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EP3729202A1 - Procédé de fabrication d'un cadran comprenant au moins un élément tridimensionnel - Google Patents

Procédé de fabrication d'un cadran comprenant au moins un élément tridimensionnel

Info

Publication number
EP3729202A1
EP3729202A1 EP18807646.7A EP18807646A EP3729202A1 EP 3729202 A1 EP3729202 A1 EP 3729202A1 EP 18807646 A EP18807646 A EP 18807646A EP 3729202 A1 EP3729202 A1 EP 3729202A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dial
layer
particles
particle
ink
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
EP18807646.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Brice Raillard
Christophe Emmenegger
Frédéric Jeanrenaud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Original Assignee
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ETA SA Manufacture Horlogere Suisse filed Critical ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Publication of EP3729202A1 publication Critical patent/EP3729202A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/06—Dials
    • G04B19/10—Ornamental shape of the graduations or the surface of the dial; Attachment of the graduations to the dial
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/06—Dials
    • G04B19/12—Selection of materials for dials or graduations markings

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a dial comprising at least one three-dimensional element and a system implementing such a method.
  • the invention also relates to such a dial and a timepiece provided with this dial.
  • the invention also relates to a computer program.
  • timepiece dials are generally planar with only three-dimensional elements such as hour numerals and indexes placed at regular intervals around the periphery of these dials in order to facilitate the reading of the time relative to the angular position of the needles.
  • the realization of appliques and indexes remains a complex process and puts them on a dial a tedious operation.
  • document EP2452231 discloses a method of manufacturing a dial provided with three-dimensional elements at least partially coated with a decorative layer.
  • the method consists in forming the dial and then selectively modifying the surface condition of the dial in order to locally change its adhesion to the decorative layer.
  • the decorative layer is then deposited directly on the entire dial and finally the parts of the deposited layer that have not adhered to the dial are removed.
  • EP2370865 describes a method of manufacturing a dial provided with three-dimensional elements consisting in producing a mask on a dial of a timepiece of a thickness corresponding to the desired thickness of the three-dimensional elements intended for decorate this dial, and having at least one opening. This mask is then placed against the dial with the opening disposed at the part of the part of the dial to be decorated in order to fill by hot forming the opening of the mask with an at least partially amorphous material. Finally the mask is removed to obtain the three-dimensional element on the dial of this timepiece.
  • the method of conventionally manufacturing a dial blank, on which three-dimensional elements are applied generally involves several operations.
  • a dial plate for example aluminum or brass, is first stamped to cut the outer contour, the central hole and depending on the type of movement or windows of the dial blank. This is followed by a softening operation using abrasive paper in order to remove the machining residues, a sanding operation of the surface and then a polishing operation using brushes equipped with a cotton disc. to obtain a perfectly smooth surface.
  • a dial plate for example aluminum or brass
  • a softening operation using abrasive paper in order to remove the machining residues
  • a sanding operation of the surface and then a polishing operation using brushes equipped with a cotton disc.
  • An object of the present invention is therefore to provide a method that allows the manufacture of a dial comprising at least one three-dimensional element such as a decorative element or a relief pattern defined on a surface of this dial quickly and easily and which also helps to improve the large-scale production in an automatic and economical way of such dials.
  • the invention relates to a method for manufacturing a dial comprising at least one three-dimensional element, the method comprising the following steps:
  • the manufacturing method makes it possible to produce a dial comprising at least one three-dimensional element in a small number of operations which are of simple and rapid implementation.
  • a dial comprising at least one three-dimensional element in a small number of operations which are of simple and rapid implementation.
  • the construction step comprises a sub-step of producing a dial blank comprising the phase of applying at least one layer of particles to the support element and the treatment phase of said at least one layer; printed particles;
  • the construction step comprises a sub-step of producing at least one three-dimensional element comprising the phase of selective application, of at least one layer of at least one particle on said dial blank and the treatment phase; at least one layer of at least one particle;
  • control unit to execute said at least one control instruction comprising layer descriptive data constituting said reference digital graphic representation to be reproduced;
  • the application phases provide for the deposition of at least one ink comprising said at least one particle
  • said ink comprises a fluid carrying said at least one particle or particles, the fluid being chosen from a solvent, a viscoelastic polymer, an oil, water and / or an aqueous solution;
  • the processing phases comprise a sub-phase for fixing said layer on the dial blank or on the support element;
  • the fixing phase provides for an exposure of the layer to a particularly hot air flow and / or to a luminous radiation, especially to ultraviolet or infrared radiation, and
  • the particle is comprised in an ink such as a colored ink comprising pigmented or colored particles, or a colorless or transparent or translucent ink comprising colorless or transparent or translucent particles, or a functional ink comprising functional particles.
  • an ink such as a colored ink comprising pigmented or colored particles, or a colorless or transparent or translucent ink comprising colorless or transparent or translucent particles, or a functional ink comprising functional particles.
  • the invention also relates to a dial comprising at least one three-dimensional element that can be obtained from such a method.
  • the dial forms with said at least one three-dimensional element a monobloc piece.
  • the invention also relates to a timepiece comprising at least one such dial.
  • the invention also relates to a system for manufacturing a dial comprising at least one three-dimensional element implementing the method, the system comprising a printing device and a control unit, said printing device being connected to said control unit.
  • control unit comprises hardware and software resources, said hardware resources comprising memory elements comprising at least one reference digital graphic representation relating to the dial to be manufactured and descriptive data relating to said at least one digital graphic representation of reference.
  • the invention also relates to a computer program comprising program code instructions for performing the steps of the method when said program is executed by a control unit.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a dial manufacturing system comprising at least one three-dimensional element, according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a logic diagram relating to a method of manufacturing a dial comprising at least one three-dimensional element, according to the embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a schematic representation of a timepiece comprising at least one dial, according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a diagrammatic view of a printing device of the system suitable for participating in the construction of a full-form dial blank, according to the embodiment of the invention
  • FIG. 5A represents a schematic view of the printing device of the system capable of participating in the construction of a skeleton-type dial blank, according to the embodiment of the invention
  • FIG. 5B represents a view from above of the skeleton-type dial blank, according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 5C represents a sectional view of FIG. 5B along the axis
  • AA according to the embodiment of the invention
  • - Figure 6, 7, 8 and 9 each show a view of an example dial obtained, according to the embodiment of the invention.
  • the manufacturing system of a dial 11 of a timepiece 40 comprising at least one three-dimensional element 30 comprises a control unit 2 and a printing device 3.
  • the dial 11 may be for example a solid-shaped dial or a skeleton type dial.
  • the dial as well as the three-dimensional element that it comprises may be in color, multicolored, monochrome, transparent or translucent.
  • the three-dimensional element 30 can comprise an Arabic or Roman numeral, an index or a wall mounted on the periphery of the dial.
  • the dial comprising at least one three-dimensional element is formed from several layers applied to a support member, the layers being superimposed and each comprising at least one particle which is then printed on said support member.
  • This particle otherwise called “useful particle” or “characterizing particle” is the one that characterizes the corresponding layer on at least one of the aspects of this layer, for example its nature, its texture, its character, its color, its hue, and / or its function, etc ... It is therefore understood that it is a particular particle of the layer, said layer may consist of a plurality of other types of particle different from “this useful particle”.
  • control unit 2 is connected to the printing device 3 in order to control the device 3.
  • the control unit 2 may be a computer or a microcontroller including hardware resources and software in particular at least one processor 4 cooperating with memory elements 5.
  • This control unit 2 is able to execute instructions for the implementation of a computer program.
  • the memory elements 5 comprise, in addition to the computer program, data relating to at least one reference digital graphic representation 9a to be reproduced relative to the dial 11, as well as descriptive data 9b relating to said at least one digital reference graphic representation 9a.
  • a reference numerical graphical representation 9a comprises, for example, a three-dimensional reference 3D graphical representation or a 2D reference 2D graphical representation.
  • the reference numerical graphical representation 9a is generated by a system design module 1 which is connected to the control unit 2 which may comprise a two-dimensional / three-dimensional scanning device, or by a software tool executed by the control unit 2 for virtual 2D / 3D modeling from photographs or images, or still allowing the design of a three-dimensional virtual digital object (for example computer-aided design software better known by the acronym CAO).
  • a system design module 1 which is connected to the control unit 2 which may comprise a two-dimensional / three-dimensional scanning device, or by a software tool executed by the control unit 2 for virtual 2D / 3D modeling from photographs or images, or still allowing the design of a three-dimensional virtual digital object (for example computer-aided design software better known by the acronym CAO).
  • Such a printing device 3 visible in FIGS. 1, 4 and 5A comprises a printing member 6, a fixing member 7 and a driving member 8.
  • the printing member 6 comprises several entities of FIG. printing including inkjet print cartridges each cartridge comprising a print head 12a to 12d in the present embodiment a print head and at least one ink jet reservoir 12a to 12d.
  • the ink comprises at least one particle that can be included in a fluid.
  • a fluid is provided to ensure the transport of this said at least one particle on the support on which it must be deposited here a support member and the dial formed during its ejection of the cartridge.
  • Such a fluid may be any body capable of providing this transport.
  • This fluid may be chosen in a non-limiting and non-exhaustive manner from a solvent, a viscoelastic polymer, an oil, water and an aqueous solution.
  • this fluid is a non-polymerized liquid phase viscoelastic polymer fluid which is preferably photopolymerizable.
  • said at least one particle can be deposited on this support without requiring such a fluid to ensure its transport.
  • the cartridges of this printing member 6 may comprise inks such as for example:
  • a colored ink comprising pigmented or colored particles, or
  • a colorless or transparent or translucent ink such as a lacquer, comprising colorless or transparent or translucent particles, or
  • a functional ink comprising functional particles and which is selected from the group consisting of an electroluminescent ink, a phosphorescent ink, photoluminescent ink, a conductive ink, a semiconductor ink, an electroactive ink, a magnetic ink, a photochromic ink, electrochromic ink, thermochromic ink, ionochrome ink and mechanochromic ink.
  • a layer consisting of at least one functional particle and / or at least one colored or pigmented particle, and / or at least one colorless or transparent or translucent particle, may present in a non-exhaustive manner and not limiting:
  • CMYK system fundamental colors such as cyan, magenta, yellow and black
  • such a printing device 3 is also able to participate in the manufacture of such a dial 11 with low resolution or with a high resolution that may be greater than or equal to 2400 dpi (pixels per inch).
  • the drive member 8 is able to cause the displacement of the printing member 6 in different directions with respect to a support element of the system 1 on which it is likely to be manufactured.
  • This support element which is able to scroll in front of the print heads 12a to 12d, may for example take the form of a non-adhesive sheet and lubricated so that the dial 11 can be easily detached once its manufacture is complete.
  • the fixing member 7 it is intended to ensure the attachment of a layer of at least one particle or particles on the support element, or on a first layer or initial layer already present on this component. watchmaker 10.
  • This fastener 7 comprises a module capable of emitting ultraviolet UV and / or infrared radiation and / or an air flow, in particular a flow of hot air.
  • This module is able to generate radiation or an air flow over all or part of a mounting area of the support element on which the dial 11 may be built.
  • the module is a photo-polymerization module provided with a source of UV ultraviolet radiation and which is therefore able to generate UV radiation on all or part of the mounting area of the surface of the support member on which the dial 11 can be constructed.
  • Such a system 1 is able to implement a method of manufacturing a dial 11 comprising at least one three-dimensional element 30 shown in FIG.
  • This method comprises a generation step 41 of at least one digital reference graph 9a.
  • this reference numerical graphical representation 9a may be produced from a three-dimensional digitization or else from the execution by the control unit 2 of virtual 2D / 3D modeling software a virtual three-dimensional digital object (for example computer-assisted design software better known by the acronym CAO).
  • this reference numerical graphical representation 9a is archived in the format of a digital data file in the memory elements 5 of the control unit 2. In other words, such a file comprises relative information data. to the numerical graphical representation of reference 9a.
  • the method then provides a step 42 for determining descriptive data 9b relating to said digital reference graphic representation 9a.
  • a step 42 is implemented by the control unit 2 and thus makes it possible to determine descriptive data 9b that notably participate in selecting the type or types of inks necessary for producing the dial 11 on the mounting zone of the supporting member as well as the direction of movement of the printing member 6 relative to the mounting area.
  • a processing of this file and in particular information data relating to the reference digital graphic representation 9a is then carried out by implementing in particular a digital division / cutting process of this graphical representation 9a into at least two layers according to:
  • - longitudinal direction that can be horizontal, vertical or oblique.
  • control unit 2 determines characteristic elements of each layer obtained such that:
  • each layer it may be for example for each layer, of a thickness, length width, surface, a volume, etc ...;
  • the dial 11 provided with at least one three-dimensional element 30 and which are linked, for example, to:
  • photoluminescence for example a reaction to ultraviolet radiation
  • each layer constitute the descriptive data 9b relating to the digital graphical representation of reference 9a which are stored in the memory elements 5 of the control unit 2.
  • the manufacturing method of this dial 11 also comprises a selection step 43 of the reference numerical graph 9a to be reproduced on the mounting area of the support member to form the dial 11 having at least one three-dimensional element 30. During this selection step 43, it is then possible to choose this reference numerical graphical representation 9a from a human-machine interface (HMI) connected to the control unit 2.
  • HMI human-machine interface
  • the method then provides a generation step 44 by the control unit 2 of at least one control command for controlling the printing device 3, said at least one instruction for reproducing the digital reference graphic representation. 9a.
  • This generation step 44 of said at least one control instruction is carried out from the descriptive data 9b relating to the constituent layers of the reference digital graphic representation 9a to be reproduced.
  • Said at least one instruction comprises criteria for controlling the printing device 3 and in particular the printing member 6 and the fixing member 7. These criteria include data relating to
  • ink flow ejected from the printheads 12a to 12d in particular the number of drops ejected for reproduction of at least one dimension and / or visual / aesthetic / structural aspects and / or functional characteristics of each layer of the numerical graphical representation of reference 9a.
  • the method comprises a step of building 45 by jet of at least particles from the printing device 3 of at least two superimposed layers comprising together particles printed on the support element, said layers forming the dial. 11 provided with at least one three-dimensional element 30.
  • the particles are projected onto the support member.
  • These particles can be included in the same nozzle or several different nozzles of the print head. It will thus be noted that we have previously mentioned that the particle may be deposited on the support by being included in a fluid or in a variant without requiring such a fluid to ensure its transport.
  • Each printed particle is included in one of the functional, colored and / or colorless / transparent / translucent inks previously mentioned.
  • a layer can be formed solely from at least one type of printed particle or from several different types of particles, namely functional, colored and / or colorless / transparent / translucent printed particles.
  • This construction step 45 comprises a sub-step of producing a dial blank 10, 20.
  • This dial blank 10, 20 has a generally flat surface which is therefore devoid of relief.
  • This substep 46 comprises an application phase 47 of at least one layer of particles on the mounting area of the support element.
  • This application of the layer can be carried out continuously or discontinuously.
  • each particle may be a functional particle, colored and / or colorless / transparent / translucent. It is understood that this layer may comprise several different types of particle or not chosen from functional particles, colored or colorless / translucent / transparent.
  • this sub-step of application provides an execution by the control unit 2 of said at least one control instruction comprising descriptive data of said reference numerical graphical representation 9a to be reproduced.
  • the execution of said at least one instruction makes it possible to control in the context of the application of this layer, the deposition of at least one ink comprising the particles and possibly other inks comprising other functional particles, colored or colorless / translucent / transparent.
  • Sub-step of embodiment 46 then comprises a treatment phase 48 of said at least one layer of particles directly succeeding the application phase 47. This phase of treatment 48 of said layer of particles comprises a sub-phase of attaching said particle layer to the support member.
  • This sub-phase of fixing provides exposure of the particle layer to a particularly hot air flow and / or light radiation including ultraviolet (UV) or infrared radiation.
  • This sub-phase of attachment thus aims to transform the layer of particles which is in the pasty or liquid state into a layer of at least one printed particle which is in the solid state, rigid, elastic, dry, crosslinked and / or infusible.
  • the result of this transformation is the obtaining of a layer of particles printed on the support element. It will be noted that such a transformation has the advantage of being carried out very rapidly in general in less than one second.
  • control unit 2 executes said at least one control instruction comprising descriptive data 9b of a constituent layer of said digital reference graphic representation 9a to be reproduced.
  • the printing device 3 applies a first layer of particles, otherwise called initial layer, directly on the mounting area of the support member provided for this purpose according to said at least one control instruction executed.
  • the deposition / application on the mounting zone of the layer of particles is carried out continuously.
  • the first layer is then applied continuously to the mounting area during a first pass of the printing heads 12a, 12b, 12c, 12d above the support element producing and a first portion of the height of the dial blank 10.
  • This first layer of particle then undergoes the sub-phase of fixing the treatment phase 48 during which the first layer is exposed to a particular air flow hot and / or light radiation including ultraviolet (UV) or infrared radiation.
  • UV ultraviolet
  • a second layer of particles may be continuously applied to the first layer of particles printed on the support member during a second pass of the printheads 12a to 12d at the above the mounting zone in order to make a second portion of the height of the dial blank 10.
  • This second layer of particles also undergoes the sub-phase of fixing the processing phase 48 in order to transform this second layer into a second layer of particles printed on the first layer of particles printed on the support member.
  • the application and treatment phases 47, 48 may be repeated a third time in order to obtain a dial blank 10 whose thickness is approximately 0.5 mm in order to ensure good mechanical stability of the 11.
  • This operation can also be renewed a fourth, a fifth or even a sixth time depending on the thickness of the desired dial blank.
  • the thickness of the solid dial blank 10 obtained by the manufacturing method according to the invention can vary between 0.3 mm and 1 mm or more. Therefore, the number of printed particle layers may vary depending on the thickness of the dial blank 10. A minimum of two superimposed layers of printed particles is desirable to obtain a good mechanical strength of the dial 11 although it can not be excluded that a single layer of printed particles provides a satisfactory mechanical strength according to the properties of the inks used.
  • sub-step 46 aimed at obtaining a skeleton-type dial blank (visible in FIGS. 5B and C)
  • the deposit / application on the mounting area of the particle layer is formed so discontinuous.
  • the first layer is then applied discontinuously to the mounting area during a first pass of the printing heads 12a, 12b, 12c, 12d above the support element producing and a first portion of the height of the dial blank 20.
  • This first layer of particles then undergoes the sub-phase of fixing the treatment phase 48 during which the first layer is exposed to a particularly hot air flow and / or light radiation, in particular ultraviolet (UV) or infrared radiation.
  • UV ultraviolet
  • a second layer of particles may be applied discontinuously to the first layer of particles printed on the support member during a second pass of the printheads 12a to 12d at the above the mounting zone in order to make a second portion of the height of the dial blank 20.
  • This second layer of particles also undergoes the sub-phase of fixing the processing phase 48 in order to transform this second layer into a second layer of particles printed on the first layer of particles printed on the support member.
  • the application and treatment phases 47, 48 may be repeated a third time in order to obtain a dial blank 20 whose thickness is about 0.5 mm in order to ensure good mechanical stability of the 11.
  • This operation can also be renewed a fourth, a fifth or even a sixth time depending on the thickness of the dial blank 20 desired.
  • the thickness of the skeleton dial blank obtained by the manufacturing method according to the invention can vary between 0.3 mm and 1 mm or more. Therefore, the number of printed particle layers may vary depending on the thickness of the dial blank 20. A minimum number of two superimposed layers of printed particles is desirable to obtain a good mechanical strength of the dial 11. it can not be ruled out that a single layer of printed particles provides satisfactory mechanical strength depending on the properties of the inks used
  • the construction step then comprises a substep of embodiment 49 of at least one three-dimensional element 30.
  • This substep 49 comprises a selective application phase 50 of a layer of at least one particle on said blank of dial 10, 20.
  • This selective application of the said at least one layer makes it possible to create the three-dimensional element 30 so that it has a relief relative to a flat surface of the dial blank 10, 20. Otherwise said, this application of the layer is performed discontinuously on this dial blank 10, 20.
  • the particle can be colored and / or functional and / or colorless / translucent / transparent. It is understood that this layer may comprise several types of particle chosen from colored particles, functional and or colorless / translucent / transparent.
  • the sub-step of embodiment 49 then comprises a treatment phase 51 of said at least one layer of at least one particle succeeding directly to the application phase 50.
  • This processing phase 51 comprises a sub-phase for fixing said layer of at least one particle on the dial blank 10, 20.
  • This sub-phase of fixing provides exposure of the layer of at least one particle to a particularly hot air flow and / or light radiation especially to ultraviolet (UV) or infrared radiation.
  • This sub-phase of attachment thus aims to transform the layer of at least one particle which is in the pasty or liquid state into a layer of at least one printed particle which is in the solid state, rigid, elastic, dry , crosslinked and / or infusible.
  • the result of this transformation is the obtaining of a layer of at least one particle printed on the dial blank 10, 20. It will be noted that such a transformation has the advantage of being carried out very quickly in general in less than one second.
  • the control unit 2 executes said at least one control instruction comprising descriptive data 9b of a constituent layer of said digital reference graphic representation 9a to be reproduced.
  • the printing device 3 applies a first layer of at least one particle directly to the dial blank 10, 20 according to said at least one driving instruction executed.
  • This first layer of at least one particle then undergoes the sub-phase for fixing the treatment phase 51 during which this first layer is exposed to a particularly hot air flow and / or to a luminous radiation, in particular to a radiation ultraviolet (UV) or infrared.
  • UV radiation ultraviolet
  • the printing device 3 can provide for the application of a second layer of at least one particle to the first layer of at least one printed particle already present on the dial blank 10, 20 and , according to said at least one driving instruction executed.
  • This second layer of at least one particle also undergoes the fixing sub-phase of the treatment phase 51 in order to transform this second layer into a second layer of at least one particle printed on the first layer of at least one particle printed on the dial blank 10, 20.
  • the three-dimensional elements 30 such as the Arabic numerals in FIGS. 6 and 7 or else the indexes in FIG. 8 are made by superposing several layers of at least one particle printed on specific areas of the blank of FIG. 10, 20 so as to have figures and indexes with a thickness greater than 100 microns so that they are visible to the naked eye by the wearer of a watch comprising the dial 1 1 obtained with the method according to the invention. 'invention.
  • the superposition of three The layers of at least one printed particle are sufficient to give a relief to the dial 11.
  • a method of manufacturing a dial 11 having a three-dimensional element 30 with a thickness of at least 100 microns by superimposing only two layers of at least one printed particle may be implemented.
  • Figure 9 illustrates a dial 11 having a more pronounced three-dimensional element whose thickness can be obtained by superimposing four or five layers of at least one printed particle.
  • the three-dimensional element 30 may comprise a pattern or an image sufficiently elevated with respect to the flat surface of the dial blank 10, so that it constitutes a relief decoration which is visible to the naked eye of the carrier of the timepiece 40 comprising the dial 11 made according to the method of the invention.
  • the three-dimensional element 30 may especially be the hour digits (for example Arabic or Roman numerals), indexes or a drawing extending over the majority or part of the draft of dial 10, 20.
  • each layer of at least one viscoelastic polymer fluid may have a thickness of between 10 and 150 microns, and is preferably 100 microns.
  • the method may provide a possible step of depositing a layer of at least one colorless / translucent / transparent ink on the whole dial 11 or on parts specific dial 11 can be performed to have a matte or glossy rendering.
  • this method comprises a step 52 of removing the dial 11 obtained from the support element of the system 1 before being conditioned to the cladding of a timepiece 40.
  • the invention also provides a computer program comprising program code instructions for executing the steps of this method when said program is executed by the control unit 2.

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Abstract

Procédé de fabrication d'un cadran (11) comprenant au moins un élément tridimensionnel (30), le procédé comprenant les étapes suivantes : • - génération (44) par une unité de contrôle (2) d'au moins une instruction de pilotage d'un dispositif d'impression (3) visant à reproduire une représentation graphique numérique de référence (9a) relative audit cadran (11) pourvu d'au moins un élément tridimensionnel (30), et • - construction (45) par le dispositif d'impression (3) d'au moins deux couches superposées comprenant des particules imprimées sur un élément de support formant ledit cadran (11), et • - retrait (52) du cadran (11) dudit élément de support.

Description

PROCÉDÉ DE FABRICATION D’UN CADRAN COMPRENANT AU MOINS UN ÉLÉMENT TRIDIMENSIONNEL
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un cadran comprenant au moins un élément tridimensionnel et un système mettant en œuvre un tel procédé. L'invention concerne également un tel cadran ainsi qu'une pièce d’horlogerie pourvue de ce cadran. L’invention porte aussi sur un programme d'ordinateur.
ART ANTÉRIEUR
Dans l’état de la technique, les cadrans de pièces d’horlogerie sont en général plans avec comme seuls éléments tridimensionnels des appliques telles que les chiffres des heures ainsi que des indexes disposés à intervalles réguliers autour de la périphérie de ces cadrans afin de faciliter la lecture de l’heure par rapport à la position angulaire des aiguilles. La réalisation d’appliques et d’indexes reste un procédé complexe et leur pose sur un cadran une opération fastidieuse.
Il existe néanmoins différents procédés de fabrication de cadrans comportant des éléments tridimensionnels qui ont l’avantage de palier les inconvénients susmentionnés.
A titre d’exemple, on connaît le document EP2452231 qui divulgue un procédé de fabrication d’un cadran pourvu d’éléments tridimensionnels au moins partiellement revêtus d’une couche de décoration. Le procédé consiste à former le cadran, puis à modifier sélectivement l’état de surface du cadran afin de localement changer son adhérence par rapport à la couche de décoration. La couche de décoration est ensuite déposée directement sur tout le cadran et enfin les parties de la couche déposée qui n’ont pas adhérées au cadran sont ôtées.
On connaît également le document EP2370865 qui décrit procédé de fabrication d’un cadran pourvu d’éléments tridimensionnels consistant à réaliser un masque sur un cadran d’une pièce d’horlogerie d’une épaisseur correspondant à l’épaisseur souhaitée des éléments tridimensionnels destinés à décorer ce cadran, et présentant au moins une ouverture. Ce masque est ensuite placé contre le cadran avec l’ouverture disposée à l’endroit de la partie du cadran à décorer afin de remplir par formage à chaud l’ouverture du masque avec un matériau au moins partiellement amorphe. Enfin le masque est retiré afin d’obtenir l’élément tridimensionnel sur le cadran de cette pièce d’horlogerie.
Toutefois, ces deux procédés sont relativement complexes à réaliser du fait du nombre important d’opérations nécessaires à leur mise en œuvre et des différents types d’outillage qu’ils requièrent.
Par ailleurs, on notera que le procédé de fabrication de manière conventionnelle d’une ébauche de cadran, sur laquelle sont appliqués des éléments tridimensionnel, implique en général plusieurs opérations. Une plaque de cadran, par exemple en aluminium ou en laiton, est d’abord étampée afin de découper le contour extérieur, le trou central et selon le type de mouvement le ou les guichets de l’ébauche de cadran. Il s’ensuit une opération d’adoucissage à l’aide d’un papier abrasif afin de supprimer les résidus d’usinage, une opération de ponçage de la surface puis une opération de polissage à l’aide de brosses équipées de disque de coton afin d’obtenir une surface parfaitement lisse. A l’instar des procédés de fabrication tels que décrits dans les documents EP2370865 et EP2452231 , la réalisation d’une ébauche de cadran selon le procédé de fabrication conventionnel à l’inconvénient de requérir différents types d’outillage et un savoir-faire qui nécessite une main-d’œuvre qualifiée avec une répercussion évidente sur les coûts de productions.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION
Un but de la présente invention est par conséquent de proposer un procédé qui permet la fabrication d’un cadran comprenant au moins un élément tridimensionnel tel qu’un élément décoratif ou un motif en relief défini sur une surface de ce cadran de manière rapide et simple et qui contribue aussi à améliorer la production à grande échelle de manière automatique et économe de tels cadrans.
Dans ce dessein, l’invention porte sur un procédé de fabrication d’un cadran comprenant au moins un élément tridimensionnel, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- génération par une unité de contrôle d’au moins une instruction de pilotage d’un dispositif d’impression visant à reproduire une représentation graphique numérique de référence relative audit cadran pourvu d’au moins un élément tridimensionnel, et
- construction par jet de particules à partir du dispositif d’impression d’au moins deux couches superposées comprenant des particules imprimées sur un élément de support formant ledit cadran, et
- retrait du cadran dudit élément de support.
Ainsi grâce à ces caractéristiques, le procédé de fabrication permet de réaliser un cadran comprenant au moins un élément tridimensionnel en un nombre réduit d’opérations qui sont d’une mise en œuvre simple et rapide. Dans d’autres modes de réalisation :
- l’étape de construction comprend une sous-étape de réalisation d’une ébauche de cadran comportant la phase d’application d’au moins une couche de particules sur l’élément de support et la phase de traitement de ladite au moins une couche de particules imprimées ;
- l’application d’au moins une couche de particules est réalisée de manière continue sur l’élément de support afin d’obtenir une ébauche de cadran de forme pleine ;
- l’application de particules imprimées est réalisée de manière discontinue sur l’élément de support afin d’obtenir une ébauche de cadran de type squelette ;
- l’étape de construction comprend une sous-étape de réalisation d’au moins un élément tridimensionnel comportant la phase d’application sélective, d’au moins une couche d’au moins une particule sur ladite ébauche de cadran et la phase de traitement de ladite au moins une couche d’au moins une particule ;
- l’application d’au moins une couche d’au moins une particule est réalisée de manière discontinue sur ladite ébauche de cadran ;
- les phases d’application prévoient une exécution par l’unité de contrôle de ladite au moins une instruction de commande comprenant des données descriptives de couches constitutives de ladite représentation graphique numérique de référence devant être reproduite ;
- les phases d’application prévoient le dépôt d’au moins une encre comprenant ladite au moins une particule ;
- ladite encre comprend un fluide transportant ladite au moins une particule ou des particules, le fluide étant choisi parmi un solvant, un polymère viscoélastique, une huile, de l’eau et/ou une solution aqueuse ;
- les phases de traitement comprennent une sous-phase de fixation de ladite couche sur l’ébauche de cadran ou sur l’élément de support ; - la phase de fixation prévoit une exposition de la couche à un flux d’air notamment chaud et/ou à un rayonnement lumineux notamment à un rayonnement ultraviolet ou encore infrarouge, et
- la particule est comprise dans une encre telle qu’une encre colorée comprenant des particules pigmentées ou colorées, ou une encre incolore ou transparente ou translucide comprenant des particules incolores ou transparentes ou translucides, ou une encre fonctionnelle comprenant des particules fonctionnelles. L’invention porte aussi sur un cadran comprenant au moins un élément tridimensionnel susceptible d’être obtenu à partir d’un tel procédé.
Avantageusement, le cadran forme avec ledit au moins un élément tridimensionnel une pièce monobloc.
L’invention, porte également sur une pièce d’horlogerie comportant au moins un tel cadran.
L’invention porte aussi sur un système de de fabrication d’un cadran comprenant au moins un élément tridimensionnel mettant en œuvre le procédé, le système comprenant un dispositif d’impression et une unité de contrôle, ledit dispositif d’impression étant connecté à ladite unité de contrôle.
Avantageusement, l’unité de contrôle comprend des ressources matérielles et logicielles, lesdites ressources matérielles comprenant des éléments de mémoire comportant au moins une représentation graphique numérique de référence relative au cadran à fabriquer et des données descriptives relatives à ladite au moins une représentation graphique numérique de référence. L’invention porte également sur un programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé lorsque ledit programme est exécuté par une unité de contrôle.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantage de la présente invention apparaîtront à la lecture de plusieurs formes de réalisation données uniquement à titre d’exemples non limitatifs et faites en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique relative à un système de fabrication d’un cadran comprenant au moins un élément tridimensionnel, selon un mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 2 est un logigramme relatif à un procédé de fabrication d’un cadran comprenant au moins un élément tridimensionnel, selon le mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 3 est une représentation schématique d’une pièce d’horlogerie comprenant au moins un cadran, selon le mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 4 représente une vue schématique d’un dispositif d’impression du système apte à participer à la construction d’une ébauche de cadran de forme pleine, selon le mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 5A représente une vue schématique du dispositif d’impression du système apte à participer à la construction d’une ébauche de cadran de type squelette, selon le mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 5B représente une vue de dessus de l’ébauche de cadran de type squelette, selon le mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 5C représente une vue en coupe de la figure 5B selon l’axe
A-A, selon le mode de réalisation de l’invention, et - la figure 6, 7, 8 et 9 représentent chacune une vue d’un exemple de cadran obtenu, selon le mode de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION D’ÉTAILLÉE DE L’INVENTION
En référence aux figures 1 et 3, le système de fabrication d’un cadran 11 d’une pièce d’horlogerie 40 comprenant au moins un élément tridimensionnel 30, comporte une unité de contrôle 2 et un dispositif d’impression 3. Le cadran 11 peut être par exemple un cadran de forme pleine ou encore un cadran de type squelette. Le cadran ainsi que l’élément tridimensionnel 30 qu’il comprend, peuvent être en couleur, multicolore, monochrome, transparent ou translucide. L’élément tridimensionnel 30 peut comprendre un chiffre arabe ou romain, un indexe ou encore une applique agencé sur la périphérie du cadran. On notera que le cadran comprenant au moins un élément tridimensionnel est formé à partir de plusieurs couches appliquées sur un élément de support, les couches étant superposées et comprenant chacune au moins une particule qui est alors ici imprimée sur ledit élément de support. Cette particule autrement appelée « particule utile » ou « particule caractérisante » est celle qui vient caractériser la couche correspondante sur au moins un des aspects de cette couche par exemple sa nature, sa texture, son caractère, sa couleur, sa teinte, et/ou sa fonction, etc... On comprend donc qu’il s’agit d’une particule particulière de la couche, ladite couche pouvant être constituée d’une pluralité d’autres types de particule différente de « cette particule utile ».
Dans ce système 1 , l’unité de contrôle 2 est connectée au dispositif d’impression 3 afin notamment d’assurer le pilotage de ce dispositif 3. L’unité de contrôle 2 peut être une ordinateur ou encore un microcontrôleur en comprenant des ressources matérielles et logicielles en particulier au moins un processeur 4 coopérant avec des éléments de mémoire 5. Cette unité de contrôle 2 est apte à exécuter des instructions pour la mise en œuvre d'un programme d'ordinateur. Dans cette unité de contrôle 2, les éléments de mémoire 5 comprennent en plus du programme d’ordinateur, des données relatives à au moins une représentation graphique numérique de référence 9a à reproduire relative au cadran 1 1 ainsi que des données descriptives 9b relatives à ladite au moins une représentation graphique numérique de référence 9a. Une représentation graphique numérique de référence 9a comprend par exemple une représentation graphique tridimensionnelle 3D de référence ou une représentation graphique bidimensionnelle 2D de référence. On notera que la représentation graphique numérique de référence 9a est générée par un module de conception du système 1 qui est relié à l’unité de contrôle 2 pouvant comprendre un dispositif de numérisation bidimensionnelle/tridimensionnelle, ou encore par un outil logiciel exécuté par l’unité de contrôle 2 permettant une modélisation 2D/3D virtuelle à partir de photographies ou d’images, ou permettant encore de concevoir un objet numérique virtuel tridimensionnel (par exemple un logiciel de conception assistée par ordinateur plus connue sous l’acronyme CAO).
Un tel dispositif d’impression 3 visible sur les figures 1 , 4 et 5A, comprend un organe d’impression 6, un organe de fixation 7 et un organe d’entrainement 8. L’organe d’impression 6 comprend plusieurs entités d’impression notamment des cartouches d'impression à jet d’encre chaque cartouche comprenant une tête d’impression 12a à 12d dans le présent mode de réalisation une tête d'impression et au moins un réservoir 12a à 12d à jet d’encre. Dans ces cartouches, l’encre comporte au moins une particule pouvant être comprise dans un fluide. Un tel fluide est prévu pour assurer le transport de cette dite au moins une particule sur le support sur lequel elle doit être déposée ici un élément de support et le cadran formé, lors de son éjection de la cartouche. Un tel fluide peut être tout corps susceptible d’assurer ce transport. Ce fluide peut être choisi de manière non limitative et non exhaustive parmi un solvant, un polymère viscoélastique, une huile, de l’eau et une solution aqueuse. A titre d’exemple, lorsqu’il s’agit d’un polymère viscoélastique, ce fluide est un fluide polymère viscoélastique en phase liquide non polymérisé qui est de préférence photo-polymérisable. On notera que dans une variante, ladite au moins une particule peut être déposée sur ce support sans requérir un tel fluide pour assurer son transport. Les cartouches de cet organe d’impression 6 peuvent comprendre des encres comme par exemple :
- une encre colorée comportant des particules pigmentées ou colorées, ou
- une encre incolore ou transparente ou translucide, telle qu’une laque, comportant des particules incolores ou transparentes ou translucides, ou
- une encre fonctionnelle comportant des particules fonctionnelles et qui est sélectionnée parmi le groupe constitué par une encre électroluminescente, une encre phosphorescente, encre photoluminescente, une encre conductrice, une encre semi- conductrice, une encre électroactive, une encre magnétique, une encre photochrome, encre électrochrome, encre thermochrome, une encre ionochrome et une encre mécanochrome.
Dans ce contexte, une couche constituée d’au moins une particule fonctionnelle et/ou d’au moins une particule colorée ou pigmentée, et/ou d’au moins une particule incolore ou transparente ou translucide, peut présenter de manière non exhaustive et non limitative :
- une couleur blanche uniquement ;
- une couleur blanche avec un rendu mat ou brillant par la présence d’au moins une particule incolore ou transparente ou translucide ;
- une couleur noire uniquement ;
- une couleur noire avec un rendu mat ou brillant par la présence d’au moins une particule incolore ou transparente ou translucide ; une large gamme de couleurs grâce à la technique de la quadrichromie mettant en œuvre les couleurs fondamentales telles que le cyan, le magenta, le jaune et le noir (appelé système CMJN) permettant de reproduire cette large gamme de couleurs à partir de trois couleurs élémentaires, un bleu-vert appelé cyan, un rouge dit magenta et un jaune auxquelles on ajoute la couleur noire.
En complément, un tel dispositif d’impression 3 est par ailleurs capable de participer à la fabrication d’un tel cadran 11 avec une résolution faible ou encore avec une résolution élevée pouvant être supérieure ou égale à 2400 dpi (pixels par pouce).
Dans ce dispositif d’impression 3, l’organe d'entrainement 8 est apte à provoquer le déplacement de l’organe d’impression 6 dans différentes directions relativement à un élément de support du système 1 sur lequel est susceptible d’être fabriqué le cadran 11. Cet élément de support qui est apte à défiler devant les têtes d’impression 12a à 12d, peut par exemple revêtir la forme d’une feuille non-adhésive et lubrifiée afin de pouvoir aisément décoller le cadran 11 une fois sa fabrication terminée. S’agissant de l’organe de fixation 7 il est prévu pour assurer la fixation d’une couche d’au moins une particule ou de particules sur l’élément de support, ou sur une première couche ou couche initiale déjà présente sur ce composant horloger 10. Cet organe de fixation 7 comprend un module susceptible d’émettre un rayonnement ultraviolet UV et/ou infrarouge et/ou un flux d’air notamment un flux d’air chaud. Ce module est apte à générer un rayonnement ou un flux d’air sur tout ou partie d’une zone de montage de l’élément de support sur lequel est susceptible d’être édifié le cadran 11. On notera que lorsque les différentes encres évoquées précédemment comprennent un fluide polymère viscoélastique, le module est un module de photo-polymérisation pourvu d’une source de rayonnement ultraviolet UV et qui est donc apte à générer un rayonnement UV sur tout ou partie de la zone de montage de la surface de l’élément de support sur lequel est susceptible d’être édifié le cadran 11.
Un tel système 1 est apte à mettre en œuvre un procédé de fabrication d’un cadran 11 comprenant au moins un élément tridimensionnel 30 représenté sur la figure 2.
Ce procédé comprend une étape de génération 41 d’au moins une représentation graphique numérique de référence 9a. Lors cette étape 41 , cette représentation graphique numérique de référence 9a peut être réalisée à partir d’une numérisation tridimensionnelle ou encore lors de l’exécution par l’unité de contrôle 2 d’un logiciel de modélisation 2D/3D virtuelle ou de conception d’un objet numérique virtuel tridimensionnel (par exemple un logiciel de conception assistée par ordinateur plus connue sous l’acronyme CAO). Une fois générée, cette représentation graphique numérique de référence 9a est archivée sous le format d’un fichier numérique de données dans les éléments de mémoire 5 de l’unité de contrôle 2. Autrement dit, un tel fichier comprend des données d’information relatives à la représentation graphique numérique de référence 9a.
Le procédé prévoit ensuite une étape de détermination 42 de données descriptives 9b relatives à ladite représentation graphique numérique de référence 9a. Une telle étape 42 est mise en œuvre par l’unité de contrôle 2 et permet donc de déterminer des données descriptives 9b qui participent notamment à sélectionner le ou les types d’encres nécessaires à la réalisation du cadran 11 sur la zone de montage de l’élément de support ainsi que la direction de déplacement de l’organe d’impression 6 relativement à la zone de montage. Lors de cette étape 42, un traitement de ce fichier et en particulier des données d’information relatives la représentation graphique numérique de référence 9a, est alors réalisé en mettant en œuvre notamment un processus de division/découpe numérique de cette représentation graphique 9a en au moins deux couches selon une :
- direction transversale qui peut être horizontale, verticale ou oblique ;
- direction longitudinale qui peut être horizontale, verticale ou oblique.
Par la suite, lors de ce traitement, l’unité de contrôle 2 détermine des éléments caractéristiques de chaque couche obtenue telles que :
- au moins une dimension de chaque couche, il peut s’agir par exemple pour chaque couche, d’une épaisseur, longueur largueur, surface, un volume, etc... ;
- des aspects visuels/esthétiques/structurels c’est-à-dire visuels et/ou esthétiques et/ou structurels de la représentation graphique numérique de référence 9a tels que la couleur et/ou la texture, etc...
- des caractéristiques fonctionnelles physiques et/ou chimiques que devra présenter le cadran 11 pourvu d’au moins un élément tridimensionnel 30 et qui sont liées par exemple à :
• la conductivité électrique, caractère semi-conducteur ou isolant ;
• la semi-conductivité
• l’électroluminescence ;
• la photoluminescence (par exemple une réaction à un rayonnement ultraviolet) ;
• la phosphorescence,
• « X-chromisme » (photochrome, électrochrome, thermochrome, ionochrome, mécanochrome...),
• l’électroactivation,
• le magnétisme,
• etc... Ces éléments caractéristiques de chaque couche constituent les données descriptives 9b relatives à la représentation graphique numérique de référence 9a qui sont archivées dans les éléments de mémoire 5 de l’unité de contrôle 2.
Le procédé de fabrication de ce cadran 11 comprend aussi une étape de sélection 43 de la représentation graphique numérique de référence 9a qui doit être reproduite sur la zone de montage de l’élément de support afin de former le cadran 11 comportant au moins un élément tridimensionnel 30. Lors de cette étape 43 de sélection, il est alors possible de choisir cette représentation graphique numérique de référence 9a à partir d’une interface homme-machine (IHM) reliée à l’unité de contrôle 2.
Le procédé prévoit ensuite une étape de génération 44 par l’unité de contrôle 2 d’au moins une instruction de commande pour le pilotage du dispositif d’impression 3, ladite au moins une instruction visant en la reproduction de la représentation graphique numérique de référence 9a. Cette étape de génération 44 de cette dite au moins une instruction de commande est réalisée à partir des données descriptives 9b relatives aux couches constitutives de la représentation graphique numérique de référence 9a devant être reproduite. Cette dite au moins une instruction comprend des critères de pilotage du dispositif d’impression 3 et notamment de l’organe d’impression 6 et de l’organe de fixation 7. Ces critères comprennent notamment des données relatives à
- une sélection des cartouches comprenant les têtes d’impression 12a à 12d nécessaires à la reproduction de chaque couche de la représentation graphique numérique de référence 9a et ce, en fonction de l’encre qu’elles contiennent, notamment à la reproduction des aspects visuels/esthétiques/structurels et ou des caractéristiques fonctionnelles de chacune de ces couches ;
- déplacement de la tête d’impression 12a à 12d de chaque cartouche relativement à la zone de montage de l’élément de support pour la reproduction d’au moins une dimension et/ou des aspects visuels/esthétiques/structurels et/ou des caractéristiques fonctionnelles de chaque couche de la représentation graphique numérique de référence 9a ;
distance et/ou positionnement de la tête d’impression 12a à 12d de chaque cartouche relativement à la zone de montage de l’élément de support pour la reproduction d’au moins une dimension et/ou des aspects visuels/esthétiques/structurels et/ou des caractéristiques fonctionnelles de chaque couche de la représentation graphique numérique de référence 9 ;
durée de positionnement de la tête d’impression 12a à 12d de chaque cartouche relativement à la zone de montage de l’élément de support pour la reproduction d’au moins une dimension et/ou des aspects visuels/esthétiques/structurels et/ou des caractéristiques fonctionnelles de chaque couche de la représentation graphique numérique de référence 9a ;
débit d’encre éjectée des têtes d’impression 12a à 12d, notamment le nombre de gouttes éjectées pour la reproduction d’au moins une dimension et/ou des aspects visuels/esthétiques/structurels et/ou des caractéristiques fonctionnelles de chaque couche de la représentation graphique numérique de référence 9a.
Par la suite le procédé comprend une étape de construction 45 par jet d’au moins particules à partir du dispositif d’impression 3 d’au moins deux couches superposées comprenant ensemble des particules imprimées sur l’élément de support, lesdites couches formant le cadran 11 pourvu d’au moins un élément tridimensionnel 30. Lors de cette étape 45, les particules sont projetées sur l’élément de support. Ces particules peuvent être comprises dans une même buse ou plusieurs buses différentes de la tête d’impression. On notera ainsi que nous l’avons évoqué précédemment que la particule peut être déposée sur le support en étant comprise dans un fluide ou dans une variante sans requérir un tel fluide pour assurer son transport. Chaque particule imprimée est comprise dans l’une des encres fonctionnelle, colorée et/ou incolore/transparente/translucide évoquées précédemment. On notera en effet, qu’une couche peut être formée uniquement à partir d’au moins un type de particule imprimée ou à partir de plusieurs types de particules différentes à savoir des particules fonctionnelles, colorées et/ou incolores/transparentes/translucides imprimées. Cette étape de construction 45 comprend une sous-étape de réalisation 46 d’une ébauche de cadran 10, 20. Cet ébauche de cadran 10, 20, comporte une surface généralement plane dépourvue par conséquent de relief. Cette sous-étape 46 comprend une phase d’application 47 d’au moins une couche de particules sur la zone de montage de l’élément de support. Cette application de la couche peut être réalisée de manière continue ou discontinue. Ainsi que nous l’avons évoqué précédemment chaque particule peut être une particule fonctionnelle, colorée et/ou incolore/transparente/translucide. On comprend que cette couche peut comprendre plusieurs types de particule différentes ou pas choisis parmi les particules fonctionnelles, colorées ou incolores/translucides/transparentes. En outre, cette sous-étape d’application prévoit une exécution par l’unité de contrôle 2 de ladite au moins une instruction de commande comprenant des données descriptives de ladite représentation graphique numérique de référence 9a devant être reproduite. L’exécution de la dite au moins une instruction permet de contrôler dans le cadre de l’application de cette couche, le dépôt d’au moins une encre comprenant les particules et éventuellement d’autres encres comprenant d’autres particules fonctionnelles, colorées ou incolores/translucides/transparentes. La sous-étape de réalisation 46 comprend ensuite une phase de traitement 48 de ladite au moins une couche de particules succédant directement à la phase d’application 47. Cette phase de traitement 48 de ladite couche de particules comprend une sous-phase de fixation de ladite couche de particules sur l’élément de support. Cette sous- phase de fixation prévoit une exposition de la couche de particules à un flux d’air notamment chaud et/ou à un rayonnement lumineux notamment à un rayonnement ultraviolet (UV) ou encore infrarouge. Cette sous-phase de fixation vise ainsi à transformer la couche de particules qui est à l’état pâteux ou liquide en une couche d’au moins une particule imprimée qui est à l’état solide, rigide, élastique, sec, réticulé et/ou infusible. Ainsi le résultat de cette transformation est l’obtention d’une couche de particules imprimées sur l’élément de support. On notera qu’une telle transformation à l’avantage d’être réalisée très rapidement en général en moins d’une seconde.
Plus précisément lors de cette sous-étape de réalisation 46, et en particulier durant le déroulement de la phase d’application 47, l’unité de contrôle 2 exécute ladite au moins une instruction de pilotage comprenant des données descriptives 9b d’une couche constitutive de ladite représentation graphique numérique de référence 9a devant être reproduite. Par la suite, le dispositif d’impression 3 applique une première couche de particules, autrement appelée couche initiale, directement sur la zone de montage de l’élément de support prévue à cet effet en fonction de ladite au moins une instruction de pilotage exécutée.
En référence aux figures 2 et 4, dans une première variante de cette sous-étape de réalisation 46 visant en l’obtention d’une ébauche de cadran 10 de forme pleine, le dépôt/application sur la zone de montage de la couche de particules est réalisé de manière continue. Autrement dit, dans cette variante, la première couche est alors appliquée de manière continue sur la zone de montage au cours d’un premier passage des têtes d’impression 12a, 12b, 12c, 12d au-dessus de l’élément de support réalisant ainsi une première portion de la hauteur de l’ébauche de cadran 10. Cette première couche de particule subit ensuite la sous-phase de fixation de la phase de traitement 48 lors de laquelle cette première couche est exposée à un flux d’air notamment chaud et/ou à un rayonnement lumineux notamment à un rayonnement ultraviolet (UV) ou encore infrarouge. Selon ladite au moins une instruction de pilotage exécutée, une deuxième couche de particules peut être appliquée de manière continue sur la première couche de particules imprimées sur l’élément de support au cours d’un deuxième passage des têtes d’impression 12a à 12d au-dessus de la zone de montage afin de réaliser une deuxième portion de la hauteur de l’ébauche de cadran 10. Cette deuxième couche de particules subit aussi la sous-phase de fixation de la phase de traitement 48 afin de transformer cette deuxième couche en une deuxième couche de particules imprimées sur le première couche de particules imprimées sur l’élément de support.
Dans cette première variante, les phases d’application et de traitement 47, 48 peuvent être répétées une troisième fois afin d’obtenir une ébauche de cadran 10 dont l’épaisseur est d’environ 0.5 mm afin d’assurer une bonne stabilité mécanique du cadran 11. Cette opération peut également être renouvelée une quatrième, une cinquième voire une sixième fois en fonction de l’épaisseur de l’ébauche de cadran souhaitée. De manière générale l’épaisseur de l’ébauche de cadran plein 10 obtenu par le procédé de fabrication selon l’invention peut varier entre 0.3 mm et 1 mm voire plus. Par conséquent, le nombre de couches de particules imprimées peut varier en fonction de l’épaisseur de l’ébauche de cadran 10. Un nombre minimum de deux couches superposées de particules imprimées est souhaitable pour obtenir une bonne résistante mécanique du cadran 11 bien qu’on ne peut pas exclure qu’une seule couche de particules imprimées offre une résistance mécanique satisfaisante selon les propriétés des encres utilisées.
En référence aux figures 2 et 5A, dans une deuxième variante de cette sous-étape de réalisation 46 visant en l’obtention d’une ébauche de cadran 20 de type squelette (visible sur les figures 5B et C), le dépôt/application sur la zone de montage de la couche de particules est réalisé de manière discontinue. Autrement dit, dans cette variante, la première couche est alors appliquée de manière discontinue sur la zone de montage au cours d’un premier passage des têtes d’impression 12a, 12b, 12c, 12d au-dessus de l’élément de support réalisant ainsi une première portion de la hauteur de l’ébauche de cadran 20. Cette première couche de particules subit ensuite la sous-phase de fixation de la phase de traitement 48 lors de laquelle cette première couche est exposée à un flux d’air notamment chaud et/ou à un rayonnement lumineux notamment à un rayonnement ultraviolet (UV) ou encore infrarouge. Selon ladite au moins une instruction de pilotage exécutée, une deuxième couche de particules peut être appliquée de manière discontinue sur la première couche de particules imprimées sur l’élément de support au cours d’un deuxième passage des têtes d’impression 12a à 12d au-dessus de la zone de montage afin de réaliser une deuxième portion de la hauteur de l’ébauche de cadran 20. Cette deuxième couche de particules subit aussi la sous-phase de fixation de la phase de traitement 48 afin de transformer cette deuxième couche en une deuxième couche de particules imprimées sur la première couche de particules imprimées sur l’élément de support. Dans cette deuxième variante, les phases d’application et de traitement 47, 48 peuvent être répétées une troisième fois afin d’obtenir une ébauche de cadran 20 dont l’épaisseur est d’environ 0.5 mm afin d’assurer une bonne stabilité mécanique du cadran 11. Cette opération peut également être renouvelée une quatrième, une cinquième voire une sixième fois en fonction de l’épaisseur de l’ébauche de cadran 20 souhaitée. De manière générale l’épaisseur de l’ébauche de cadran de type squelette 20 obtenu par le procédé de fabrication selon l’invention peut varier entre 0.3 mm et 1 mm voire plus. Par conséquent, le nombre de couches de particules imprimées peut varier en fonction de l’épaisseur de l’ébauche de cadran 20. Un nombre minimum de deux couches superposées de particules imprimées est souhaitable pour obtenir une bonne résistante mécanique du cadran 11 bien qu’on ne peut pas exclure qu’une seule couche de particules imprimées offre une résistance mécanique satisfaisante selon les propriétés des encres utilisées
L’étape de construction comprend ensuite une sous-étape de réalisation 49 d’au moins un élément tridimensionnel 30. Cette sous-étape 49 comprend une phase d’application 50 sélective d’une couche d’au moins une particule sur ladite ébauche de cadran 10, 20. Cette application sélective de la dite au moins une couche permet de créer l’élément tridimensionnel 30 de manière à ce qu’il présente un relief par rapport à une surface plane de l’ébauche de cadran 10, 20. Autrement dit, cette application de la couche est réalisée de manière discontinue sur cette ébauche de cadran 10, 20. Ainsi que nous l’avons évoqué précédemment la particule peut être colorée et/ou fonctionnelle et/ou incolore/translucide/transparente. On comprend que cette couche peut comprendre plusieurs types de particule choisis parmi les particules colorées, fonctionnelles et ou incolores/translucides/transparentes. On notera que ladite au moins une couche déposée sur l’ébauche de cadran 10, 20 peut avoir une épaisseur constante en tout point ou une épaisseur irrégulière. La sous-étape de réalisation 49 comprend ensuite une phase de traitement 51 de ladite au moins une couche d’au moins une particule succédant directement à la phase d’application 50. Cette phase de traitement 51 comprend une sous-phase de fixation de ladite couche d’au moins une particule sur l’ébauche de cadran 10, 20. Cette sous-phase de fixation prévoit une exposition de la couche d’au moins une particule à un flux d’air notamment chaud et/ou à un rayonnement lumineux notamment à un rayonnement ultraviolet (UV) ou encore infrarouge. Cette sous-phase de fixation vise ainsi à transformer la couche d’au moins une particule qui est à l’état pâteux ou liquide en une couche d’au moins une particule imprimée qui est à l’état solide, rigide, élastique, sec, réticulé et/ou infusible. Ainsi le résultat de cette transformation est l’obtention d’une couche d’au moins une particule imprimée sur l’ébauche de cadran 10, 20. On notera qu’une telle transformation à l’avantage d’être réalisée très rapidement en général en moins d’une seconde.
Plus précisément lors de cette sous-étape de réalisation 49, et en particulier durant le déroulement de la phase d’application 50, l’unité de contrôle 2 exécute ladite au moins une instruction de pilotage comprenant des données descriptives 9b d’une couche constitutive de ladite représentation graphique numérique de référence 9a devant être reproduite. Par la suite, le dispositif d’impression 3 applique une première couche d’au moins une particule directement sur l’ébauche de cadran 10, 20 en fonction de ladite au moins une instruction de pilotage exécutée. Cette première couche d’au moins une particule subit ensuite la sous-phase de fixation de la phase de traitement 51 lors de laquelle cette première couche est exposée à un flux d’air notamment chaud et/ou à un rayonnement lumineux notamment à un rayonnement ultraviolet (UV) ou encore infrarouge. Par la suite, le dispositif d’impression 3 peut prévoir l’application d’une deuxième couche d’au moins une particule sur la première couche d’au moins une particule imprimée déjà présente sur l’ébauche de cadran 10, 20 et ce, en fonction de ladite au moins une instruction de pilotage exécutée. Cette deuxième couche d’au moins une particule subit aussi la sous-phase de fixation de la phase de traitement 51 afin de transformer cette deuxième couche en une deuxième couche d’au moins une particule imprimée sur la première couche d’au moins une particule imprimée sur l’ébauche de cadran 10, 20.
Ainsi, les éléments tridimensionnel 30 tels que les chiffres arabes sur les figures 6 et 7 ou encore tels que les indexes sur la figures 8 sont réalisés par superposition de plusieurs couches d’au moins une particule imprimée sur des zones spécifiques de l’ébauche de cadran 10, 20 de sorte à avoir des chiffres et des indexes d’une épaisseur supérieure à 100 microns afin qu’ils soient visibles à l’œil nu par le porteur d’une montre comportant le cadran 1 1 obtenu avec le procédé selon l’invention. En général, la superposition de trois couches d’au moins une particule imprimée suffise pour donner un relief au cadran 11. On notera que selon les propriétés des encres utilisées, un procédé de fabrication d’un cadran 11 présentant un élément tridimensionnel 30 d’une épaisseur d’au moins 100 microns par superposition uniquement de deux couches d’au moins une particule imprimée peut être implémenté. La figure 9 illustre un cadran 11 comportant un élément tridimensionnel 30 plus marqué dont l’épaisseur peut être obtenue par superposition de quatre ou cinq couches d’au moins une particule imprimée. Dans ce contexte, l’élément tridimensionnel 30 peut comprendre un motif ou une image suffisamment surélevé par rapport à la surface plane de l’ébauche de cadran 10, 20 afin que de constituer un décor en relief qui soit visible à l’œil nu du porteur de la pièce d’horlogerie 40 comportant le cadran 11 réalisé selon le procédé de l’invention. Ainsi que nous l’avons déjà évoqué, l’élément tridimensionnel 30 peut notamment être les chiffres des heures (par exemple des chiffres arabes ou romains), des indexes ou un dessin s’étendant sur la majorité ou une partie de l’ébauche de cadran 10, 20.
On remarquera que chaque couche d’au moins un fluide polymère viscoélastique peut présenter une épaisseur comprise entre 10 et 150 microns, et est de préférence de 100 microns.
Par ailleurs, on notera qu’une fois que l’élément tridimensionnel 30 est réalisé, le procédé peut prévoir une étape éventuelle consistant à déposer une couche d’au moins une encre incolore/translucide/transparente sur tout le cadran 11 ou sur des parties spécifique du cadran 11 peut être effectuée afin d’avoir un rendu mat ou brillant.
Par la suite, ce procédé comprend une étape de retrait 52 du cadran 11 obtenu de l’élément de support du système 1 avant d’être conditionné jusqu’à l’habillage d’une pièce d’horlogerie 40. L’invention porte également un programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes de ce procédé lorsque ledit programme est exécuté par l’unité de contrôle 2.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d’un cadran (11 ) comprenant au moins un élément tridimensionnel (30), le procédé comprenant les étapes suivantes :
- génération (44) par une unité de contrôle (2) d’au moins une instruction de pilotage d’un dispositif d’impression (3) visant à reproduire une représentation graphique numérique de référence (9a) relative audit cadran (11 ) pourvu d’au moins un élément tridimensionnel (30), et
- construction (45) par jet de particules à partir du dispositif d’impression (3) d’au moins deux couches superposées comprenant des particules imprimées sur un élément de support formant ledit cadran (11 ), et
- retrait (52) du cadran (11 ) dudit élément de support.
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape de construction (45) comprend une sous-étape de réalisation (46) d’une ébauche de cadran (10, 20) comportant les phases suivantes :
- application (47) d’au moins une couche de particules sur l’élément de support ;
- traitement (48) de ladite au moins une couche de particules imprimées.
3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’application d’au moins une couche de particules est réalisée de manière continue sur l’élément de support afin d’obtenir une ébauche de cadran (10) de forme pleine.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’application de particules imprimées est réalisée de manière discontinue sur l’élément de support afin d’obtenir une ébauche de cadran (20) de type squelette.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l’étape de construction (45) comprend une sous-étape de réalisation (49) d’au moins un élément tridimensionnel (30) comportant les phases suivantes :
- application (50) sélective, d’au moins une couche d’au moins une particule sur ladite ébauche de cadran (10, 20) ;
- traitement (51 ) de ladite au moins une couche d’au moins une particule.
6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’application d’au moins une couche d’au moins une particule est réalisée de manière discontinue sur ladite ébauche de cadran (10, 20).
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 et 6 précédentes, caractérisé en ce que les phases d’application (47, 50) prévoient une exécution par l’unité de contrôle (2) de ladite au moins une instruction de commande comprenant des données descriptives (9b) de couches constitutives de ladite représentation graphique numérique de référence (9a) devant être reproduite.
8. Procédé selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les phases d’application (47, 50) prévoient le dépôt d’au moins une encre comprenant ladite au moins une particule.
9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite encre comprend un fluide transportant ladite au moins une particule ou des particules, le fluide étant choisi parmi un solvant, un polymère viscoélastique, une huile, de l’eau et/ou une solution aqueuse.
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les phases de traitement (48, 51 ) comprennent une sous-phase de fixation de ladite couche sur l’ébauche de cadran (10, 20) ou sur l’élément de support.
11. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la phase de fixation prévoit une exposition de la couche à un flux d’air notamment chaud et/ou à un rayonnement lumineux notamment à un rayonnement ultraviolet (UV) ou encore infrarouge.
12. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce que la particule est comprise dans une encre telle que :
- une encre colorée comprenant des particules pigmentées ou colorées, ou
- une encre incolore ou transparente ou translucide comprenant des particules incolores ou transparentes ou translucides, ou
- une encre fonctionnelle comprenant des particules fonctionnelles.
13. Cadran (11 ) comprenant au moins un élément tridimensionnel (30) susceptible d’être obtenu à partir du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 12.
14. Cadran (11 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il forme avec ledit au moins un élément tridimensionnel (30) une pièce monobloc.
15. Pièce d’horlogerie (40) comportant au moins un cadran (11 ) selon l’une quelconque des revendications 13 et 14.
16. Système de de fabrication d’un cadran (11 ) comprenant au moins un élément tridimensionnel (30) mettant en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, le système (1 ) comprenant un dispositif d’impression (3) et une unité de contrôle (2), ledit dispositif d’impression (3) étant connecté à ladite unité de contrôle (2).
17. Système (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’unité de contrôle (2) comprend des ressources matérielles et logicielles, lesdites ressources matérielles comprenant des éléments de mémoire (5) comportant au moins une représentation graphique numérique de référence (9a) relative au cadran (11 ) à fabriquer et des données descriptives (9b) relatives à ladite au moins une représentation graphique numérique de référence (9a).
18. Programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 lorsque ledit programme est exécuté par une unité de contrôle (2).
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