Domaine de l'invention

L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une pièce en relief décorée et, plus particulièrement, une telle pièce en plastique dont les décors ont un aspect métallique.

Arrière plan de l'invention

Un cadran de pièce d'horlogerie comporte habituellement des appliques permettant de le décorer. Ces appliques peuvent par exemple représenter un tour d'heure destiné à faciliter la détermination de l'heure par rapport à l'emplacement des aiguilles de la pièce d'horlogerie. Ces appliques peuvent également être utilisées pour plus simplement apporter un effet esthétique au cadran.

Habituellement, ces appliques sont montées sur le cadran par des étapes successives de collage puis éventuellement de masquage et/ou de tamponnage ce qui, en plus du prix des appliques, occasionne des surcoûts de fabrication dus à la précision de positionnement exigée qui est d'autant plus grande que l'applique est épaisse.

Résumé de l'invention Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients cités précédemment en proposant plus généralement un procédé de fabrication d'une pièce décorée qui comporte moins d'étapes et consomme moins de matière pour réaliser les décors.

A cet effet, l'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une pièce en relief, lesquels reliefs sont au moins partiellement revêtue d'une couche de décoration comportant l'étape suivante :

a) former le corps de la pièce ; caractérisé en ce que le procédé comporte en outre les étapes suivantes : b) modifier sélectivement l'état de surface du corps de la pièce afin de localement changer son adhérence par rapport à ladite couche de décoration ;

c) déposer directement sur tout le corps ladite couche de décoration ; d) débarrasser les parties de la couche déposée qui n'ont pas adhérées au corps de la pièce.

Avantageusement selon l'invention, on comprend donc qu'il n'est plus nécessaire de déposer sélectivement les décors. La structuration préalable permet de sélectionner précisément les zones d'adhésion et/ou de non adhésion afin de simplifier l'étape de dépôt du ou des décor(s).

Conformément à d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention :

- l'étape b) est destinée à diminuer localement l'adhérence de la surface du corps afin que, lors de l'étape c), la couche déposée n'adhère pas sur les parties modifiées ;

- la diminution d'adhérence est obtenue par la formation de bossages alternés avec des creux, la hauteur et la largeur des creux étant comprises respectivement entre 50 et 200 μm et 5 et 20 μm, et la largeur des bossages entre 0,1 et 3 μm ;

- l'étape b) est destinée à augmenter localement l'adhérence de la surface du corps afin que, lors de l'étape c), la couche déposée adhère sur les parties modifiées ;

- l'augmentation d'adhérence est obtenue par la formation de bossages alternés avec des creux, la hauteur et la largeur des creux étant comprises respectivement entre 2 et 10 μm et 5 et 20 μm, et la largeur des bossages entre 5 et 20 μm ;

- les largeurs des creux et des bossages sont sensiblement égales ;

- l'étape a) est réalisée par une injection de matière dans un moule ; - les étapes a) et b) sont réalisées en même temps en modifiant localement l'état de surface interne dudit moule ; - l'étape b) est réalisée par rayonnement du type laser ;

- l'étape c) est réalisée par un dépôt physique en phase vapeur ;

- la couche de décoration comporte au moins un matériau métallique ;

- après l'étape d), une galvanoplastie est réalisée afin d'épaissir chaque partie comportant ladite couche de décoration ;

- le corps de la pièce est réalisé à l'aide d'une matière plastique ;

- la pièce en relief est un cadran de pièce d'horlogerie.

Description sommaire des dessins

D'autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 est un cadran typique de pièce d'horlogerie vu de dessus ;

- la figure 2 est une section schématique selon la coupe A-A de la figure 1 ;

- les figures 3 à 7 sont des représentations d'étapes successives de deux modes de réalisation du procédé de fabrication selon l'invention ;

- la figure 8 est un schéma fonctionnel du procédé de fabrication selon l'invention

- la figure 9 est une représentation schématique vue de dessus d'un cadran selon l'invention ;

- la figure 10 est une représentation agrandie d'une partie de la figure 9 selon un premier mode de réalisation ;

- la figure 1 1 est une vue en coupe A-A de la figure 10 ;

- la figure 12 est une représentation agrandie d'une partie de la figure

9 selon un deuxième mode de réalisation ;

- la figure 13 est une vue en coupe B-B de la figure 12.

Description détaillée des modes de réalisation préférés

Les figures 1 et 2 représentent un cadran 1 1 typique pour une pièce d'horlogerie. Comme expliqué ci-dessus, le procédé 1 selon l'invention ne - A -

se limite pas à la fabrication d'un cadran mais à tout type de pièce plastique décorée en relief. Cependant, un cadran de pièce d'horlogerie est un bon exemple d'application du procédé 1 selon l'invention.

Comme visibles aux figures 1 et 2, un cadran 1 1 est typiquement un corps 12 à plusieurs niveaux. Dans l'exemple illustré à la figure 2, on peut voir que le corps 12 comporte notamment un évidemment circulaire 19 apte à former un affichage secondaire de la pièce d'horlogerie. On remarque également que la face supérieure du corps 12 comporte un tour d'heure sous forme d'index 13 régulièrement espacés. De la même manière, l'affichage secondaire comporte une deuxième série d'index 15 qui borde ladite forme circulaire. Enfin, la face supérieure comporte un décor 17 destiné à masquer l'épaulement entre ladite face supérieure et l'évidement

19.

Comme expliqué ci-dessus, pour réaliser un tel cadran 1 1 , il est nécessaire de rapporter ces index 13, 15 et décor 17 par des étapes successives de collage puis éventuellement de masquage et/ou de tamponnage quand les reliefs sont très prononcés. Avantageusement selon l'invention, le procédé de fabrication 1 permet de fournir un nouveau type de fabrication qui est particulièrement adapté à des pièces plastiques 21 dont les reliefs sont très prononcés, c'est-à-dire supérieurs à 40 μm.

Comme illustré à la figure 8, le procédé de fabrication 1 comporte une première étape 3 destinée à fabriquer le corps principal 22 de la future pièce plastique 21 (un cadran 21 dans l'exemple ci-dessous). De manière préférée, l'étape 3 est réalisée par injection de ladite matière plastique dans un moule (non représenté). En effet, ce type de fabrication autorise l'ébauche précise des parties en relief du cadran 21.

Dans l'exemple illustré à la figure 3, on peut notamment distinguer les emplacements surélevés 24, 26 et 28 destinés à former respectivement les futurs index 23, 25 et décor 27. On distingue également la partie creusée 29 destinée à former l'affichage secondaire. On comprend donc qu'en une seule étape 3, les positionnements des différentes parties du cadran 21 sont réalisés très précisément. Selon l'invention, la matière plastique pour réaliser le corps 22 peut être, par exemple, des résines thermoplastiques telles que les styréniques comme l'acrylonitrile-butadiène- styrène (ABS), des résines acryliques comme le polyméthacrylate de méthyl (PMMA) et des mélanges comme le PMMA/ABS, des polyesters comme le polyéthylène téréphtalate (PET), le polybutylène téréphtalate (PBT), des polyamides, des polycarbonates (PC), des mélanges ABS/PC, un copolymère d'éthylène-acétate de vinyl (EVA), des polyimides ou des résines fluorées comme le polytétrafluoroéthylène (PTFE).

Dans une deuxième étape 5 du procédé 1 , la surface du corps 22 est structurée afin de modifier localement son état de surface. Selon l'invention, l'étape 5 comporte deux modes de réalisation selon les caractéristiques d'adhérence de la matière plastique utilisée. En effet selon l'invention, la couche de décoration sera appliquée directement sur le corps 22 en matière plastique.

Ainsi, dans un premier mode de réalisation dans lequel le matériau plastique possède une très faible adhérence par rapport à la couche de décoration à déposer, l'étape 5, comme illustrée à la figure 4, est destinée à augmenter localement l'adhérence de la surface du corps 22 au niveau des parties à décorer, c'est-à-dire les surélévations 24, 26 et 28.

Dans le premier mode de réalisation, les matériaux à très faible adhérence, dits « non mouillables », sont, par exemple, mais non exclusivement, des polyoléfines (PE~70%, PP~60%, etc.), des polyesters saturés (PET, PBT, etc.), des polyamides (PA, etc.), des polymères fluorés (PTFE>50%, etc.) ou des polyoxyméthylènes (POM~80%, etc.).

Dans ce premier mode de réalisation visible aux figures 9 à 1 1 , la structuration permettant l'augmentation d'adhérence comporte des bossages 33 formés par réalisation de creux 34 dans l'épaisseur de la pièce à décorer 1 1 qui n'est pas limité à un cadran. A titre d'exemple, la hauteur h ₁ des creux 34 est faible, c'est-à-dire comprise entre 2 et 10 μm et préférablement d'environ 5 μm, la largeur Ci des creux 34 est comprise entre 5 et 20 μm et préférablement d'environ 10 μm, et la largeur b-i des bossages 33 est comprise entre 5 et 20 μm et préférablement d'environ 10 μm.

Préférentiellement, les largeurs d, bi respectivement des creux 34 et des bossages 33 sont sensiblement égales. Cette structuration locale permet ainsi avantageusement une augmentation de l'adhérence sélective de la surface qui sera revêtue lors de l'étape 7.

A l'inverse, dans un deuxième mode de réalisation dans lequel le matériau plastique possède une bonne adhérence par rapport à la couche de décoration à déposer, l'étape 5, comme illustrée à la figure 5, est destinée à diminuer localement l'adhérence de la surface du corps 22 au niveau des parties qui ne sont pas à décorer, c'est-à-dire toutes les parties sauf les surélévations 24, 26 et 28.

Dans le deuxième mode de réalisation, les matériaux à bonne adhérence, dits « mouillables », sont, par exemple, mais non exclusivement, des polycarbonates (PC, etc.), des styréniques (ABS, PS, etc.), des polyacryliques (PMMA, MABS, etc.), des polysulfones aromatiques (PSU, etc.), des polyamides aromatiques (PPA-semi cristallin 25%, PPA amorphe, etc.) ou des polyaryléthercétones (PEEK-semi cristallin, etc.).

Dans ce deuxième mode de réalisation visible aux figures 9, 12 et 13, la structuration permettant la diminution d'adhérence comporte des bossages 35 formés par réalisation de creux 36 dans l'épaisseur de la pièce à décorer 1 1 qui n'est pas limité à un cadran. A titre d'exemple, la hauteur h ₂ des creux 36 est grande, c'est-à-dire comprise entre 50 et 200 μm et préférablement d'environ 100 μm, la largeur C ₂ des creux 36 est comprise entre 5 et 20 μm et préférablement d'environ 10 μm, et la largeur b ₂ des bossages 35 est faible, c'est-à-dire comprise entre 0,1 et 3 μm et préférablement d'environ 1 μm. Cette structuration locale permet ainsi avantageusement une diminution de l'adhérence sélective de la surface qui sera revêtue lors de l'étape 7.

L'étape 5 pour structurer sélectivement l'état de surface du corps 22 peut être envisagée de manière destructive ou non. En effet, selon une alternative non destructive, il peut être envisagé que l'état de surface soit « fabriqué » en même temps que le corps 22 lui-même, en adaptant « en négatif » la surface interne du moule utilisé lors de l'étape 3. On comprend alors que les étapes 3 et 5 seraient alors réalisées en même temps.

Cependant, l'étape 5 pour structurer sélectivement l'état de surface du corps 22 peut également être réalisée dans une autre alternative de manière destructive, c'est-à-dire par enlèvement de matière. De manière préférée, dans cette autre alternative, la structuration de l'étape 5 est réalisée par rayonnement du type laser qui offre une très grande précision pour une modification de l'état de surface. Ainsi, le corps 22 peut être démoulé puis soumis audit rayonnement ou, en variante, le moule peut comporter des parties transparentes aux dits rayonnements ce qui permet de structurer ledit corps « in situ » c'est-à-dire sans démoulage préalable.

A la suite d'un de ces deux modes de réalisation de l'étape 5, le procédé 1 continue avec une étape 7 destinée à déposer sur tout le corps 22, une couche de décoration 31 comme illustré à la figure 6. Préférentiellement, l'étape 7 est réalisée par dépôt physique en phase vapeur (PVD), cependant, d'autres types de dépôt sont envisageables comme la galvanoplastie, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), le dépôt par couche atomique (ALD) ou même une impression UV ou un laquage.

Avantageusement selon l'invention, la dernière étape 9 consiste uniquement à débarrasser les parties de la couche déposée 31 qui n'ont pas adhérées au corps 22 de la pièce 21. En effet, grâce à la structuration selon l'un des modes de réalisation de l'étape 5, la couche de décoration 31 ne subsiste, c'est-à-dire n'adhère, qu'au niveau les index 23, 25 et décor 27 sous l'effet de l'étape 9. Cette dernière 9 peut, par exemple, être réalisée par polissage, par jet d'air sous pression ou par lavage en milieu humide.

De manière préférée, la couche de décoration 31 comporte au moins un matériau métallique ce qui permet au cadran 21 d'offrir un aspect qui peut être brillant au niveau de ses parties surélevées 23, 25 et 27.

Cependant, d'autres types de matières sont envisageables comme, par exemple, des oxydes métalliques et/ou des nitrures métalliques.

Enfin, si la couche de décor 31 est électriquement conductrice, selon une variante, à la suite de l'étape 9, il peut être envisagé de réaliser une galvanoplastie des décors 23, 25, 27 afin d'épaissir chaque partie comportant ladite couche de décoration.

A la lecture de l'invention ci-dessus, on comprend donc que le procédé 1 utilise moins de matière pour former la couche de décoration 31 que pour les procédés habituels représentés aux figures 1 et 2. De plus, le problème de positionnement des parties 23, 25 et 27 est circonscrit à la qualité de réalisation de l'étape 3.

Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, le corps 22 peut être réalisé à partir d'une autre matière qu'une matière plastique comme, par exemple, un matériau composite ou une céramique. L'étape 3 peut également être réalisée par une autre que méthode que l'injection dans un moule présenté ci-dessus, comme, par exemple, le calandrage, le thermoformage, le moulage par compression, l'estampage et/ou l'emboutissage sur presse.

A la lecture de l'invention ci-dessus, on comprend également que les surfaces planes du cadran 21 , comme notamment l'affichage secondaire 29, peuvent être également sélectivement recouverte de la couche de décoration 31 pour donner un effet esthétique supplémentaire. Il suffit de prévoir une structuration idoine lors de l'étape 5 afin que lesdites parties revêtues des surfaces planes du cadran 21 subsistent après de l'étape 9. Enfin, les formes des creux 34, 36 et/ou des bossages 33, 35 ne sont pas limitées aux exemples des figures 10 et 12 mais peuvent être, par exemple, rondes, elliptiques, rectangulaires ou plus généralement polygonales.