CH721876A2 - Article avec un décor 3d et son procédé de fabrication - Google Patents

Article avec un décor 3d et son procédé de fabrication

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CH721876A2
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Bourcet Laurent
Marlier Yohann
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Comadur Sa
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Abstract

L'invention concerne également à l'article issu du procédé de fabrication. Un tel article est, par exemple, un composant horloger tel qu'une lunette ou un cadran.

Description

Domaine technique de l'invention
[0001] L'invention concerne un procédé de fabrication d'un article réalisé dans un matériau non conducteur électrique avec ledit article ayant un décor 3D réalisé dans un métal noble ou son alliage.
Arrière-plan technologique
[0002] Les décors sont généralement rapportés, par collage par exemple, sur les composants réalisés dans des matériaux durs non conducteurs tels que la céramique. Les décors ainsi rapportés ont une adhérence faible sur le substrat avec un risque accru d'arrachage ou de décollement en particulier sur des composants fortement sollicités tels que les lunettes de montre.
Résumé de l'invention
[0003] La présente invention vise à pallier les manquements précités en proposant un procédé de fabrication d'un article avec un décor en relief positif où les risques de décollement du décor sont supprimés.
[0004] Plus précisément, l'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un article réalisé dans un matériau non conducteur électrique tel que la céramique et le saphir, l'article comprenant au moins un décor en relief réalisé dans un métal noble ou son alliage, le procédé comprenant les étapes de :
–
Mise à disposition d'une ébauche définie avec une surface ;
–
Dépôt d'une première couche d'accroche et ensuite d'une deuxième couche d'accroche sur la surface ;
–
Dépôt par électroformage d'une couche du métal noble ou de son alliage sur la deuxième couche d'accroche ;
–
Détourage au laser de la couche du métal noble ou de son alliage pour délimiter le décor en relief;
–
Dépôt d'une couche de protection sur le pourtour du décor en relief;
–
Enlèvement de la couche du métal noble ou de son alliage sur des portions non recouvertes par la couche de protection et éventuellement enlèvement de la deuxième couche d'accroche sur lesdites portions si la deuxième couche d'accroche est réalisée dans un même métal noble ou un même alliage de métal noble que la couche du métal noble ou de son alliage;
–
Enlèvement de la couche de protection;
–
Enlèvement de la première couche d'accroche et éventuellement de la deuxième couche d'accroche si cette dernière est encore présente à la suite de l'étape d'enlèvement de la couche du métal noble ou de son alliage sur les portions.
[0005] Avec le procédé selon l'invention, le décor ne peut pas s'arracher ou se décoller du substrat.
[0006] La présente invention se rapporte également à un article comprenant au moins un décor en relief surplombant une surface de base, ledit décor en relief étant réalisé avec un métal noble ou son alliage et ayant une épaisseur comprise entre 0,02 mm et 0,7 mm, de préférence entre 0,03 mm et 0,3 mm, ledit décor en relief étant solidarisé à la surface de base par une première couche d'accroche et par une deuxième couche d'accroche ayant chacune une épaisseur comprise entre 30 et 70 nm.
[0007] Ainsi, la couche du métal noble ou de son alliage sur le décor en relief a une épaisseur importante pouvant aller jusqu'à plusieurs dixièmes de millimètres. La forte épaisseur de métal ou d''alliage déposée participe à donner l'aspect „massif“ d'un décor qui aurait pu être rapporté, comme une applique par exemple.
[0008] Cette invention étant plus spécifiquement destinée à décorer des lunettes, on ne risque pas, à force de frottements sur les vêtements, d'user le dépôt, ce qui pourrait laisser apparaitre le substrat.
[0009] Le métal noble allié électroformé, en particulier l'or allié, présente pour autre avantage d'être plus dur qu'un or allié métallurgique qui aurait été rapporté sur le substrat. Cela peut permettre de donner un aspect satiné lors de la terminaison qui est plus durable dans le temps.
Brève description des figures
Les figures 1 à 9 représentent schématiquement les 9 étapes du procédé selon l'invention.
La figure 10 représente une lunette de montre avec des index et les chiffres formant les décors 3D réalisés dans le métal noble ou son alliage selon l'invention.
Description détaillée de l'invention
[0011] L'invention concerne un procédé de réalisation d'un article avec au moins un décor en relief réalisé dans un métal noble ou son alliage. Cet article 1 représenté de manière schématique à la figure 9 et pour une lunette à la figure 10, comporte une surface de base 2b surplombée par au moins un décor en relief 2a qui est formé d'index et de chiffres réalisés dans le métal noble ou son alliage.
[0012] Le métal noble est plus spécifiquement de l'or et ses alliages, de l'argent, du platine, du palladium, du rhodium ou du. L'article peut, à titre d'exemple, être un composant horloger. Il peut plus spécifiquement s'agir d'un composant d'habillage choisi parmi la liste non exhaustive comprenant une carrure, un fond, une lunette, une couronne, un poussoir, un maillon de bracelet, un bracelet, une boucle ardillon, un fermoir, un cadran et une aiguille. Le procédé est plus spécifiquement adapté pour un article réalisé dans un matériau non conducteur électrique tel que la céramique, le nitrure de silicium, le YAG ou le saphir. Ces matériaux sont généralement durs avec des duretés supérieures ou égales à 1100 HV.
[0013] Le procédé est illustré aux figures 1 à 9 en 9 étapes. Dans une première étape (fig.1), une ébauche 3 de l'article à fabriquer est mise à disposition. Par exemple, il peut s'agir d'une lunette ou d'un cadran sans les index. Dans le cas d'une céramique, cette ébauche peut être obtenue par un procédé classique de frittage de poudres pour une céramique, un nitrure de silicium et du YAG ou par le procédé Verneuil et la technique EFG (Edgedefined, Film fed Growth) pour le saphir. L'ébauche 3 est définie avec une surface 2 qui est la face destinée à comprendre les décors en relief.
[0014] Ensuite, dans une deuxième étape optionnelle (fig.2), des micro-perçages 6a, des gravures 6b et/ou des contre-dépouilles 6c peuvent être réalisés à la surface 2 de l'ébauche 3 pour améliorer l'ancrage des futurs décors.
[0015] Dans une troisième étape (fig.3), au moins deux couches d'accroche 4a,4b sont déposées préférentiellement par PVD (Physical Vapor Deposition) sur la surface 2 et dans les micro-perçages 6a, gravures 6b et/ou contre-dépouilles 6c. Une première couche 4a est formée de Cr ou de Ti et une deuxième couche 4b est formée d'Au, d'Ag ou de Cu. Chaque couche a une épaisseur comprise entre 30 nm et 70 nm avec typiquement une couche de l'ordre de 50 nm.
[0016] Dans une quatrième étape (fig.4), la couche du métal noble ou son alliage 5 est déposée par électroformage sur la deuxième couche d'accroche 4b. Cette couche a une épaisseur comprise entre 0,02 mm et 0,7 mm, de préférence entre 0,03 mm et 0,3 mm. Pour la croissance d'un alliage d'or dans une teinte comprise entre les domaines 3N et 5N (selon la norme ISO 8654 de Février 2018), les paramètres sont les suivants :
–
le bain comporte de 1 à 10 g.I-1 d'or métal sous forme d'aurocyanure alcalin;
–
le bain comporte de 30 à 80 g.I-1 de cuivre métal sous forme de cyanure double alcalin;
–
le bain peut comporter de 10 mg.I-1 à 5 g.I-1 d'indium métal sous forme complexé;
–
le bain comporte de 15 à 35 g.I-1 de cyanure libre;
–
la température du bain est maintenue entre 50 et 80 °C;
–
le pH du bain est maintenu entre 8 et 12;
–
le procédé est réalisé à des densités de courant comprises entre 0,05 et 1,5 A.dm- 2 .
[0017] Dans une cinquième étape optionnelle (fig.5), la partie supérieure 5a de la couche de métal noble ou de son alliage 5 peut être soumise à une opération mécanique ayant pour objet de polir, de satiner et/ou de matifier cette couche.
[0018] Dans une sixième étape (fig.6), les futurs index et motifs destinés à former le décor en relief 2a sont détourés au laser dans la couche de métal noble ou de son alliage 5.
[0019] Ensuite, dans une septième étape (fig.7), une couche de protection 7, à savoir une laque, est déposée sur les futurs index et motifs 2a, laissant une couche de métal noble ou de son alliage 5 non recouverte de laque sur les portions 2c.
[0020] Dans une huitième étape (fig.8), la couche de métal noble ou de son alliage 5 est retirée sur les portions 2c non recouvertes de laque en plongeant l'ébauche 3 dans un bain à base de cyanures.
[0021] Dans une neuvième étape et une dixième étape (fig.9), la laque 7 est enlevée en plongeant l'ébauche 3 dans un bain de solvant, Deconex 196 et les couches d'accroche 4a,4b au niveau des portions 2c sont enlevées en plongeant l'ébauche 3 dans un bain commercial, par exemple du Chrome Etch n°1, formulé par la société Technic. Le retrait de ces couches impacte peu la couche de métal noble ou de son alliage car les différences d'épaisseur entre les couches d'accroche et la couche de métal noble ou de son alliage sont importantes. Ainsi, enlever les éventuels quelques nanomètres restants des couches d'accroche enlèvera proportionnellement peu de matière sur la couche épaisse du métal noble ou de son alliage.
[0022] Si la couche d'accroche 4b et la couche de métal noble ou de son alliage 5 sont réalisées avec un même métal noble, seule la première couche d'accroche 4a sera à retirer lors de cette étape, la deuxième couche 4b ayant déjà été enlevée lors de la huitième étape. On précisera que les neuvième et dixième étapes peuvent être interverties.
[0023] Dans une onzième étape optionnelle non représentée, le matériau de l'ébauche peut être texturé pour donner un aspect mat, satiné et/ou avec des motifs à la surface du matériau. La texturation peut être réalisée par laser ou par une opération mécanique.
[0024] L'article 1 ainsi obtenu, représenté à la figure 10 pour une lunette, présente ainsi un ou plusieurs décors en relief 2a surplombant la surface de base 2b avec les décors en relief 2a réalisés avec le métal noble ou son alliage 5.

Claims (13)

1. Procédé de fabrication d'un article (1) réalisé dans un matériau non conducteur électrique tel que la céramique et le saphir, l'article (1) comprenant au moins un décor en relief (2a) réalisé dans un métal noble ou son alliage, le procédé comprenant les étapes de : – Mise à disposition d'une ébauche (3) définie avec une surface (2) ; – Dépôt d'une première couche d'accroche (4a) et ensuite d'une deuxième couche d'accroche (4b) sur la surface (2) ; – Dépôt par électroformage d'une couche du métal noble ou de son alliage (5) sur la deuxième couche d'accroche (4b) ; – Détourage au laser de la couche du métal noble ou de son alliage (5) pour délimiter le décor en relief (2a) ; – Dépôt d'une couche de protection (7) sur le pourtour du décor en relief (2a) ; – Enlèvement de la couche du métal noble ou de son alliage (5) sur des portions (2c) non recouvertes par la couche de protection (7) et éventuellement enlèvement de la deuxième couche d'accroche (4b) sur lesdites portions (2c) si la deuxième couche d'accroche (7) est réalisée dans un même métal noble ou un même alliage de métal noble que la couche du métal noble ou de son alliage (5) ; – Enlèvement de la couche de protection (7) ; – Enlèvement de la première couche d'accroche (4a) et éventuellement de la deuxième couche d'accroche (4b) si cette dernière est encore présente à la suite de l'étape d'enlèvement de la couche du métal noble ou de son alliage (5) sur les portions (2c).
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel la première couche d'accroche (4a) est formée d'une couche de Cr ou de Ti et la deuxième couche d'accroche (4b) est formée d'Au, d'Ag ou de Cu et dans lequel la première couche d'accroche (4a) et la deuxième couche d'accroche (4b) sont déposées par PVD.
3. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première couche d'accroche (4a) et la deuxième couche d'accroche (4b) ont chacune une épaisseur comprise entre 30 et 70 nm et dans lequel la couche du métal noble ou de son alliage (5) a une épaisseur comprise entre 0,02 mm et 0,7 mm, de préférence entre 0,03 mm et 0,3 mm.
4. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape additionnelle de réalisation d'un micro-perçage (6a), d'une gravure (6b) et/ou d'une contre-dépouille (6c) avant l'étape de dépôt d'une première couche d'accroche (4a) et d'une deuxième couche d'accroche (4b), lesdits micro-perçage (6a), gravure (6b) et/ou contre-dépouille (6c) étant des points d'ancrage du décor en relief (2a).
5. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape additionnelle d'opération mécanique de la partie supérieure (5a) de la couche du métal noble ou de son alliage (5) ayant pour objet de polir, satiner et/ou matifier ladite couche (5).
6. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'enlèvement de la couche du métal noble ou de son alliage (5) est réalisée dans un bain à base de cyanures.
7. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'enlèvement de la couche de protection (7) est réalisée dans un bain à base de solvants.
8. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'enlèvement de la première couche d'accroche (4a) et éventuellement de la deuxième couche d'accroche (4b) est réalisée dans un bain commercial.
9. Article (1) comprenant au moins un décor en relief (2a) surplombant une surface de base (2b), ledit décor en relief (2a) étant réalisé avec un métal noble ou son alliage et ayant une épaisseur comprise entre 0,02 mm et 0,7 mm, de préférence entre 0,03 mm et 0,3 mm, ledit décor en relief (2) étant solidarisé à la surface de base (2b) par une première couche d'accroche (4a) et par une deuxième couche d'accroche (4b) ayant chacune une épaisseur comprise entre 30 et 70 nm.
10. Article (1) selon la revendication précédente, dans lequel ledit décor en relief (2a) et les première et deuxième couches d'accroche (4a,4b) débouchent dans un micro-perçage (6a), une gravure (6b) et/ou une contre-dépouille (6c) réalisé dans la surface de base (2b).
11. Article (1) selon la revendication 9 ou 10, ledit article (1) étant un composant horloger.
12. Article (1) selon la revendication précédente, ledit article (1) étant une lunette ou un cadran.
13. Article (1) selon l'une des revendications 9 à 12, ledit article (1) étant réalisé dans une céramique ou un saphir, un nitrure de silicium ou du YAG.
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