EP4580462A1 - Composant horloger et procédé de fabrication d'un composant horloger - Google Patents

Composant horloger et procédé de fabrication d'un composant horloger

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Publication number
EP4580462A1
EP4580462A1 EP23762406.9A EP23762406A EP4580462A1 EP 4580462 A1 EP4580462 A1 EP 4580462A1 EP 23762406 A EP23762406 A EP 23762406A EP 4580462 A1 EP4580462 A1 EP 4580462A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
reliefs
watch component
structured
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23762406.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Benjamin Celant
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Rolex SA
Original Assignee
Rolex SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Rolex SA filed Critical Rolex SA
Publication of EP4580462A1 publication Critical patent/EP4580462A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
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    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/24—Pressing or stamping ornamental designs on surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a watch or jewelry component. It also relates to a watch component as such, in particular a strand of bracelet, more particularly a strand of bracelet made of polymer, such as an elastomer, obtained by such a process.
  • FIGS 7 to 9 schematically represent the steps of a process for manufacturing a watch component according to a first embodiment of the invention.
  • Figures 14 and 15 schematically represent the steps of a process for manufacturing a watch component according to an example of a second variant of the first embodiment of the invention.
  • structured surface we mean a surface which has reliefs, positive and/or negative, that is to say protruding or recessed relative to said surface. These reliefs form a master pattern of the structured surface.
  • this structured surface can be flat or not, for example curved.
  • the method according to the invention advantageously makes it possible to reproduce a wide variety of master patterns, including complex patterns and/or patterns involving very small dimensions, in particular micrometric, or even nanometric. Naturally, the invention does not relate to the master pattern as such, which can be any.
  • the master pattern can be a natural pattern, such as that present on the surface of animal skin, leather, alligator skin, bark, a leaf, microcrystals, in particular silicon carbide crystals or ruthenium crystals, etc.
  • it may be unnatural, artificial, and produced on a substrate, natural or not, by any known technique such as traditional machining, laser engraving, etc.
  • the master pattern in the case where it is unnatural or artificial, can be obtained by any known technique.
  • the master pattern can be fabricated on a substrate, the master pattern and the substrate forming the template element.
  • the master pattern can be obtained when manufacturing the template item.
  • the model element and/or the master pattern can be obtained by additive manufacturing or 3D printing. Such a process for manufacturing the model element and/or the master pattern has the advantage of quickly creating varied and complex decorations using very versatile material.
  • the master pattern can be complex.
  • it may comprise hollow portions forming cavities of complex shape, in particular having an opening narrower than its width or more widely comprising a lower section parallel to the structured surface with a larger area than another section. parallel superimposed above the lower section, that is to say present a shape such that it presents a bottleneck when demoulding from the cavity.
  • Figures 2a to 2d illustrate examples of complex cavities seen in section, in a plane perpendicular to the structured surface 990 of a model element, which structured surface 990 thus comprises at least one such complex cavity 992, or even a multitude of complex cavities , identical or different.
  • a complex cavity 992 comprises an opening 993 opening onto the structured surface 990, then extends into the depth of the model element.
  • This complex cavity 992 comprises at least one section, as shown in these figures, such that the greatest width L of this section in a plane parallel to the structured surface 990 is greater than the width I of the opening 993.
  • a complex cavity may comprise a first section parallel to the structured surface 990 of the model element of greater area than a second superimposed parallel section positioned above this first parallel section, that is to say more close to opening 993.
  • the specificity of these cavity shapes comes from the fact that they induce complexity in a demolding step of an injection process, which includes the injection of a material within a such cavity, since the cavity comprises a narrow section forming a bottleneck when removing the solidified injected material.
  • the complexity can also come from a very large number of reliefs, protruding and/or hollow, which can be juxtaposed or intersect.
  • the complexity can come from the resolution of the master pattern, which can involve very small dimensions.
  • the structured surface 990 of the model element may include at least one height relief, measured in the direction perpendicular to the structured surface 990, between 1 nm and 2 mm, or even between 1 nm and 500 pm , even between 1 nm and 10 pm, or even between 1 nm and 10 nm.
  • the structured surface 990 of the model element may comprise at least one millimetric relief or at least one micrometric relief or at least one nanometric relief, or a combination of millimetric reliefs and/or micrometric reliefs and/or nanometric reliefs.
  • the first phase of the process then comprises a second step consisting of covering E02 said structured surface of the model element 99 with a molding resin, as represented by Figures 1 b and 3, capable of reproducing a negative pattern of said master pattern of the model element, after solidification of the molding resin, to obtain a structured insert 24.
  • the solidification of the molding resin corresponds to its polymerization. It includes two stages: setting the resin, after which the resin is dry to the touch, then hardening the resin, after which the final mechanical properties of the resin are achieved.
  • the structured insert 24 can be manufactured in the first phase according to a shape at rest (corresponding to that of the model element) which corresponds to that of the mold housing, so that it will be perfectly adapted to this accommodation without (or little) need to deform it.
  • the method may include an optional additional step of depositing a coating of a release agent on the structured insert 24, in particular by coating, by chemical vapor deposition (CVD), by physical phase deposition vapor (PVD), by atomic layer deposition (ALD), by sol-gel deposition, by SAM (Self Assembled Monolayer) deposition, or by deposition of a fluorinated coating on the structured insert, for example in a material among the polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorinated ethylene propylene (FEP), or perfluoroalkoxy (PFA).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical phase deposition vapor
  • ALD atomic layer deposition
  • sol-gel deposition by SAM (Self Assembled Monolayer) deposition
  • a fluorinated coating on the structured insert for example in a material among the polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorinated ethylene propylene (FEP), or perfluoroalkoxy (P
  • the structured pattern can be manufactured directly on a half-cavity of the manufacturing mold which will be described, in which case the process no longer includes the first phase of manufacturing an insert, but a first phase of manufacturing a structured surface 240 directly on a surface of the manufacturing mold.
  • One step consists of depositing a material 4 on the structured surface 240 of the structured insert 24 or of a half-cavity 22 of a manufacturing mold 20, by means of a deposition of material 4 on the positive reliefs or projecting from the structured surface 240, as shown in Figures 7 and 8.
  • the material 4 comprises pigments representing a particular color, in particular a color different, or even significantly different, from that which will form a substrate 1 of the watch component, as will be detailed later.
  • Material 4 can also generate any visual or functional effect, in addition to or as a replacement for coloring, such as for example a metallic, pearly or glittery effect.
  • Material 4 can also be phosphorescent or fluorescent.
  • matter 4 is not necessarily visible to the naked eye.
  • This material 4 can for example be in the form of a paint, a lacquer, a varnish, or a composite, in particular a luminescent composite, capable of withstanding the temperatures occurring in the subsequent stages. injection and/or compression. Material 4 can for example be applied to roller on the projections of the structured surface 240 or by any other technique known to those skilled in the art such as printing, screen printing, or even decaling.
  • the method implements a step consisting of positioning the structured insert 24 whose structured surface 240 comprises the deposition of material 4 within a cavity 21 of a mold 20 used for the manufacturing the blank 1 a of a substrate 1 of the watch component, in particular on a first half-cavity 22 delimiting said cavity 21 in collaboration with a second half-cavity 23, as shown in Figure 8.
  • said mold 20 is advantageously metallic, for example steel.
  • this positioning is carried out by simple insertion into a housing provided for this purpose in the mold 20, in a sufficiently adjusted manner to induce retention of the structured insert 24. The latter is therefore advantageously maintained in the mold without gluing or fixing.
  • This mold housing has a shape and thickness corresponding to those of the structured insert.
  • the structured insert 24 can have any shape, and occupy all or part of the surface of the mold 20, in particular half an indentation. In addition, it has sufficient flexibility to perfectly match the shape of the housing intended to receive it, without leaving any gaps. Its material also allows it not to adhere to the mold. It can thus be removed easily, without the need to add a release agent to the surface of the mold.
  • the method then comprises a step consisting of filling the cavity 21 of the mold with a material of the component, to form a blank 1 a of the substrate 1 of the watch component, as shown in Figure 9.
  • This may be a step of injection or compression molding.
  • the material is in the form of pasty or fluid raw material which is injected into the cavity 21 of the mold 20 at a predetermined pressure (typically comprised between 80 bar and 150 bar, or even between 80 bar and 90 bar), while the mold is already closed and has a given temperature (typically between 100°C and 200°C).
  • a preform or a raw blank is positioned on a part of the mold before closing the mold, then is compressed at a given temperature (typically between 100°C and 200°C).
  • This filling of the mold includes filling the negative pattern of the structured surface 240. Then, the component material is partially cooled and solidified.
  • the blank 1 a comprises a pattern 1 1 1 a which is the identical reproduction of the pattern of the structured surface 240.
  • the deposition of material 4 on the positive reliefs or in projection of the structured surface 240 has been transferred within the cavities 3a of the pattern 1 1 1 a of the blank 1 a of substrate 1 representing the cavities 3 of the pattern 1 1 1 of the substrate 1.
  • This phenomenon can in particular be explained by the fact that the material 4 adheres to the blank 1 a during the crosslinking of the material of the component constituting it, a phenomenon which can be all the more facilitated if the material 4 adheres little to the blank. insert 24.
  • the parameters of this step are chosen in particular so as to obtain a blank 1a whose material is not completely crosslinked and whose format does not yet completely correspond to that of the substrate 1 in order to allow the implementation of the joining step described below.
  • the pattern 1 11 a may not correspond identically to the pattern 1 1 1 which will be visible on the finalized watch component 10 as illustrated by Figures 10, 1 1 and 12.
  • the material of the component is a polymer, in particular an elastomer or based on an elastomer, that is to say comprising at least 50% by weight of elastomer.
  • the elastomeric material may be a fluoroelastomer (FKM, FFKM or FEPM), or a natural (NR) or synthetic rubber (SBR, HNBR, EPDM), or a vinyl methylsilicone (VMQ) or a fluorosilicone (FVMQ).
  • the component material is a polymer, thermoplastic or thermoset. Such a material has the particular advantage of facilitating the separation of the insert from the component without damaging the latter.
  • component material is such that it is adapted to a specific, more or less complex shape of the watch component to be manufactured, the most complex shapes requiring the use of a component material with more efficient mechanical properties than those of the insert 24. In this scenario, in particular, it is naturally possible to destroy the insert 24 at the time of demolding the blank 1a.
  • the watch component is thus advantageously flexible.
  • it may have a non-planar shape at rest, induced by the shape of the manufacturing mold.
  • This shape can be curved or arched, in particular concave or convex.
  • the watch component can be curved or arcuate, in particular concave or convex.
  • the watch component can be rigid at rest, that is to say retain a predefined shape at rest, which can advantageously be modified by elastic deformation or by conformation, at room temperature or not, particularly in the case of a bracelet, due to the flexible material used.
  • material 4 resists the vulcanization conditions of the elastomer forming watch component 10.
  • the step consisting of filling the mold 20 therefore advantageously comprises the casting, injection or compression of the material of the component, and makes it possible to form a watch component comprising a surface structured in one piece.
  • the method then comprises a step consisting of removing the blank 1a of the watch component 10 from the mold 20.
  • the possible structured insert 24 remains secured to said blank 1a, due to their nesting at the structured surface, and the fact that there is no attachment of the structured insert on the manufacturing mold.
  • the structured insert 24 fulfills a second function of temporary protection of the structured surface of the blank of the watch component, in particular to allow a deburring or sandblasting sub-step at the end of the mold.
  • the process then includes a step consisting of separating the watch component blank from the possible structured insert 24.
  • the structured insert 24 can be separated from the blank 1a during the step consisting of demolding said blank from the mold 20.
  • This structured insert 24 can optionally be reused within the mold to manufacture a new blank and a other identical watch component.
  • the connection between the two parts 1* and 2* may be partial. or total.
  • the parts 1 * and 2* can thus be joined only at the upper surface 1 10 * of the upper layer of the substrate 1 * and the lower surface 200 * of the layer 2 *. They can also be advantageously joined together at the level of all the surfaces of the reliefs 1 1 1 * and the lower surface 200 * of the layer 2 *, as in Figure 16.
  • the deposition of material may be a deposition of metal or a metal alloy or a deposition of a paint, a lacquer, a varnish, or a composite, in particular with a luminescent, phosphorescent or fluorescent material. .
  • All or part of the substrate, in particular at least one layer, and/or said transparent or translucent protective layer are made of polymer material, for example of thermoplastic or thermoset polymer, or based on polymer, that is to say comprising at least least 50% by weight of polymer material, and therefore mainly in polymer, and advantageously in an elastomeric or elastomer-based material, in particular a fluoroelastomer (FKM, FFKM or FEPM), or a natural (NR) or synthetic rubber (SBR, HNBR, EPDM), or a vinyl methylsilicone (VMQ) or a fluorosilicone (FVMQ).
  • polymer material for example of thermoplastic or thermoset polymer, or based on polymer, that is to say comprising at least least 50% by weight of polymer material, and therefore mainly in polymer, and advantageously in an elastomeric or elastomer-based material, in particular a fluoroelastomer (FKM, FFKM or FEPM
  • the materials of the at least one layer of the substrate and of the transparent or translucent protective layer are compatible, so that they adhere to each other independently of any additional means such as an adhesive.
  • the polymers of the at least one layer of the substrate and of the transparent or translucent protective layer facing each other have the same chemical nature in order to promote crosslinking between them.
  • the selected polymers are part of the same chemical family, in particular that of fluoroelastomers.
  • the materials chosen advantageously comprise the same polymer matrix.
  • the reliefs of the substrate may include all or part of the following characteristics: o at least one relief whose height, measured in the direction perpendicular to the watch component, is between 1 nm and 2 mm, or even between 1 nm and 500 pm, or even between 1 nm and 10 pm, or even between 1 nm and 10 nm; and/or o several intersecting reliefs, and/or o at least one cavity whose opening is narrower than its greatest width or comprising a lower section parallel to the structured surface with a larger area than another section parallel positioned above the lower section.
  • the invention also relates to a wristwatch comprising at least one watch component as described above.

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Abstract

Composant horloger (10; 10*), notamment brin de bracelet, caractérisé en ce qu'il comprend un substrat (1; 1*) en matériau polymère comprenant des reliefs (111; 111*) et au moins en partie un dépôt de matière (4; 41*,42*), et en ce que tout ou partie desdits reliefs (111; 111*) est recouverte par une couche transparente ou translucide de protection (2; 2*).

Description

Procédé de fabrication d’un composant horloger et composant horloger obtenu par un tel procédé
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un composant horloger ou de joaillerie. Elle porte aussi sur un composant horloger en tant que tel, notamment un brin de bracelet, plus particulièrement un brin de bracelet en polymère, comme un élastomère, obtenu par un tel procédé.
Il est courant dans l’horlogerie de former un brin de bracelet à partir d’un matériau polymère, en particulier élastomère. Il est souhaitable de pouvoir former une surface d’un tel brin de bracelet présentant un aspect choisi, particulièrement attractif.
Pour atteindre un tel résultat, il est connu de fabriquer un brin de bracelet par l’intermédiaire d’un moule métallique en acier dont la géométrie forme directement une texture prédéfinie sur le brin de bracelet. Une telle approche présente le premier inconvénient d’un manque de versatilité, puisque le changement d’aspect du bracelet nécessite le changement du moule. Une telle solution n’est donc pas adaptée à la fabrication de petites séries. Elle présente aussi le deuxième inconvénient de ne pas permettre la réalisation de toute texture, ou avec une précision insuffisante et/ou une visibilité non optimale. Enfin, la réalisation d’une surface texturée sur le moule est souvent complexe et délicate, et une telle surface ne peut pas être réparée en cas d’altération, ce qui représente un troisième inconvénient de cette solution.
Une autre approche complémentaire consiste à modifier l’aspect de la surface du brin de bracelet après sa sortie d’un moule, par une ou plusieurs étapes supplémentaires de finition, par exemple par une étape de calandrage. Une telle approche complexifie de même le procédé par l’ajout d’une ou de plusieurs étapes supplémentaires. De plus, elle ne permet pas de former tous types de textures. Ainsi, la présente invention a pour objet d’améliorer les procédés connus de fabrication d’un composant d’horlogerie ou de joaillerie, et notamment d’atteindre tout ou partie des objets suivants.
L’invention a pour premier objet de pouvoir fabriquer un composant horloger ou de joaillerie présentant une fonctionnalité technique définie, et/ou un aspect esthétique attractif, notamment présentant une surface structurée au moins partiellement protégée.
L’invention a pour deuxième objet de pouvoir fabriquer un composant horloger ou de joaillerie comprenant une surface structurée de forme complexe.
L’invention a pour troisième objet de pouvoir fabriquer un composant horloger ou de joaillerie comprenant une surface structurée adaptée à des petites séries de fabrication, notamment dans le but de pouvoir changer facilement le motif de la surface structurée du composant horloger à fabriquer.
A cet effet, l’invention repose sur un procédé de fabrication d’un composant horloger, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
Former des reliefs sur un substrat en polymère du composant horloger ;
Déposer de la matière sur au moins une partie dudit substrat ;
Solidariser une couche transparente ou translucide de protection sur tout ou partie desdits reliefs et/ou du dépôt de matière.
L’invention porte aussi sur un composant horloger en matériau polymère ou majoritairement en polymère, notamment un brin de bracelet, caractérisé en ce qu’il comprend un substrat en matériau polymère comprenant des reliefs et au moins en partie un dépôt de matière, et en ce que tout ou partie desdits reliefs est recouverte par une couche transparente ou translucide de protection.
L’invention est plus particulièrement définie par les revendications. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faits à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
Les figures 1 a à 1 c représentent les étapes d’une première phase de fabrication d’un insert structuré selon une première variante d’un premier mode de réalisation de l’invention.
Les figures 2a à 2d représentent des vues en coupe de cavités formées dans la surface d’un élément modèle selon des exemples de mise en oeuvre de la première phase de l’invention.
La figure 3 représente schématiquement l’étape selon la figure 1 b de la première phase de fabrication d’un insert structuré selon la première variante du premier mode de réalisation de l’invention.
La figure 4 représente schématiquement l’étape selon la figure 1 c de la première phase de fabrication d’un insert structuré selon la première variante du premier mode de réalisation de l’invention.
La figure 5 représente un élément modèle utilisé par le procédé selon la première variante du premier mode de réalisation de l’invention.
La figure 6 représente une vue agrandie de la surface structurée de l’élément modèle de la figure 5.
Les figures 7 à 9 représentent schématiquement les étapes d’un procédé de fabrication d’un composant horloger selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Les figures 10, 1 1 et 12 représentent des vues en coupe d’un composant horloger selon différentes variantes d’un premier mode de réalisation de l’invention. La figure 13 représente une vue de dessus du composant horloger de la figure 10 selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Les figures 14 et 15 représentent schématiquement les étapes d’un procédé de fabrication d’un composant horloger selon un exemple de deuxième variante du premier mode de réalisation de l’invention.
La figure 16 représente schématiquement une vue en coupe d’un composant horloger selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La figure 17 représente schématiquement une vue en coupe d’un composant horloger selon une variante du deuxième mode de réalisation de l’invention.
La figure 18 représente schématiquement les étapes du procédé de fabrication d’un composant horloger selon l’invention.
Des modes de réalisation de l’invention vont maintenant être décrits dans le cadre de la fabrication d’un brin de bracelet. L’invention peut naturellement être utilisée pour la fabrication d’un autre composant horloger ou de joaillerie, par exemple un disque de lunette ou un cadran.
Selon une première variante d’un premier mode de réalisation de l’invention, le procédé de fabrication comprend tout d’abord une première phase de fabrication d’un insert structuré, destiné à être inséré dans un moule de fabrication d’un composant horloger ou de joaillerie pour former une surface structurée du composant horloger dont au moins une partie d’un substrat est fabriqué dans un tel moule.
Selon cette première variante, le procédé de fabrication d’un composant horloger comprend donc une première phase de fabrication d’un insert structuré pour moule de fabrication d’un composant horloger, représentée schématiquement par la figure 1. La première phase comprend une première étape consistant à se munir E01 d’un élément modèle 99 comprenant une surface structurée 990 avec un motif à reproduire. Le motif de la surface structurée de cet élément modèle est appelé « motif maître » : il s’agit d’un motif existant qu’on souhaite reproduire de manière identique, avec une très grande précision, sur une surface par exemple d’un brin de bracelet. L’élément modèle peut aussi être appelé par sa dénomination anglaise de « master », est représenté à titre d’exemples par les figures 5 et 6.
On entend par surface structurée une surface qui présente des reliefs, positifs et/ou négatifs, c’est-à-dire en saillie ou en creux relativement à ladite surface. Ces reliefs forment un motif maître de la surface structurée. De plus, cette surface structurée peut être plane ou non, par exemple courbée. Comme cela ressortira de la description ci-dessous, le procédé selon l’invention permet avantageusement de reproduire une grande variété de motifs maîtres, y compris des motifs complexes et/ou impliquant des dimensions très faibles, notamment micrométriques, voire nanométriques. Naturellement, l’invention ne porte pas sur le motif maître en tant que tel, qui peut être quelconque.
A titre d’exemple, le motif maître peut être un motif naturel, comme celui présent à la surface d’une peau animale, d’un cuir, d’une peau d’alligator, d’une écorce, d’une feuille, de microcristaux, notamment des cristaux de carbure de silicium ou des cristaux de ruthénium, etc. Alternativement, il peut être non naturel, artificiel, et réalisé sur un substrat, naturel ou non, par toute technique connue comme un usinage traditionnel, un gravage laser, etc. Il peut par exemple être formé par un métal texturé par abrasion, notamment en formant un soleillage ou toute autre forme de satinage, par gravage traditionnel, par laser ou par électrochimie, ou par une plaquette présentant des décors électroformés obtenus par déposition d’un métal dans les cavités d’une résine photosensible photopolymérisée, ou par une surface d’une plaquette de silicium, ou par un tissage de fibres, etc. Plus généralement, le motif maître, dans le cas de figure où il est non naturel ou artificiel, peut être obtenu par toute technique connue. Le motif maître peut être fabriqué sur un substrat, le motif maître et le substrat formant l’élément modèle. Alternativement, le motif maître peut être obtenu lors de la fabrication de l’élément modèle. Par exemple, l’élément modèle et/ou le motif maître peuvent être obtenus par fabrication additive ou impression 3D. Un tel procédé de fabrication de l’élément modèle et/ou du motif maître a pour avantage de créer rapidement et de matière très versatile des décors variés et complexes.
Comme susmentionné, le motif maître peut être complexe. A titre d’exemple, il peut comprendre des portions creuses formant des cavités de forme complexe, présentant notamment une ouverture plus étroite que sa largeur ou plus largement comprenant une section inférieure parallèle à la surface structurée d’aire plus importante qu’une autre section parallèle superposée au-dessus de la section inférieure, c’est-à-dire présenter une forme telle qu’elle présente un goulet d’étranglement lors du démoulage de la cavité.
Les figures 2a à 2d illustrent des exemples de cavités complexes vues en coupe, dans un plan perpendiculaire à la surface structurée 990 d’un élément modèle, laquelle surface structurée 990 comprend ainsi au moins une telle cavité 992 complexe, voire une multitude de cavités complexes, identiques ou différentes. Une telle cavité 992 complexe comprend une ouverture 993 débouchant sur la surface structurée 990, puis s’étend dans la profondeur de l’élément modèle. Cette cavité 992 complexe comprend au moins une section, comme représenté sur ces figures, telle que la plus grande largeur L de cette section dans un plan parallèle à la surface structurée 990 est plus grande que la largeur I de l’ouverture 993. Plus généralement, une cavité complexe peut comprendre une première section parallèle à la surface structurée 990 de l’élément modèle d’aire plus importante qu’une deuxième section parallèle superposée positionnée au-dessus de cette première section parallèle, c’est-à-dire plus proche de l’ouverture 993. La spécificité de ces formes de cavité provient du fait qu’elles induisent une complexité dans une étape de démoulage d’un procédé d’injection, qui comprend l’injection d’un matériau au sein d’une telle cavité, puisque la cavité comprend une section étroite formant un goulet d’étranglement lors du retrait du matériau injecté solidifié.
La complexité peut aussi provenir d’un nombre très important de reliefs, en saillie et/ou en creux, qui peuvent être juxtaposés ou se croiser.
Enfin, la complexité peut provenir de la résolution du motif maître, qui peut impliquer des très petites dimensions. A titre d’exemple, la surface structurée 990 de l’élément modèle peut comprendre au moins un relief de hauteur, mesurée dans la direction perpendiculaire à la surface structurée 990, comprise entre 1 nm et 2 mm, voire entre 1 nm et 500 pm, voire entre 1 nm et 10 pm, voire entre 1 nm et 10 nm. Ainsi, la surface structurée 990 de l’élément modèle peut comprendre au moins un relief millimétrique ou au moins un relief micrométrique ou au moins un relief nanométrique, ou une combinaison de reliefs millimétriques et/ou de reliefs micrométriques et/ou de reliefs nanométriques.
Comme l’invention permet la reproduction de motifs complexes, elle présente l’avantage d’être compatible avec la reproduction de textures très variées. Elle reste naturellement compatible avec toute autre texture que les exemples illustrés, et peut aussi être implémentée pour reproduire des textures simples.
La première phase du procédé comprend ensuite une deuxième étape consistant à recouvrir E02 ladite surface structurée de l’élément modèle 99 avec une résine de moulage, comme représenté par les figures 1 b et 3, apte à reproduire un motif en négatif dudit motif maître de l’élément modèle, après solidification de la résine de moulage, pour obtenir un insert structuré 24.
Avantageusement, la résine de moulage présente une viscosité avant solidification à température et pression ambiante comprise entre 0.5 et 70000 Pa.s-1, voire entre 0.5 et 30000 Pa.s-1, voire entre 0.5 et 1000 Pa.s-1. Un tel choix favorise son infiltration dans des cavités, y compris des cavités complexes, de la surface structurée de l’élément modèle 99. Elle pénètre ainsi dans les moindres recoins de la surface structurée de l’élément modèle 99, pour reproduire avec une très grande précision la forme de cette surface structurée. En se solidifiant, tous les détails de la surface sur laquelle la résine de moulage a été appliquée sont reproduits très précisément. La précision de la reproduction peut être de l’ordre du micromètre, voire de l’ordre du nanomètre.
A titre d’exemple, la résine de moulage comprend du polyuréthane, du latex, de la résine acrylique, du fluoroélastomère comme le FKM, du PDMS (PolyDimethylSiloxane), une résine époxy, ou du silicone bi-composant, notamment à deux composants vulcanisant par addition, notamment de la famille des vinyl-polydimethyl-siloxanes, ou notamment comprenant du vinyle, de l’acide silicique et des matières d’agrégation. La résine de moulage peut de plus comprendre un ou plusieurs additifs choisis parmi un adjuvant, une matière d’agrégation, et un colorant.
De manière alternative, une résine plus visqueuse, voire une matière pâteuse ou solide, comme un caoutchouc fluorocarbone (FKM) cru, peut également être utilisée. Dans un tel cas, une pression importante sera avantageusement appliquée sur cette résine pour lui permettre de s’infiltrer dans tous les reliefs, notamment les cavités, de l’élément modèle. Un compromis sera recherché pour définir la pression appliquée pour atteindre la reproduction précise du motif maître sans détériorer l’élément modèle.
Après solidification, la résine de moulage forme un insert structuré 24. De préférence, cet insert structuré 24 est souple. Particulièrement, sa souplesse est adaptée à son démoulage de l’élément modèle 99, notamment dans le cas où cet élément modèle comprend un motif avec des cavités complexes. Avantageusement, la résine de moulage présente un retrait faible voire nul, afin de reproduire et de conserver fidèlement les caractéristiques du motif à reproduire. Par exemple le retrait est inférieur ou égal à 2 %o, voire inférieur ou égal à 1 %o. La résine de moulage est choisie de sorte à atteindre, une fois solidifiée, une souplesse compatible avec la contrainte d’extraction, calculée grâce à la formule suivante :
= Contrainte d'Extraction (en %)
Plus la contrainte d’extraction est élevée, plus la résine de moulage devra être souple et élastique pour que l’insert structuré résultant puisse être retiré sans dégradation, tout en conservant l’intégralité de la texture à répliquer. Autrement dit, la résine de moulage est choisie de sorte à former un insert structuré 24 qui peut être séparé de l’élément modèle sans détérioration de l’élément modèle ni de l’insert structuré.
De préférence, la solidification de la résine de moulage, à l’issue de laquelle l’empreinte du motif maître est considérée comme faite, correspond à sa polymérisation. Elle comprend deux étapes : la prise de la résine, suite à laquelle la résine est sèche au toucher, puis le durcissement de la résine, suite auquel les propriétés mécaniques finales de la résine sont atteintes.
La cinétique de polymérisation de la résine de moulage pour la prise d’empreinte est en général rapide. Notamment, la durée de polymérisation à température ambiante peut être comprise entre 1 et 30 minutes, de préférence entre 1 et 15 minutes. A titre d’exemple, dans le cas particulier d’utilisation du silicone à deux composants, la durée de prise à température ambiante (20°C) est comprise entre 15 et 90 secondes. La durée de durcissement est comprise entre 1 et 10 minutes. Ainsi le choix de ce silicone comme résine de moulage est particulièrement avantageux : sa durée de solidification est courte et ce silicone peut être mis en oeuvre avec une installation très simple.
Le procédé comprend ensuite une troisième étape consistant à séparer E03 l’insert structuré 24 de l’élément modèle 99, comme représenté par les figures 1 c et 4, cet insert structuré 24 comprenant une surface structurée 240 reproduisant le motif maître en négatif. Comme mentionné précédemment, la résine de moulage solidifiée conserve une souplesse qui lui permet un démoulage aisé de l’élément modèle 99, sans détérioration du motif de la surface structurée 240. L’insert structuré 24 comprend ainsi une surface structurée 240, qui correspond à la reproduction en négatif à l’identique de la surface structurée 990 de l’élément modèle 99.
Au préalable, l’élément modèle est de préférence nettoyé avant l’application de la résine de moulage pour présenter une surface de réception, comprenant la surface structurée à reproduire, parfaitement propre au moment de l’application de la résine de moulage. Optionnellement, cette surface peut aussi être revêtue d’un agent démoulant. Ainsi, la séparation de l’insert structuré 24 de l’élément modèle 99 est facilitée, l’insert structuré se détachant facilement, sans adhérer à l’élément modèle. La résine de moulage ne laisse donc pas de résidu sur les surfaces de l’élément modèle, et conserve une surface structurée intacte, non détériorée par d’éventuels arrachements, reproduisant parfaitement la surface structurée de l’élément modèle.
Avantageusement, l’insert structuré est résistant à la compression tout en restant assez souple, ce qui se traduit par une dureté comprise entre 20 et 90 Shore A, voire entre 20 et 40 Shore A ou entre 50 et 70 Shore A ou entre 80 et 90 Shore A. Comme précisé plus haut, cette résistance, alliée à la souplesse de l’insert, est adaptée à l’élément modèle utilisé.
De plus, l’insert structuré 24 obtenu est suffisamment souple pour pouvoir épouser la forme éventuellement non plane de la surface du moule sur laquelle il est destiné à être positionné, comme cela sera détaillé par la suite. Pour cela, le module apparent de l’insert structuré 240 pour une déformation de 100% est avantageusement inférieur à 300 MPa, voire inférieur à 50 MPa, voire inférieur à 10 MPa. D’autre part, la résistance au déchirement sans entaille selon la norme ISO 34-1 B(a) de l’insert structuré 24 est de préférence supérieure ou à 5, voire supérieure à 10. Selon un mode de réalisation avantageux, après cette étape de démoulage de la résine de moulage, l’insert structuré 24 est directement obtenu. Optionnellement, le procédé comprend une étape supplémentaire de découpe de la résine de moulage séparée de l’élément modèle pour former l’insert structuré dans son format final. Naturellement, selon une réalisation avantageuse, l’insert structuré 24 peut être fabriqué dans la première phase selon une forme au repos (correspondant à celle de l’élément modèle) qui correspond à celle du logement du moule, de sorte qu’il sera parfaitement adapté à ce logement sans besoin (ou peu) de le déformer.
D’autre part, le procédé peut comprendre une étape supplémentaire optionnelle de dépôt d’un revêtement d’un agent démoulant sur l’insert structuré 24, notamment par enduction, par dépôt chimique en phase vapeur (CVD), par dépôt physique en phase vapeur (PVD), par dépôt par couche atomique (ALD), par dépôt sol-gel, par dépôt SAM (Self Assembled Monolayer), ou par dépôt d’un revêtement fluoré sur l’insert structuré, par exemple en un matériau parmi le polytétrafluoroéthylène (PTFE), l’éthylène propylène fluoré (FEP), ou le perfluoroalkoxy (PFA).
Selon une première alternative de la première phase décrite précédemment, l’insert structuré 24 peut être fabriqué différemment, de manière simplifiée, par exemple indépendamment de tout élément modèle. L’avantage de l’approche utilisant un élément modèle est de permettre une réalisation très précise et réaliste, mais l’invention ne se limite naturellement pas à une telle approche. Ainsi, l’insert structuré 24 peut comprendre tout motif, par exemple être fabriqué par électroformage, par électroérosion, ou encore par fabrication additive ou impression 3D.
Selon une deuxième alternative, le motif structuré peut être fabriqué directement sur une demi-empreinte du moule de fabrication qui va être décrit, auquel cas le procédé ne comprend plus la première phase de fabrication d’un insert, mais une première phase de fabrication d’une surface structurée 240 directement sur une surface du moule de fabrication.
Le procédé de fabrication d’un composant horloger comprend ensuite une deuxième phase de fabrication d’un composant horloger en tant que tel, représentée par les figures 7 à 9, qui utilise l’insert structuré 24 fabriqué par la première phase décrite ci-dessus, voire au moins une surface structurée 240, qui a pour fonction de former des reliefs sur une surface d’un composant horloger, comme cela va être détaillé ci-après.
Selon cette première variante du premier mode de réalisation de l’invention, la deuxième phase de fabrication du composant horloger en tant que tel comprend les étapes suivantes.
Une étape consiste à déposer une matière 4 sur la surface structurée 240 de l’insert structuré 24 ou d’une demi-empreinte 22 d’un moule 20 de fabrication, par le biais d’une déposition de matière 4 sur les reliefs positifs ou en saillie de la surface structurée 240, comme représenté par les figures 7 et 8.
Selon ce mode de réalisation, la matière 4 comprend des pigments figurant une couleur particulière, notamment une couleur différente, voire sensiblement différente, de celle qui va former un substrat 1 du composant horloger, comme cela sera détaillé par la suite. La matière 4 peut également engendrer tout effet visuel ou fonctionnel, en complément ou en remplacement d’une coloration, tel que par exemple un effet métallisé, nacré, ou pailleté. La matière 4 peut également être phosphorescente ou fluorescente. Par ailleurs, la matière 4 n’est pas nécessairement visible à l’œil nu.
Cette matière 4 peut par exemple se présenter sous la forme d’une peinture, d’une laque, d’un vernis, ou d’un composite, en particulier d’un composite luminescent, susceptible de supporter les températures intervenant dans les étapes ultérieures d’injection et/ou de compression. La matière 4 peut par exemple être appliquée au rouleau sur les saillies de la surface structurée 240 ou par tout autre technique connue de l’homme de métier telle que l’impression, la sérigraphie, ou encore la décalcomanie.
Dans les réalisations utilisant un insert structuré 24, le procédé met en oeuvre une étape consistant à positionner l’insert structuré 24 dont la surface structurée 240 comprend le dépôt de matière 4 au sein d’une cavité 21 d’un moule 20 utilisé pour la fabrication de l’ébauche 1 a d’un substrat 1 du composant horloger, en particulier sur une première demi-empreinte 22 délimitant ladite cavité 21 en collaboration avec une deuxième demi-empreinte 23, comme représenté par la figure 8. Dans cette étape consistant à positionner l’insert structuré 24 dans un moule 20 d’un composant horloger, ledit moule 20 est avantageusement métallique, par exemple en acier. Avantageusement, ce positionnement est réalisé par simple insertion dans un logement prévu à cet effet dans le moule 20, de manière suffisamment ajustée pour induire un maintien de l’insert structuré 24. Ce dernier est donc avantageusement maintenu dans le moule sans collage, ni fixation. Ce logement du moule présente une forme et une épaisseur correspondant à celles de l’insert structuré.
L’insert structuré 24 peut présenter toute forme, et occuper tout ou partie de la surface du moule 20, en particulier d’une demi-empreinte. De plus, il présente une souplesse suffisante pour épouser parfaitement la forme du logement prévu pour le recevoir, sans laisser d’interstices. Son matériau lui permet de plus de ne pas adhérer au moule. Il pourra ainsi être retiré facilement, sans besoin d’ajout d’un agent démoulant sur la surface du moule.
Le procédé comprend ensuite une étape consistant à remplir la cavité 21 du moule par un matériau du composant, pour former une ébauche 1 a du substrat 1 du composant horloger, comme représenté par la figure 9. Il peut s’agir d’une étape de moulage par injection ou par compression. Dans le premier cas, le matériau se présente sous la forme de matière crue pâteuse ou fluide qui est injectée au sein de la cavité 21 du moule 20 à une pression prédéterminée (typiquement comprise entre 80 bar et 150 bar, voire entre 80 bar et 90 bar), alors que le moule est déjà fermé et présente une température donnée (typiquement comprise entre 100°C et 200°C). Dans le deuxième cas, une préforme ou une ébauche crue est positionnée sur une partie de moule avant fermeture du moule, puis est compressée à une température donnée (typiquement comprise entre 100°C et 200°C). Ce remplissage du moule comprend le remplissage du motif en négatif de la surface structurée 240. Ensuite, le matériau du composant est partiellement refroidi et solidifié.
A l’issue de cette étape, l’ébauche 1 a comprend un motif 1 1 1 a qui est la reproduction à l’identique du motif de la surface structurée 240. De surcroît, le dépôt de matière 4 sur les reliefs positifs ou en saillie de la surface structurée 240 a été transféré au sein des cavités 3a du motif 1 1 1 a de l’ébauche 1 a de substrat 1 figurant les cavités 3 du motif 1 1 1 du substrat 1 . Ce phénomène peut notamment s’expliquer par le fait que la matière 4 vient adhérer à l’ébauche 1 a lors de la réticulation du matériau du composant la constituant, phénomène qui peut être d’autant plus facilité si la matière 4 adhère peu à l’insert 24.
Les paramètres de cette étape (durée, pressions, températures...) sont notamment choisis de façon à obtenir une ébauche 1 a dont le matériau n’est pas complètement réticulé et dont le format ne correspond pas encore tout à fait à celui du substrat 1 afin de permettre la mise en oeuvre de l’étape de solidarisation décrite ci-après. Ainsi, le motif 1 11 a peut ne pas correspondre à l’identique au motif 1 1 1 qui sera visible sur le composant horloger 10 finalisé tel qu’illustré par les figures 10, 1 1 et 12.
Avantageusement, le matériau du composant est un polymère, notamment un élastomère ou à base d’élastomère, c’est-à-dire comprenant au moins 50% en poids d’élastomère. Notamment, le matériau élastomère peut être un fluoro- élastomère (FKM, FFKM ou FEPM), ou un caoutchouc naturel (NR) ou synthétique (SBR, HNBR, EPDM), ou un vinyle méthylsilicone (VMQ) ou un fluorosilicone (FVMQ). En variante, le matériau du composant est un polymère, thermoplastique ou thermodurci. Un tel matériau a notamment pour avantage de faciliter la séparation de l’insert du composant sans dégrader ce dernier. Le choix du matériau du composant est tel qu’il est adapté à une forme spécifique plus ou moins complexe du composant horloger à fabriquer, les formes les plus complexes exigeant l’utilisation d’un matériau du composant aux propriétés mécaniques plus performantes que celles de l’insert 24. Dans ce cas de figure, notamment, il est naturellement envisageable de détruire l’insert 24 au moment du démoulage de l’ébauche 1 a.
Le composant horloger est ainsi avantageusement flexible. De plus, il peut présenter une forme non plane au repos, induite par la forme du moule de fabrication. Cette forme peut être courbée ou arquée, notamment concave ou convexe. Ainsi, le composant horloger peut être courbé ou arqué, notamment concave ou convexe. Le composant horloger peut être rigide au repos, c’est-à-dire conserver une forme prédéfinie au repos, qui peut être avantageusement modifiée par déformation élastique ou par conformation, à température ambiante ou non, notamment dans le cas d’un bracelet, du fait du matériau flexible utilisé.
En remarque, la résine de moulage de l’insert structuré 24 est naturellement choisie pour être compatible avec les conditions de remplissage du moule 20 par matériau de l’ébauche 1 a. Notamment, l’insert structuré 24 résiste aux conditions de vulcanisation de l’élastomère formant l’ébauche 1 a ou le composant horloger 10. Pour cela, il résiste à des températures de 160°C, voire pouvant aller jusqu’à 180°C, voire jusqu’à 250°C, durant au moins 15 minutes et de préférence durant plusieurs heures. À ces températures, l’insert structuré 24 supporte de plus sans déformation des pressions comprises entre 80 bar et 150 bar, voire entre 80 bar et 90 bar. De plus, l’insert structuré 24 supporte par exemple avantageusement plusieurs cycles de vulcanisation d’un élastomère, de 5 à 15 minutes chacun. De manière analogue, la matière 4 résiste aux conditions de vulcanisation de l’élastomère formant le composant horloger 10. L’étape consistant à remplir le moule 20 comprend donc avantageusement le coulage, l’injection ou la compression du matériau du composant, et permet de former un composant horloger comprenant une surface structurée d’un seul tenant.
Le procédé comprend ensuite une étape consistant à retirer l’ébauche 1 a du composant horloger 10 du moule 20.
Avantageusement, dans cette étape de retrait, l’éventuel insert structuré 24 reste solidarisé à ladite ébauche 1 a, du fait de leur imbrication au niveau de la surface structurée, et du fait qu’il n’y a pas d’accroche de l’insert structuré sur le moule de fabrication. Dans ce cas, l’insert structuré 24 remplit une deuxième fonction de protection provisoire de la surface structurée de l’ébauche du composant horloger, notamment pour permettre une sous-étape d’ébavurage ou de sablage en sortie de moule. Le procédé comprend ensuite une étape consistant à séparer l’ébauche de composant horloger de l’éventuel insert structuré 24.
En alternative, l’insert structuré 24 peut être séparé de l’ébauche 1 a lors de l’étape consistant à démouler ladite ébauche du moule 20. Cet insert structuré 24 peut éventuellement être réutilisé au sein du moule pour fabriquer une nouvelle ébauche et un autre composant horloger identique.
L’étape de remplissage décrite ci-dessus met ainsi en oeuvre simultanément les deux étapes suivantes du procédé de fabrication selon l’invention :
- Formation E1 de reliefs sur un substrat du composant horloger ;
- Dépôt E2 de matière sur au moins une partie desdits reliefs.
Le procédé met ensuite en oeuvre une étape consistant à solidariser E3 une couche transparente ou translucide de protection 2 sur l’ébauche 1 a du substrat 1 obtenue par les étapes précédentes. Pour cela, une ébauche 2a de la couche transparente ou translucide de protection 2 est utilisée. Cette ébauche 2a comprend un matériau qui n’est pas complètement réticulé et/ou qui présente des dimensions qui ne sont pas définitives. Selon le mode de réalisation, cette étape consistant à solidariser E3 compresse les ébauches 1 a et 2a l’une contre l’autre à des pressions, à des températures, et pour des durées prédéterminées de façon à obtenir la solidarisation des deux ébauches 1 a, 2a.
En fonction de la souplesse de l’ébauche 2a et des conditions de pression et de température, la solidarisation entre les deux ébauches 1 a et 2a peut être partielle ou totale. Les parties 1 et 2 du composant 10 peuvent ainsi être solidarisées uniquement au niveau de la surface supérieure 1 10 du substrat 1 et de la surface inférieure 200 de la couche 2, comme illustré sur la figure 10. Elles peuvent également être avantageusement solidarisées au niveau de la totalité des surfaces des reliefs 11 1 et de la surface inférieure 200 de la couche 2, tel qu’illustré sur les figures 11 et 12, notamment de manière conforme aux reliefs 1 1 1 (figure 12).
Ainsi, l’étape E3 permet l’obtention d’un composant horloger 10 comprenant une deuxième couche transparente ou translucide de protection 2 dont la surface inférieure 200 est en contact avec au moins la surface supérieure 1 10 du substrat 1.
En remarque, ce procédé peut avantageusement être mis en oeuvre à partir d’ébauches 1 a, 2a du substrat 1 et de la couche transparente ou translucide de protection 2 de grandes dimensions, qui sont ensuite découpées au bon format après leur solidarisation, par exemple pour former un ou plusieurs brins de bracelet doté d’un substrat 1 solidaire d’une deuxième couche transparente ou translucide de protection 2 à partir d’une seule et même ébauche 1 a.
Avantageusement, les matériaux respectifs des première et deuxième ébauches 1 a, 2a, c’est-à-dire du substrat 1 et de la couche transparente ou translucide de protection 2 du composant horloger sont compatibles entre eux, de façon que les deux couches 1 , 2 adhèrent entre elles indépendamment de tout moyen annexe tel qu’un adhésif. En particulier, ces matériaux peuvent être des polymères, qui sont sélectionnés de sorte à présenter une même nature chimique afin de favoriser la réticulation entre eux. Préférentiellement, les polymères sélectionnés font partie de la même famille chimique, en particulier celle des fluoro-élastomères. Autrement dit, les matériaux des première et deuxième ébauches 1 a, 2a, ou du substrat 1 et de la couche transparente ou translucide de protection 2, comprennent la même matrice polymérique.
Comme cela a été détaillé ci-dessus, l’utilisation d’un insert structuré n’est pas obligatoire dans cette première variante du premier mode de réalisation de l’invention, mais représente toutefois une réalisation avantageuse.
L’insert structuré peut être à usage unique ou servir pour la fabrication d’un faible nombre de composants horlogers, par exemple jusqu’à 50 composants horlogers.
Selon une deuxième variante du premier mode de réalisation, le dépôt de matière 4 et éventuellement la réalisation de reliefs s’effectuent après l’étape d’injection ou de compression dans un moule de l’ébauche de substrat du composant horloger.
Dans un premier exemple de mise en oeuvre de cette deuxième variante, le procédé diffère du procédé selon la première variante par le fait que l’étape de dépôt de matière 4 est réalisée après la structuration d’une ébauche de composant dans un moule. Dans ce cas, l’ébauche avec reliefs peut être formée selon exactement les mêmes étapes que celles décrites précédemment, sans réalisation de l’étape de dépôt de matière sur la surface structurée 240 d’un insert structuré 24 ou directement sur une surface du moule 20.
Dans ce premier exemple, une ébauche de composant horloger est donc formée dans un moule comprenant une surface structurée qui est reproduite sur une surface de l’ébauche. Cette étape permet de réaliser une première étape de formation E1 de reliefs sur un substrat du composant horloger. Ensuite, dans ce premier exemple, l’étape de dépôt E2 de matière sur au moins une partie des reliefs est réalisée après retrait de l’ébauche du moule de fabrication. Cette étape de dépôt E2 de matière peut être réalisée avec les mêmes matières et mêmes procédés que ceux décrits précédemment, mais avec une application directe sur les reliefs de l’ébauche, et non plus sur la surface structurée d’un insert ou d’une demi-empreinte du moule en vue d’être ensuite transféré sur l’insert lors de sa mise en forme. Cette matière peut être déposée sélectivement sur des saillies ou des zones en retrait desdits reliefs de ladite ébauche.
Selon un deuxième exemple de mise en oeuvre de cette deuxième variante de réalisation, le procédé comprend une phase simplifiée de préparation d’une ébauche de substrat de composant horloger. Cette ébauche ne comprend ni relief, ni dépôt de matière. Elle peut être formée par calandrage (dans le cas d’une ébauche en matière crue) ou moulage, le moule intervenant dans l’éventuelle étape de moulage étant alors simplifié par rapport aux autres variantes et alternatives décrites par le fait qu’il ne comprend pas de surface structurée. L’utilisation d’un insert structuré est donc inutile. De plus, la surface du moule est simplifiée puisqu’elle ne présente pas de surface structurée. De manière alternative, l’ébauche de substrat peut être réalisée par tout autre procédé.
Le procédé comprend ensuite une première étape de formation E1 des reliefs sur au moins une partie de l’ébauche 1 a de substrat du composant horloger. Cette première étape de formation E1 des reliefs peut être une étape de structuration de la surface supérieure 1 10a de l’ébauche 1 a consistant à former des cavités 3a grâce à un laser, en particulier un laser à impulsions femtosecondes, dont la trajectoire est définie de sorte à correspondre à un motif 11 1 a préfigurant le motif 1 1 1 du substrat 1 .
Dans une variante particulière, la première étape de formation E1 des reliefs peut consister à apposer une plaque 98a figurant un masque ou un pochoir doté de cavités sur ou à distance d’une surface supérieure 1 10a de l’ébauche 1 a de substrat, comme représenté par la figure 14. Ensuite, l’ébauche 1 a est gravée, ce gravage réalisant des cavités 3a formant des reliefs selon un motif 1 1 1 a au travers de la plaque 98a. Ainsi, des cavités sont également formées sur la plaque 98a au droit des cavités 3a. Dans cette variante particulière, le masque ou le pochoir 98 ainsi formé peut être conservé pour la mise en oeuvre de l’étape de dépôt E2 de matière, permettant ainsi de localiser le dépôt de matière 4 au sein desdites cavités 3a, comme illustré par la figure 15.
Dans ce deuxième exemple, l’étape de dépôt E2 de matière sur au moins une partie de ladite surface présentant des reliefs est réalisée comme selon le premier exemple.
Ainsi, dans tous les exemples de réalisation de cette deuxième variante de réalisation, l’étape de dépôt E2 de matière 4 consiste en un dépôt d’au moins une couche de matière 4 par toute technique connue de l’homme de métier. Il peut s’agir d’une étape d’application d’une peinture, d’une laque, d’un vernis ou d’un composite, en particulier d’un composite luminescent, par toute technique connue de l’homme de métier, comme une technique de pulvérisation ou par le biais d’un pinceau. Alternativement, il peut s’agir d’un dépôt d’une couche métallique ou en alliage métallique dans la cavité 3a par toute technique connue de l’homme de métier, comme par exemple un dépôt physique en phase vapeur dit « PVD » (de l'anglais «Physical Vapor Déposition»), un dépôt chimique en phase vapeur dit « CVD » (de l'anglais «Chemical Vapor Déposition») ou encore un dépôt atomique dit « ALD » (de l'anglais « Atomic Layer Deposition »). En fonction de la technique choisie pour la mise en oeuvre de cette étape de dépôt de matière E2, un masque ou un pochoir préalablement fabriqué lors de l’étape peut optionnellement être utilisé.
Selon une alternative de réalisation, l’étape de dépôt E2 de matière 4 peut par ailleurs consister en plusieurs dépôts de différentes couches de matière. Par exemple, une première couche d’accroche métallique peut d’abord être déposée au sein des cavités 3a afin de permettre une tenue améliorée d’une couche de peinture, d’un vernis ou d’une laque au sein desdites cavités 3a. Enfin, selon cette deuxième variante de réalisation, l’étape consistant à solidariser E3 une ébauche 2a de couche transparente ou translucide de protection 2 sur l’ébauche 1 a du substrat, obtenue par les étapes précédentes, est ensuite effectuée. Celle-ci est identique à celle décrite précédemment pour la première variante de réalisation.
Selon un deuxième mode de réalisation, illustré par la figure 16, le procédé de fabrication d’un composant horloger comprend les étapes suivantes :
- Se munir d’une première couche 11 * en polymère sans relief d’un substrat 1 * ou d’une ébauche de substrat 1 *;
- Déposer E2 au moins une couche de matière 41 *, 42* sur la première couche 1 1 * et retirer partiellement ladite matière 41 *, 42*, de sorte à former E1 des reliefs sur ledit substrat 1 * par l’intermédiaire dudit dépôt de matière ;
- Solidariser E3 une couche transparente ou translucide de protection 2* sur ledit substrat 1 *.
Ainsi, selon ce deuxième mode de réalisation, les reliefs du substrat ne sont pas formés de manière dissociée d’un apport de matière, mais les reliefs sont formés par l’intermédiaire d’un dépôt de matière. Autrement dit, le dépôt de matière remplit ici la double fonction de modifier d’une part l’aspect visuel, par exemple la ou les couleurs, de la surface du composant (relativement à un composant qui aurait les mêmes reliefs mais obtenus sans la matière ajoutée), comme dans le premier mode de réalisation, et d’autre part de former des reliefs. D’autre part, contrairement au premier mode de réalisation, l’étape de dépôt E2 de matière est mise en oeuvre avant l’étape consistant à former E1 des reliefs.
Selon une première variante de ce deuxième mode de réalisation, l’étape de dépôt E2 de matière comprend la solidarisation par compression d’au moins une ébauche de couche de matière 41 *, 42 superposée à la surface d’une ébauche d’une première couche 1 1 *. La figure 16 illustre spécifiquement une variante au sein de laquelle deux couches 41 *, 42* (ou ébauches de couches) sont superposées à la surface d’une ébauche de première couche 1 1 *. Ces trois ébauches peuvent se présenter chacune sous la forme d’une préforme ou d’une ébauche crue. Les paramètres de cette solidarisation, notamment la durée, les pressions, températures, etc., sont notamment choisis de façon à obtenir un ensemble résultant de l’association desdites trois ébauches, dont le matériau de chacune des couches 1 1 *, 41 *, 42* n’est pas complètement réticulé et/ou dont les dimensions ne sont pas définitives, afin de faciliter la mise en oeuvre de l’étape de solidarisation E3 d‘une couche transparente ou translucide de protection 2*, comme cela sera précisé plus bas.
Le procédé comprend ensuite une deuxième étape qui consiste à former E1 des reliefs sur ladite surface de l’ensemble formé par les trois couches 1 1 *, 41 *, 42* superposées. Selon ce deuxième mode de réalisation, des cavités 3* sont formées dans au moins une des couches de surface 42*, 41 *, grâce à un laser, en particulier un laser à impulsions femtosecondes, dont la trajectoire est définie de sorte à correspondre à un motif 1 1 1 * prédéfini. La profondeur des cavités peut varier de façon à laisser apparaître la deuxième couche 41 * ou la première couche 1 1 *. Cette profondeur peut supprimer totalement ou partiellement la troisième couche 42* ou la deuxième couche 41 *, c’est-à-dire que la profondeur des cavités peut correspondre à l’épaisseur de la troisième couche 42* ou à la somme des épaisseurs de la troisième couche 42* et de la deuxième couche 41 *. En variante, cette profondeur est légèrement inférieure, de sorte à ne pas supprimer totalement l’une des troisième couche 42* ou deuxième couche 41 *, mais en laissant toutefois apercevoir la couche inférieure au travers de la partie restante de la couche partiellement supprimée.
Avantageusement, le substrat 1 * se présente ainsi sous la forme d’une couche 1 1 * sur laquelle sont déposées différentes couches 41 *, 42* formant des reliefs présentant des aspects visuels différents, comme des couleurs différentes. Comme pour le composant horloger 10 résultant du procédé selon le premier mode de réalisation, le composant horloger 10* comprend également une deuxième couche transparente ou translucide de protection 2* dont la surface inférieure 200* est en contact avec au moins la surface supérieure 1 10* de la couche supérieure du substrat.
Le procédé comprend ensuite une étape de solidarisation E3 d‘une couche transparente ou translucide de protection 2* sur le substrat 1 * présentant les reliefs, obtenu par les étapes décrites ci-dessus à partir des trois couches 11 *, 41 *, 42* superposées et assemblées entre elles. Cette étape est réalisée de la même manière que dans le cas du premier mode de réalisation, à partir d’une ébauche de couche transparente ou translucide de protection 2a*, notamment dans un matériau qui n’est pas complètement réticulé, voire qui présente des dimensions qui ne sont pas définitives. Cette ébauche est compressée contre l’ensemble obtenu précédemment, dans des conditions de pression et température choisies pour obtenir la bonne adhérence de cette ébauche, qui forme alors finalement une couche supérieure de protection.
Comme pour le composant horloger 10 résultant du procédé selon le premier mode de réalisation, en fonction de la souplesse de l’ébauche 2a* et des conditions de pression et de température, la solidarisation entre les deux parties 1 * et 2* peut être partielle ou totale. Les parties 1 * et 2* peuvent ainsi être solidarisées uniquement au niveau de la surface supérieure 1 10* de la couche supérieure du substrat 1 *et de la surface inférieure 200* de la couche 2*. Elles peuvent également être avantageusement solidarisées au niveau de la totalité des surfaces des reliefs 1 1 1 * et de la surface inférieure 200* de la couche 2*, comme sur la figure 16.
Selon une deuxième variante de réalisation de ce deuxième mode de réalisation, les deux étapes E1 , E3 du procédé peuvent être inversées. En effet, l’étape de solidarisation E3 de la couche transparente ou translucide de protection 2* peut être réalisée avant l’étape consistant à former E1 des reliefs. En effet, la réalisation de cavités 3* peut être réalisée par laser au travers de la couche transparente ou translucide de protection 2*, afin d’obtenir le composant 10*. Selon une variante représentée schématiquement par la figure 17, la surface supérieure de la couche transparente ou translucide de protection peut ne pas être plane et/ou continue, mais peut par exemple présenter des cavités, de même formant un motif par exemple conforme aux reliefs 1 1 1 *. Avantageusement, un tel motif peut correspondre à tout ou partie d’un motif formé par le dépôt de matière et/ou par des reliefs du substrat. Une telle réalisation peut être implémentée dans toutes les variantes de tous les modes de réalisation.
Naturellement, les étapes des différentes variantes et différents modes de réalisation décrits sont combinables entre elles pour former d’autres variantes de réalisation.
Par exemple, un même composant horloger peut comprendre des cavités colorées par un dépôt de matière selon le premier mode de réalisation du procédé et des cavités au moins partiellement traversantes de façon à révéler au moins une autre couche du substrat selon le deuxième mode de réalisation du procédé.
Dans tous les cas, le procédé de fabrication d’un composant horloger comprend les trois étapes suivantes, comme illustré par la figure 18, dans un ordre qui peut varier, comme décrit précédemment :
Former E1 des reliefs sur un substrat en polymère du composant horloger ;
Déposer E2 de la matière sur au moins une partie dudit substrat ;
Solidariser E3 une couche transparente ou translucide de protection sur tout ou partie desdits reliefs et/ou du dépôt de matière.
L’invention porte aussi sur un composant horloger ou de joaillerie en tant que tel obtenu par le procédé selon l’invention. Comme mentionné, un tel composant horloger peut être un brin de bracelet. Par « brin de bracelet », nous entendons dans le cadre de cette description un produit fini ou semi-fini. Il peut s’agir d’un brin de bracelet prêt à être porté : dans ce cas de figure, le substrat du brin est préférentiellement destiné à venir en contact avec le poignet du porteur. Alternativement, il peut s’agir d’une portion de brin de bracelet figurant l’enveloppe du brin de bracelet, qui peut être destinée par exemple à être rapportée sur une ossature telle qu’un « indéchirable ». Plus généralement, le composant horloger peut être un produit fini ou semi-fini.
En variante, il peut être tout composant d’habillage d’une montre bracelet, tel un disque de lunette pouvant être rapporté sur une bague de lunette ou un cadran pouvant être assemblé au sein d’une boîte de montre.
Le composant horloger comprend un substrat en matériau polymère comprenant des reliefs et au moins en partie un dépôt de matière, et en ce que tout ou partie desdits reliefs est recouverte par une couche transparente ou translucide de protection.
L’épaisseur du substrat est adaptée au composant horloger à fabriquer. Elle peut être comprise entre 0.5 mm et 3 mm, que celui-ci comprend une ou plusieurs couches. L’épaisseur de la couche transparente ou translucide de protection peut être comprise entre 0.2 mm et 0.5 mm, voire entre 0.2 mm et 0.3 mm. Une épaisseur conséquente, de l’ordre de 0.5 mm, sera privilégiée pour la deuxième couche de protection dans le but de renforcer ou de mettre en valeur la couleur l’au moins une couche du substrat.
Par « ébauche », nous entendons dans le cadre de cette description un élément préfigurant un substrat ou une couche quelle que soit l’étape de sa fabrication.
Selon le premier mode de réalisation décrit précédemment, le substrat et ses reliefs forment un ensemble monobloc d’un seul tenant en matériau polymère.
Selon le deuxième mode de réalisation décrit précédemment, le substrat se présente sous la forme d’une couche sans relief, sur laquelle est déposé le dépôt de matière de sorte à former des reliefs. Selon le premier mode de réalisation, le dépôt de matière peut être appliqué sur une partie seulement de la zone présentant les reliefs. Avantageusement, il peut être appliqué exclusivement sur des saillies desdits reliefs ou exclusivement dans des cavités desdits reliefs, en particulier sur des zones de même hauteur des reliefs. Cette dernière approche permet de souligner les reliefs, et de les amplifier visuellement. Pour cette raison, le dépôt de matière se présente dans une matière produisant un effet visuel particulier, comme mentionné précédemment, par exemple une couleur particulière, différente du reste du substrat.
Avantageusement, quel que soit le mode de réalisation, le substrat peut aussi comprendre au moins une zone sans ledit dépôt de matière.
Par ailleurs, en particulier dans le premier mode de réalisation, il est aussi possible de de colorer les saillies complémentairement aux cavités des reliefs, par exemple avec une matière différente, présentant une couleur différente, pour insister sur la différence de ces parties des reliefs. Dans le cas de figure de la première variante du premier mode de réalisation, seules les cavités de la surface structurée 240 pourraient comprendre un dépôt de matière 4 de sorte à colorer seulement les saillies des reliefs 1 1 1.
Le dépôt de matière peut être un dépôt de métal ou d’un alliage métallique ou un dépôt d’une peinture, d’une laque, d’un vernis, ou d’un composite, en particulier avec une matière luminescente, phosphorescente ou fluorescente.
Tout ou partie du substrat, notamment au moins une couche, et/ou ladite couche transparente ou translucide de protection sont en matériau polymère, par exemple en polymère thermoplastique ou thermodurci, ou à base de polymère, c’est-à-dire comprenant au moins 50% en poids de matériau polymère, et donc majoritairement en polymère, et avantageusement en un matériau élastomère ou à base d’élastomère, notamment un fluoro-élastomère (FKM, FFKM ou FEPM), ou un caoutchouc naturel (NR) ou synthétique (SBR, HNBR, EPDM), ou un vinyle méthylsilicone (VMQ) ou un fluorosilicone (FVMQ). Avantageusement, les matériaux de l’au moins une couche du substrat et de la couche transparente ou translucide de protection sont compatibles, de façon que celles-ci adhèrent entre elles indépendamment de tout moyen annexe tel qu’un adhésif. En particulier, les polymères de l’au moins une couche du substrat et de la couche transparente ou translucide de protection en vis-à-vis présentent une même nature chimique afin de favoriser la réticulation entre elles. Préférentiellement, les polymères sélectionnés font partie de la même famille chimique, en particulier celle des fluoro-élastomères. Autrement dit, les matériaux choisis comprennent avantageusement la même matrice polymérique.
Les reliefs du substrat peuvent comprendre tout ou partie des caractéristiques suivantes : o au moins un relief dont la hauteur, mesurée dans la direction perpendiculaire au composant horloger, est comprise entre 1 nm et 2 mm, voire entre 1 nm et 500 pm, voire entre 1 nm et 10 pm, voire entre 1 nm et 10 nm ; et/ou o plusieurs reliefs qui se croisent, et/ou o au moins une cavité dont l’ouverture est plus étroite que sa plus grande largeur ou comprenant une section inférieure parallèle à la surface structurée d’aire plus importante qu’une autre section parallèle positionnée au-dessus de la section inférieure.
L’invention ne porte pas sur les reliefs en tant que tels. Le motif formé par les reliefs du substrat peut être quelconque, et par exemple figurer un marquage esthétique et/ou fonctionnel.
Ainsi, les cavités 3 ; 3* des reliefs peuvent présenter toute forme. Elles peuvent comprendre une section en forme en V, comme représenté sur la figure 10 ou en créneau (avec des flancs perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires à la surface du composant horloger), comme représenté sur les figures 15 et 16. Elles peuvent naturellement présenter des formes beaucoup plus complexes, notamment dans le cas de figure où le motif formé sur l’au moins une première couche est obtenu selon la première variante du premier mode de réalisation, notamment à partir d’un élément modèle. De plus, dans le cas d’un substrat multicouches, ces cavités peuvent être borgnes, c’est-à-dire qu’elles ne traversent pas totalement au moins une couche de surface du substrat, tout comme elles peuvent être traversantes ou au moins partiellement transparentes de sorte, par exemple, à révéler des autres couches du substrat.
L’invention porte aussi sur une montre bracelet comprenant au moins un composant horloger tel que décrit ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS Composant horloger (10 ; 10*), notamment brin de bracelet, caractérisé en ce qu’il comprend un substrat (1 ; 1 *) en matériau polymère ou à base de matériau polymère comprenant des reliefs (11 1 ; 1 1 1 *) et au moins en partie un dépôt de matière (4 ; 41 *, 42*), et en ce que tout ou partie desdits reliefs (1 1 1 ; 11 1 *) est recouverte par une couche transparente ou translucide de protection (2 ; 2*). Composant horloger selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit substrat (1 ) et ses reliefs (1 1 1 ) forment un ensemble monobloc d’un seul tenant en matériau polymère, ou en ce que ledit substrat (1 *) se présente sous la forme d’une couche (1 1 *) sans relief sur laquelle est déposé ledit dépôt de matière (41 *, 42*) de sorte à former les reliefs (1 1 1 *). Composant horloger selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dépôt de matière (4) est appliqué sur des zones de même hauteur des reliefs, notamment sur des saillies desdits reliefs ou dans des cavités desdits reliefs. Composant horloger selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit substrat (1 ; 1 *) comprend au moins une zone sans ledit dépôt de matière. Composant horloger selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dépôt de matière (4) est un dépôt de métal ou d’un alliage métallique ou un dépôt d’une peinture, d’une laque, d’un vernis, ou d’un composite, en particulier avec une matière luminescente, phosphorescente ou fluorescente. 6. Composant horloger selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit substrat (1 ; 1 *) et/ou ladite couche transparente ou translucide de protection (2 ; 2*) sont en un matériau élastomère ou à base d’élastomère, notamment un fluoro-élastomère (FKM, FFKM ou FEPM), ou un caoutchouc naturel (NR) ou synthétique (SBR, HNBR, EPDM), ou un vinyle méthylsilicone (VMQ) ou un fluorosilicone (FVMQ).
7. Composant horloger selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits reliefs (1 1 1 ; 1 1 1 *) du substrat comprennent tout ou partie des caractéristiques suivantes : o au moins un relief dont la hauteur, mesurée dans la direction perpendiculaire au composant horloger (10 ; 10*), est comprise entre 1 nm et 2 mm, voire entre 1 nm et 500 pm, voire entre 1 nm et 10 pm, voire entre 1 nm et 10 nm ; et/ou o plusieurs reliefs qui se croisent, et/ou o au moins une cavité dont l’ouverture est plus étroite que sa plus grande largeur ou comprenant une section inférieure parallèle à la surface structurée d’aire plus importante qu’une autre section parallèle positionnée au-dessus de la section inférieure.
8. Procédé de fabrication d’un composant horloger (10 ; 10*), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- Former (E1 ) des reliefs sur un substrat (1 ; 1 *) en matériau polymère ou à base de matériau polymère du composant horloger ;
- Déposer (E2) de la matière (4 ; 41 * ; 42*) sur au moins une partie dudit substrat (1 ; 1 *) ;
- Solidariser (E3) une couche transparente ou translucide de protection (2 ; 2*) sur tout ou partie desdits reliefs et/ou du dépôt de matière.
9. Procédé de fabrication d’un composant horloger selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape consistant à former (E1 ) des reliefs sur un substrat (1 ) comprend un moulage d’un substrat (1 ) en polymère dans un moule (20) de sorte à former des reliefs.
10. Procédé de fabrication d’un composant horloger selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape consistant à déposer (E2) de la matière (4) comprend un dépôt de matière sur des reliefs d’une surface du moule (20) ou d’un insert structuré (24) positionné dans le moule de sorte que le dépôt de matière (4) est transféré sur le substrat (1 ) lors dudit moulage du substrat (1 ).
1 1 . Procédé de fabrication d’un composant horloger selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l’étape de moulage d’un substrat (1 ) comprend le positionnement d’un insert structuré (24) au sein d’un moule (20), de sorte à former des reliefs du substrat (1 ) à partir de cet insert structuré, et en ce qu’il comprend les étapes suivantes pour la fabrication dudit insert structuré (24) : o Se munir (E01 ) d’un élément modèle (99) comprenant une surface structurée (990) avec un motif à reproduire sur une surface d’un composant horloger ; o Recouvrir (E02) ladite surface structurée (990) de l’élément modèle (99) avec une résine de moulage apte à reproduire un motif en négatif dudit motif de la surface structurée, et laisser solidifier la résine de moulage pour obtenir un insert structuré (24) ; o Séparer (E03) l’insert structuré (24) de l’élément modèle (99), cet insert structuré (24) comprenant une surface (240) comprenant ledit motif en négatif ; o Optionnellement, découper l’insert structuré (24) au format correspondant à au moins une partie du composant horloger (10) à fabriquer.
12. Procédé de fabrication d’un composant horloger selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend d’abord l’étape consistant à déposer (E2) de la matière (41 * ; 42*) sur une couche (1 1 *) d’un substrat (1 *), puis en ce que l’étape consistant à former (E1 ) des reliefs sur le substrat (1 *) consiste à retirer partiellement ladite matière (41 * ; 42*), de sorte à former des reliefs du substrat (1 *) par l’intermédiaire dudit dépôt de matière.
13. Procédé de fabrication d’un composant horloger selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite matière (41 * ; 42*) déposée est en polymère, notamment en élastomère ou à base d’élastomère, notamment un fluoro-élastomère (FKM, FFKM ou FEPM), ou un caoutchouc naturel (NR) ou synthétique (SBR, HNBR, EPDM), ou un vinyle méthylsilicone (VMQ) ou un fluorosilicone (FVMQ).
14. Procédé de fabrication d’un composant horloger selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que l’étape consistant à former (E1 ) des reliefs sur le substrat (1 *) consiste à retirer partiellement ladite matière (41 * ; 42*) par l’intermédiaire d’un laser, notamment un laser à impulsions femtosecondes.
15. Procédé de fabrication d’un composant horloger selon l’une des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que le substrat (1 ; 1 *) et la couche transparente ou translucide de protection (2 ; 2*) se présentent dans des matériaux polymères respectifs compatibles de sorte que l’étape consistant à solidariser la couche transparente ou translucide de protection (2 ; 2*) induit une adhésion directe de la couche transparente ou translucide de protection (2 ; 2*) sur tout ou partie du substrat (1 ; 1 *) lors de la réticulation de leurs matériaux respectifs.
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