 est réalisée dans le substrat 11, et la figure 5 illustre une pièce d'habillage 10 obtenue par la mise en œuvre d'un procédé dans lequel la face d'habillage 110 du substrat 11 a été texturée.
[0019] L'étape de structuration permet d'assurer l'accroche d'un élément décoratif 15 sur le substrat 11 comme décrit plus en détail dans la suite du texte.
[0020] Toujours afin d'assurer le maintien en position de l'élément décoratif 15, la creusure 12 peut être réalisée de sorte que la section de son ouverture 121 soit réduite par rapport à celle de son fond 120. En d'autres termes, la creusure 12 peut présenter une section droite en queue d'aronde. Alternativement ou en addition, le fond 120 de la creusure 12 peut être structuré afin d'augmenter encore l'accroche de l'élément décoratif 15 sur le substrat 11.
[0021] A titre d'exemple, la creusure 12 peut présenter une profondeur d'au moins 0,01 mm, préférentiellement de 0,1 mm.
[0022] A la suite de l'étape de structuration, une étape de dépôt d'une couche décorative 14 en émail est réalisée sur la face d'habillage 110 et dans la creusure 12 lorsque le substrat 11 en comporte une.
[0023] L'émail formant la couche décorative 14 peut être déposée sous forme pulvérulente ou sous forme liquide ou pâteuse lors du dépôt de la couche décorative 14. Le dépôt de la couche décorative 14 peut être réalisé par trempage, projection, dépôt au pinceau, etc.
[0024] Cette couche décorative 14 et le substrat 11 sont ensuite soumis à une cuisson, par exemple à une température comprise entre 500 et 1500 degrés Celsius. Dans l'exemple préféré de mise en œuvre de l'invention, la couche décorative 14 est réalisée en émail borosilicate ou en aluminosilicate, tel qu'en feldspath. Préférentiellement, la couche décorative 14 est réalisée en borosilicate de sodium et est cuite à une température comprise entre 500 et 1500 degrés Celsius, voire entre 900 et 1100 degrés Celsius et préférentiellement à 1000 degrés Celsius, par exemple entre 10 minutes et plusieurs heures.
[0025] L'étape de cuisson permet d'entraîner la fusion de la couche décorative 14 et sa liaison chimique au substrat 11. L'adhérence de la couche décorative 14 sur le substrat 11 est alors garantie à la suite de cette étape.
[0026] La couche décorative 14 est préférentiellement surfacée à la suite de l'étape de cuisson, comme illustré schématiquement sur la figure 3, de sorte à aplanir sa surface visible et de sorte à égaliser son épaisseur. En effet, comme la figure 2 le représente de façon exagérée, la couche décorative 14 est susceptible de présenter une variation d'épaisseur. Notamment, la surface de la couche de base 12 peut présenter une succession de creux et de bosses due à un phénomène de tension de surface apparaissant lors de la cuisson de la couche de base 12, et l'épaisseur de la couche de base 12 peut être plus importante au centre de la surface d'habillage 110 que sur sa périphérie à cause de la mouillabilité de ladite couche. Par ailleurs, si la surface d'habillage 110 ne s'étend pas horizontalement, c'est-à-dire qu'elle est inclinée, la couche de base 12 peut avoir tendance à s'écouler, lors de sa cuisson, dans le sens de la pente, et donc à générer une surépaisseur, sous l'effet de la pesanteur et du fait de sa viscosité à chaud. Le surfaçage de la couche décorative 14 est réalisée par abrasion mécanique, par exemple par meulage ou par ponçage.
[0027] Une étape d'ablation est ensuite réalisée par usinage laser afin de retirer une partie de la couche décorative 14 et de sorte à générer l'élément décoratif 15. Cet élément décoratif 15 forme une surépaisseur par rapport à ladite face d'habillage 110, comme le montrent les figures 4 et 5. En particulier, si une creusure 12 est réalisée dans le substrat 11, l'ablation est réalisée uniquement sur une partie de la couche décorative 14 déposée sur la face d'habillage 110 comme le montre la figure 4. Ainsi, l'étape d'ablation permet de ne conserver qu'une partie de la couche décorative 14 qui est engagée dans la creusure 12 et qui s'étend partiellement sur la face d'habillage 110, cette portion constituant l'élément décoratif 15. L'élément décoratif 15 présente alors une portion d'ancrage 150 s'étendant dans la creusure 12 et une portion d'exposition 151 s'étendant au-delà de la creusure 12 et sur la face d'habillage 110. La portion d'exposition 151 est visible pour un utilisateur et forme avantageusement une excroissance par rapport à la face d'habillage 110 du substrat 11.
[0028] L'usinage laser est mis en œuvre par un laser femtoseconde émettant un faisceau de longueur d'onde compris entre 500 et 550 nm, préférentiellement entre 515 et 532 nm. Ainsi, l'émail constituant l'élément décoratif 15 n'est pas endommagé par la chaleur dégagée par le faisceau. Plus précisément, cette caractéristique permet de pouvoir générer un élément décoratif 15 par l'élimination de portions non souhaitées de la couche décorative 14, tout en préservant la portion conservée, c'est-à-dire l'élément décoratif 15, de tout échauffement excessif pouvant le détériorer.
[0029] L'étape de surfaçage de la couche décorative 14 permet avantageusement de simplifier l'étape d'ablation.
[0030] De manière plus générale, il est à noter que les modes de mise en œuvre et de réalisation considérés ci-dessus ont été décrits à titre d'exemples non limitatifs, et que d'autres variantes sont par conséquent envisageables.
[0031] Il est à noter que dans le présent texte, la couche décorative 14 peut être constituée d'un empilement de couches.

Claims (9)

1. Procédé de décoration en trois dimensions d'un substrat (11) afin de réaliser une pièce d'habillage (10), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: – structuration d'une face d'habillage (110) d'un substrat (11) réalisé dans un matériau céramique ; – dépôt d'une couche décorative (14) en émail sur la face d'habillage (110) ; – cuisson du substrat (11) comprenant la couche décorative (14) de sorte à entraîner la fusion de cette dernière ; – ablation par usinage laser d'au moins une partie de la couche décorative (14) déposée sur la face d'habillage (110) de sorte à générer un élément décoratif (15) formant une surépaisseur par rapport à ladite face d'habillage (110), l'usinage laser étant mis en œuvre par un laser femtoseconde émettant un faisceau de longueur d'onde compris entre 500 et 550 nm.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel à la suite de l'étape de dépôt de la couche décorative (14), cette dernière est surfacée lors d'une étape d'usinage mécanique.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lors de l'étape de structuration, la face d'habillage (110) est structurée.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel lors de l'étape de structuration, une creusure (12) est réalisée dans la face d'habillage (110), la couche décorative (14) étant déposée dans ladite creusure (12), et l'étape d'ablation étant réalisée de sorte que l'élément décoratif (15) présente une portion d'ancrage (150) s'étendant dans la creusure (12) et une portion d'exposition (151) s'étendant au-delà de la creusure (12) et sur la face d'habillage (110).
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la creusure (12) est réalisée de sorte à s'étendre entre un fond (120) et une ouverture (121), le fond (120) de la creusure (12) étant structuré.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la creusure (12) est réalisée de sorte à s'étendre entre un fond (120) et une ouverture (121), le fond (120) présentant une section supérieure à celle de l'ouverture (121).
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'étape de cuisson est réalisée à une température comprise entre 500 et 1500 degrés Celsius, la couche décorative (14) étant réalisée en aluminosilicate ou en borosilicate de sodium.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape de cuisson est réalisée à une température comprise entre 900 et 1100 degrés Celsius.
9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape de cuisson est réalisée à une température de 1000 degrés Celsius.
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