CH718949A2 - Process for manufacturing a drilled microtechnology part in a hard material. - Google Patents
Process for manufacturing a drilled microtechnology part in a hard material. Download PDFInfo
- Publication number
- CH718949A2 CH718949A2 CH70246/21A CH0702462021A CH718949A2 CH 718949 A2 CH718949 A2 CH 718949A2 CH 70246/21 A CH70246/21 A CH 70246/21A CH 0702462021 A CH0702462021 A CH 0702462021A CH 718949 A2 CH718949 A2 CH 718949A2
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- hole
- face
- blank
- machining
- pierced
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
- G04D3/00—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
- G04D3/0069—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for working with non-mechanical means, e.g. chemical, electrochemical, metallising, vapourising; with electron beams, laser beams
- G04D3/0071—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for working with non-mechanical means, e.g. chemical, electrochemical, metallising, vapourising; with electron beams, laser beams for bearing components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
- B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
- B23K26/384—Removing material by boring or cutting by boring of specially shaped holes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
- B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
- B81C1/00087—Holes
-
- 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
- G04B31/00—Bearings; Point suspensions or counter-point suspensions; Pivot bearings; Single parts therefor
- G04B31/06—Manufacture or mounting processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
- B23K2103/52—Ceramics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
- B23K2103/54—Glass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
- B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
- B81B2203/03—Static structures
- B81B2203/0353—Holes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
- B81C2201/0128—Processes for removing material
- B81C2201/0143—Focussed beam, i.e. laser, ion or e-beam
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce percée de microtechnique (101) dans un matériau dur présentant une dureté Vickers égale ou supérieure à 1'200 HV, la pièce percée comportant au moins un trou, borgne ou débouchant, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : fourniture d'une ébauche (100) définissant une première face (100a), une deuxième face (100b) opposée à la première face (100a) et une face périphérique (100c) reliant la première face (100a) à la deuxième face (100b), ladite face périphérique (100c) présentant la géométrie et les dimensions de la pièce percée (101), détermination, sur la première face (100a), d'un emplacement de centre de perçage (C), en prenant en compte la géométrie de ladite face périphérique (100c) et/ou la position de ladite face périphérique (100c) par rapport à son environnement fonctionnel final, usinage de l'ébauche (100) en prenant en compte ledit emplacement de centre de perçage (C), ledit usinage comprenant le perçage par laser femtoseconde d'un trou (110) depuis la première face (100a) et/ou la deuxième face (100b), ce par quoi on obtient une pièce percée (101).The invention relates to a method for manufacturing a drilled part for microtechnology (101) in a hard material having a Vickers hardness equal to or greater than 1,200 HV, the drilled part comprising at least one hole, blind or emerging, characterized in that it comprises the following steps: providing a blank (100) defining a first face (100a), a second face (100b) opposite the first face (100a) and a peripheral face (100c) connecting the first face (100a) to the second face (100b), said peripheral face (100c) having the geometry and dimensions of the drilled part (101), determination, on the first face (100a), of a drilling center location ( C), taking into account the geometry of said peripheral face (100c) and/or the position of said peripheral face (100c) with respect to its final functional environment, machining the blank (100) taking into account said location drilling center (C), said machining comprising the drilled ge by femtosecond laser of a hole (110) from the first face (100a) and/or the second face (100b), whereby a drilled part (101) is obtained.
Description
Domaine techniqueTechnical area
[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce percée de microtechnique dans un matériau dur. Dans le présent texte, on entend par matériau dur, un matériau présentant une dureté Vickers égale ou supérieure à 1'200 HV. The present invention relates to a method of manufacturing a pierced part of microtechnology in a hard material. In the present text, hard material means a material having a Vickers hardness equal to or greater than 1,200 HV.
[0002] Il existe de nombreux cas dans lesquels, on doit effectuer un perçage de petites pièces en matériau dur avec une grande précision. Ces petites pièces sont des pièces de microtechnique, présentant des dimensions allant de quelques micromètres ou quelques dizaines de micromètres à quelques millimètres. Par exemple, de telles pièces sont des pièces présentes dans des systèmes de mesure du temps (montres-bracelets, horloges, appareils de chronométrage sportif), dans des instruments de mesures, des appareils de télécommunication, des systèmes optiques (appareils photographiques et caméras), des équipements de production industrielle (dispositifs de palettisation, robots industriels, manipulateurs), des appareils d'instrumentation médicale (appareils d'analyse, stimulateurs cardiaques, endoscopes, prothèses), et pour des composants de petite taille (relais, moteurs, micro-rupteurs, capteurs). [0002] There are many cases in which small parts in hard material must be drilled with great precision. These small parts are microtechnology parts, having dimensions ranging from a few micrometers or a few tens of micrometers to a few millimeters. For example, such parts are parts present in time measurement systems (wristwatches, clocks, sports timing devices), in measuring instruments, telecommunications devices, optical systems (photographic devices and cameras) , industrial production equipment (palletizing devices, industrial robots, manipulators), medical instrumentation devices (analytical devices, pacemakers, endoscopes, prostheses), and for small components (relays, motors, micro -switches, sensors).
[0003] Il peut s'agir d'un perçage débouchant, afin de former un trou pour le montage d'une autre pièce mobile, par exemple une pièce pivotante dans le trou, comme un pivot de boussole ou un pivot horloger, ou pour le montage d'une autre pièce fixe par rapport à la pièce percée, comme une goupille ou une cheville. Il peut également s'agir d'un perçage non débouchant, pour le montage d'une autre pièce mobile ou d'une autre pièce fixe, ou pour la présence d'un liquide ou une autre fonction. [0003] It may be a through hole, in order to form a hole for mounting another moving part, for example a pivoting part in the hole, such as a compass pivot or a watchmaker pivot, or for the mounting of another fixed part relative to the drilled part, such as a pin or a dowel. It can also be a blind hole, for mounting another moving part or another fixed part, or for the presence of a liquid or another function.
Etat de la techniqueState of the art
[0004] Avec le développement des microtechniques et de la miniaturisation, le besoin de percer de petites pièces avec davantage de précision augmente. Cette précision correspond tout d'abord à la position et à la taille du perçage, à savoir du trou, débouchant ou non débouchant, à savoir du trou borgne. La taille du trou correspond, aux différentes dimensions de ce trou (diamètre, ou autre paramètre dimensionnel si trou non circulaire, éventuellement profondeur). Cette précision correspond également dans le domaine micrométrique à l'état de surface de la paroi du trou. [0004] With the development of microtechnology and miniaturization, the need to drill small parts with greater precision is increasing. This precision corresponds first of all to the position and to the size of the drilling, namely of the hole, emerging or not emerging, namely of the blind hole. The size of the hole corresponds to the different dimensions of this hole (diameter, or other dimensional parameter if non-circular hole, possibly depth). This precision also corresponds in the micrometric range to the surface condition of the wall of the hole.
[0005] Dans certains cas, la précision attendue de la position du trou doit prendre en compte l'environnement fonctionnel final, à savoir la ou les autres pièces proches de la pièce de microtechnique percée, car la position du trou et les dimensions du trou sont déterminantes dans la fonction de l'ensemble fonctionnel dans lequel s'intègre la pièce percée. Par exemple, la position du trou et/ou les dimensions du trou est (sont) déterminante(s) par rapport à la position d'une autre pièce ou par rapport à la position d'un autre élément fonctionnel tel qu'un autre trou, une surface spécifique, une saillie, une protubérance, lequel autre élément fonctionnel peut être situé sur une autre pièce, différente de la pièce considérée pour le perçage du trou. [0005] In some cases, the expected precision of the position of the hole must take into account the final functional environment, namely the other part(s) close to the drilled microtechnology part, because the position of the hole and the dimensions of the hole are decisive in the function of the functional assembly into which the drilled part is integrated. For example, the position of the hole and/or the dimensions of the hole is (are) determining with respect to the position of another part or with respect to the position of another functional element such as another hole , a specific surface, a projection, a protrusion, which other functional element can be located on another part, different from the part considered for drilling the hole.
[0006] Par ailleurs, dans les systèmes et pièces de microtechnique, on utilise couramment des matériaux durs, voire des matériaux très durs, que ce soit des métaux, des céramiques, du saphir, du corindon (en particulier polycristallin), du diamant, ou encore l'un parmi les matériaux suivants : rubis synthétique, saphir synthétique, SiO2, zircone, zircone yttriée, Al2O3telle que l'alumine monocristalline et combinaison alumine- zircone ou des carbures. [0006] Moreover, in microtechnology systems and parts, hard materials, or even very hard materials, are commonly used, whether metals, ceramics, sapphire, corundum (in particular polycrystalline), diamond, or one of the following materials: synthetic ruby, synthetic sapphire, SiO2, zirconia, yttria-containing zirconia, Al2O3 such as monocrystalline alumina and alumina-zirconia combination or carbides.
[0007] Les petites pièces en matériau dur sont traditionnellement usinées par des techniques abrasives, notamment avec des outils garnis de diamant, ou par des techniques de chimie ou par plasma tel que le DRIE („Deep Reactive Ion Etching“ pour gravure ionique réactive profonde). [0007] Small parts made of hard material are traditionally machined by abrasive techniques, in particular with tools filled with diamond, or by chemical or plasma techniques such as DRIE („Deep Reactive Ion Etching“ for deep reactive ion etching). ).
[0008] Par exemple, pour le perçage de pierres formant des coussinets ou paliers de pivotement en rubis ou en saphir pour l'horlogerie, on réalise un agrandissage d'un pré-trou préalablement réalisé en général par perçage laser, cet agrandissement du diamètre interne de la pierre étant effectué par usinage sur un fil couvert de diamantine (rodage). Cette procédure manuelle ne permet pas donc par une répétabilité suffisante pour respecter systématiquement le cahier des charges et ses tolérances. [0008] For example, for the drilling of stones forming ruby or sapphire bearings or swivel bearings for watchmaking, an enlargement of a pre-hole previously made generally by laser drilling is carried out, this enlargement of the diameter internal part of the stone being carried out by machining on a wire covered with diamantine (honing). This manual procedure does not therefore allow sufficient repeatability to systematically respect the specifications and its tolerances.
Bref résumé de l'inventionBrief summary of the invention
[0009] Un but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication d'une pièce percée de microtechnique dans un matériau dur exempt des limitations des procédés connus. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a pierced part of microtechnology in a hard material free from the limitations of known methods.
[0010] Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'une pièce percée de microtechnique dans un matériau dur qui soit plus simple et plus fiable en termes de respect des côtes de fabrication. [0010] Another object of the invention is to provide a method of manufacturing a pierced microtechnology part in a hard material which is simpler and more reliable in terms of compliance with manufacturing dimensions.
[0011] En particulier, l'invention vise à proposer un procédé de fabrication d'une pièce percée de microtechnique dans un matériau dur qui permette également d'améliorer la précision de la position du trou dans la pièce, et notamment la concentricité entre le trou et la face périphérique dans le cas d'une pièce circulaire percée d'un trou circulaire concentrique. [0011] In particular, the invention aims to provide a method of manufacturing a microtechnology pierced part in a hard material which also makes it possible to improve the precision of the position of the hole in the part, and in particular the concentricity between the hole and the peripheral face in the case of a circular part pierced with a concentric circular hole.
[0012] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d'un procédé de fabrication d'une pièce percée de microtechnique dans un matériau dur présentant une dureté Vickers égale ou supérieure à 1'200 HV, la pièce percée comportant au moins un trou, borgne ou débouchant, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : fourniture d'une ébauche définissant une première face, une deuxième face opposée à la première face et une face périphérique reliant la première face à la deuxième face, ladite face périphérique présentant la géométrie et les dimensions de la pièce percée, détermination, sur la première face, d'un emplacement de centre de perçage, en prenant en compte la géométrie de ladite face périphérique et/ou la position de ladite face périphérique par rapport à son environnement fonctionnel final, usinage de l'ébauche en prenant en compte ledit emplacement de centre de perçage, ledit usinage comprenant le perçage par laser femtoseconde d'un trou depuis la première face et/ou la deuxième face,ce par quoi on obtient une pièce percée. [0012] According to the invention, these objects are achieved in particular by means of a process for manufacturing a microtechnology pierced part in a hard material having a Vickers hardness equal to or greater than 1,200 HV, the pierced part comprising at at least one hole, blind or through, characterized in that it comprises the following steps: supply of a blank defining a first face, a second face opposite the first face and a peripheral face connecting the first face to the second face, said peripheral face having the geometry and dimensions of the drilled part, determination, on the first face, of a drilling center location, taking into account the geometry of said peripheral face and/or the position of said peripheral face with respect to its final functional environment, machining of the blank taking into account said drilling center location, said machining comprising the drilling by femtosecond laser of a hole from the first face and/or the second face, whereby a drilled part is obtained.
[0013] De cette façon, on réalise le trou, qu'il soit borgne ou débouchant, sans étape d'agrandissement par exemple, le perçage laser femtoseconde permettant d'atteindre les dimensions souhaitées pour le trou. Cette solution présente ainsi notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de permettre de percer le trou avec le diamètre final souhaité en une seule étape, de façon précise. [0013] In this way, the hole is made, whether it is blind or open, without an enlargement step, for example, the femtosecond laser drilling making it possible to achieve the desired dimensions for the hole. This solution thus has the particular advantage over the prior art of making it possible to drill the hole with the desired final diameter in a single step, precisely.
[0014] Pour finaliser la fabrication du trou, il ne reste alors éventuellement plus qu'à procéder à une étape de finition sur la pièce percée de microtechnique, telle qu'un polissage, un brossage et/ou un bombage, avec éventuellement une étape supplémentaire d'usinage de la paroi du trou. Dans le cas de la fabrication d'un palier de pivotement pour l'horlogerie, une telle étape supplémentaire d'usinage de la paroi du trou par laser femtoseconde permet par exemple de former un olivage. Une telle étape d'usinage supplémentaire par laser femtoseconde permet le cas échéant de réaliser une zone de transition progressive entre une creusure située sur l'une des faces du palier de pivotement et la zone ou surface de pivotement du trou, au lieu d'une arête. [0014] To finalize the manufacture of the hole, all that then remains is to carry out a finishing step on the pierced microtechnology part, such as polishing, brushing and/or bending, possibly with a step additional machining of the hole wall. In the case of the manufacture of a pivot bearing for watchmaking, such an additional step of machining the wall of the hole by femtosecond laser makes it possible, for example, to form a olivage. Such an additional machining step by femtosecond laser makes it possible, if necessary, to produce a progressive transition zone between a hollow located on one of the faces of the pivot bearing and the pivoting zone or surface of the hole, instead of a fish bone.
[0015] On comprend que selon l'invention, l'ébauche présente déjà un contour correspondant à ou sensiblement à celui de la pièce percée, donc une face périphérique avec une géométrie et des dimensions rentrant dans les tolérances de la pièce percée finale. Cela signifie qu'en projection selon un axe parallèle à la face périphérique de l'ébauche, cette face périphérique de l'ébauche correspond également à la projection de de la face périphérique de la pièce percée. Ainsi, en prenant en considération la géométrie de la face périphérique de l'ébauche, qui restera pratiquement inchangée pour la pièce percée, ou la géométrie de cette face périphérique de l'ébauche au sein des pièces l'environnant dans le cas d'un perçage du trou avec l'ébauche déjà montée, on peut déterminer de manière plus juste le centre de perçage et donc effectuer un perçage dans l'ébauche à la bonne position du trou. De cette façon, on réduit les jeux de montage et on améliore le respect des tolérances du cahier des charges en relation avec la position du trou de la pièce percée par rapport à son support (par exemple le chaton pour un amortisseur horloger) et plus généralement par rapport aux pièces environnantes. It is understood that according to the invention, the blank already has an outline corresponding to or substantially that of the pierced part, therefore a peripheral face with a geometry and dimensions falling within the tolerances of the final pierced part. This means that in projection along an axis parallel to the peripheral face of the blank, this peripheral face of the blank also corresponds to the projection of the peripheral face of the pierced part. Thus, taking into consideration the geometry of the peripheral face of the blank, which will remain practically unchanged for the drilled part, or the geometry of this peripheral face of the blank within the parts surrounding it in the case of a drilling the hole with the blank already mounted, it is possible to determine the center of the hole more accurately and therefore to drill in the blank at the correct position of the hole. In this way, assembly play is reduced and compliance with the tolerances of the specifications is improved in relation to the position of the hole of the drilled part in relation to its support (for example the bezel for a watchmaker's shock absorber) and more generally relative to surrounding rooms.
[0016] Avantageusement, la détermination du centre de perçage est effectuée par des moyens optiques et des moyens de calculs, formant un système de mesure, présents dans la machine à usiner par laser femtoseconde, qui vont fournir les informations de commande pour le pilotage de la position et de l'orientation de la source laser. La livraison finale du faisceau laser est généralement réalisée par une tête à précession. Ces moyens optiques comprennent une chaîne optique avec des moyens de prise de vue tels qu'une caméra qui va prendre des images de l'ébauche permettent d'identifier le contour de l'ébauche (sa face périphérique) et/ou des images de l'ébauche montée dans son support, qui permettent d'identifier et de déterminer la position du contour (de la face périphérique) de l'ébauche par rapport à son environnement fonctionnel final. [0016] Advantageously, the determination of the drilling center is carried out by optical means and calculation means, forming a measurement system, present in the machine to be machined by femtosecond laser, which will provide the control information for the control of position and orientation of the laser source. The final delivery of the laser beam is usually achieved by a precessing head. These optical means comprise an optical chain with shooting means such as a camera which will take images of the blank, making it possible to identify the outline of the blank (its peripheral face) and/or images of the blank. blank mounted in its support, which make it possible to identify and determine the position of the outline (of the peripheral face) of the blank in relation to its final functional environment.
[0017] Cette caractérisation du centre de perçage est effectuée individuellement pour chaque ébauche, et ce alors que la machine à usiner qui est apte à mettre en oeuvre le procédé de fabrication selon l'invention, comporte au moins un plateau sur lequel est fixée une série d'ébauches, par exemple une série d'au moins 500 ou d'au moins 1'000 ébauches par plateau, par exemple plus que 8'000 ébauches par plateau. Les plateaux sont percés d'ouvertures et chaque ébauche est fixée sur le plateau avec une ouverture du plateau dans le prolongement du centre de l'ébauche de sorte que le faisceau laser ne rencontre pas la matière du plateau lors du perçage du trou de chaque ébauche. Ce plateau est par exemple un wafer en silicium, ou un autre plateau métallique ou partiellement métallique, ou encore un wafer transparent par exemple en verre. Cette disposition permet de rentabiliser le coût important des machines à usiner par laser femtoseconde, par une utilisation maximale de leur capacité. [0017] This characterization of the drilling center is carried out individually for each blank, and this while the machining machine which is able to implement the manufacturing method according to the invention, comprises at least one plate on which is fixed a series of blanks, for example a series of at least 500 or at least 1,000 blanks per tray, for example more than 8,000 blanks per tray. The trays are drilled with openings and each blank is secured to the tray with an opening in the tray extending from the center of the blank so that the laser beam does not encounter the tray material when drilling the hole in each blank . This plate is for example a silicon wafer, or another metallic or partially metallic plate, or even a transparent wafer, for example made of glass. This arrangement makes it possible to make profitable the high cost of the machines to be machined by femtosecond laser, by a maximum use of their capacity.
[0018] Pour encore plus de rapidité de traitement, la machine à usiner peut comporter un système de chargement/déchargement de plateaux ou d'ensemble de plateaux placés dans une cassette, avec un chargeur qui peut amener et placer un plateau dans la zone de traitement (champ d'usinage) de la machine à usiner, et également dégager le plateau en dehors de la zone de traitement. [0018] For even greater processing speed, the machining machine may comprise a system for loading/unloading trays or sets of trays placed in a cassette, with a loader which can bring and place a tray in the zone of treatment (machining field) of the machine to be machined, and also clear the table outside the treatment area.
[0019] La fixation des ébauches sur le plateau est par exemple réalisée par un collage temporaire comme avec un film avec matériau collant ou adhérent double face, par exemple avec un matériau au faible pouvoir adhésif afin de pouvoir retirer facilement les ébauches de plateau après leur usinage. On peut aussi utiliser une colle temporaire soluble dans un solvant, par exemple à l'eau, ou qui se dégrade par traitement thermique ou traitement aux rayons UV ou traitement par une autre source énergétique. [0019] The fixing of the blanks on the plate is for example carried out by temporary gluing such as with a film with double-sided sticky or adherent material, for example with a material with low adhesive power in order to be able to easily remove the blanks from the plate after their machining. It is also possible to use a temporary adhesive which is soluble in a solvent, for example in water, or which degrades by heat treatment or treatment with UV rays or treatment with another energy source.
[0020] Selon certains modes de réalisation de l'invention, l'ébauche est une ébauche non percée, à savoir une ébauche pleine. According to certain embodiments of the invention, the blank is an undrilled blank, namely a solid blank.
[0021] Selon certains modes de réalisation de l'invention, la pièce percée de microtechnique est un palier de pivotement, en particulier une pierre de pivotement, destinée à recevoir dans le trou un pivot. [0021] According to certain embodiments of the invention, the pierced piece of microtechnology is a pivot bearing, in particular a pivot stone, intended to receive a pivot in the hole.
[0022] Selon certains modes de réalisation de l'invention, la pièce percée de microtechnique est réalisée dans un matériau appartenant à la liste suivante : céramiques, corindon monocristallin ou polycristallin, rubis synthétique, saphir synthétique, SiO2, zircone, zircone yttriée, Al2O3telle que l'alumine monocristalline, combinaison alumine- zircone, silicium, nitrure de silicium, carbure de tungstène, PZT (titano-zirconate de plomb), nitrure d'aluminium, céramique co-cuite à basse température (LTCC ou „low température cofired ceramic“), céramique co-cuite à haute température (HTCC ou „high température cofired ceramic“), cuivre à liaison directe (DBC ou „direct bonded copper“) et des matériaux amorphes (en particulier les verres). [0022] According to certain embodiments of the invention, the pierced microtechnology part is made of a material belonging to the following list: ceramics, monocrystalline or polycrystalline corundum, synthetic ruby, synthetic sapphire, SiO2, zirconia, yttria zirconia, Al2O3telle monocrystalline alumina, alumina-zirconia combination, silicon, silicon nitride, tungsten carbide, PZT (lead titanium-zirconate), aluminum nitride, low temperature cofired ceramic (LTCC or „low temperature cofired ceramic) “), high temperature co-fired ceramics (HTCC or „high temperature cofired ceramic“), direct bonded copper (DBC or „direct bonded copper“) and amorphous materials (in particular glasses).
[0023] Selon certains modes de réalisation de l'invention, le matériau de l'ébauche présente une dureté Vickers entre 1600 et 2000 HV. According to certain embodiments of the invention, the material of the blank has a Vickers hardness between 1600 and 2000 HV.
[0024] Selon certains modes de réalisation de l'invention, l'ébauche et la pièce percée présentent une symétrie de révolution. En particulier, la face périphérique de la pièce percée est de révolution. Selon une possibilité, le trou, débouchant ou non, présente une géométrie cylindrique de section circulaire. [0024] According to certain embodiments of the invention, the blank and the pierced part have rotational symmetry. In particular, the peripheral face of the pierced part is of revolution. According to one possibility, the hole, emerging or not, has a cylindrical geometry of circular section.
[0025] Dans le présent texte, le „trou“ correspond à l'évidement initial résultant du perçage de l'ébauche par laser femtoseconde, que ce soit un trou débouchant résultant du perçage complet d'une face à l'autre de l'ébauche par laser femtoseconde, ou un trou non débouchant résultant du perçage depuis l'une des faces de l'ébauche. Ce trou est ensuite éventuellement agrandi dans l'une ou l'autre ou, le cas échéant, les deux portions adjacentes aux deux faces de l'ébauche. Pour un palier de pivotement comportant un trou et une creusure ou un cône d'engagement, le trou reste seulement dans sa forme et sa dimension résultant du perçage initial, dans la partie de la pierre au contact de laquelle le pivot viendra pivoter en fonctionnement normal. Le diamètre du trou correspond ainsi sensiblement au diamètre de la pièce percée, en particulier pour un pivot, aux tolérances et jeux près. [0025] In the present text, the "hole" corresponds to the initial recess resulting from the drilling of the blank by femtosecond laser, whether it is a through hole resulting from the complete drilling from one side to the other of the roughing by femtosecond laser, or a blind hole resulting from drilling from one of the faces of the roughing. This hole is then optionally enlarged in one or the other or, where appropriate, the two portions adjacent to the two faces of the blank. For a pivot bearing comprising a hole and a recess or an engagement cone, the hole remains only in its shape and its dimension resulting from the initial drilling, in the part of the stone in contact with which the pivot will pivot in normal operation . The diameter of the hole thus corresponds substantially to the diameter of the drilled part, in particular for a pivot, within tolerances and clearances.
[0026] Dans certains modes de réalisation, l'étape d'usinage de l'ébauche comprend, en outre, après le perçage du trou la réalisation par laser femtoseconde d'une étape supplémentaire d'usinage de la paroi du trou, dans toute sa profondeur ou seulement sur une portion de sa profondeur. La réalisation d'un olivage est une possibilité. Selon d'autres possibilités, il peut s'agir de l'usinage d'un chanfrein, l'usinage d'une rainure, l'usinage d'une surface cylindrique conique, de micro-usinages, de texturation ou de structuration de surface. [0026] In certain embodiments, the step of machining the blank further comprises, after the drilling of the hole, the production by femtosecond laser of an additional step of machining the wall of the hole, in all its depth or only over a portion of its depth. The realization of an olive grove is a possibility. According to other possibilities, it can be the machining of a chamfer, the machining of a groove, the machining of a conical cylindrical surface, micro-machining, texturing or surface structuring .
[0027] Dans certains modes de réalisation, l'étape d'usinage de l'ébauche comprend, en outre, avant ou après le perçage du trou, la réalisation sur l'une au moins parmi la première face et la deuxième face, d'un élément fonctionnel centré sur ledit centre de perçage, par ablation de matière. Par exemple, il peut s'agir d'un usinage d'un élément fonctionnel par laser femtoseconde, tel qu'une creusure. [0027] In certain embodiments, the step of machining the blank further comprises, before or after the drilling of the hole, the production on at least one of the first face and the second face, of a functional element centered on said drilling center, by removal of material. For example, it may involve machining a functional element by femtosecond laser, such as a hollow.
[0028] Dans certains modes de réalisation, l'étape d'usinage de l'ébauche comprend, en outre, la réalisation sur chacune parmi la première face et la deuxième face, d'un élément fonctionnel centré sur ledit centre de perçage, par ablation de matière. Par exemple, il peut s'agir d'un usinage d'un élément fonctionnel, tel qu'une creusure sur chaque face, pour former une pierre à deux creusures, par laser femtoseconde ou par une autre technique d'ablation de matière. [0028] In some embodiments, the step of machining the blank further comprises producing on each of the first face and the second face, a functional element centered on said drilling center, by removal of material. For example, it may involve machining a functional element, such as a hollow on each face, to form a stone with two hollows, by femtosecond laser or by another material ablation technique.
[0029] Dans certains modes de réalisation, l'étape d'usinage de l'ébauche comprend, en outre, l'ablation de matière sur la face périphérique de l'ébauche, qui relie la première face à la deuxième face, sur au moins une des surfaces de la face périphérique. On peut ainsi par exemple former un chanfrein. [0029] In certain embodiments, the step of machining the blank further comprises the removal of material on the peripheral face of the blank, which connects the first face to the second face, on at least least one of the surfaces of the peripheral face. It is thus possible, for example, to form a chamfer.
[0030] Dans l'une ou l'autre des situations qui précèdent, l'ablation de matière peut s'effectuer par usinage laser femtoseconde. [0030] In either of the above situations, material ablation can be performed by femtosecond laser machining.
[0031] Dans certains modes de réalisation, le trou est de révolution autour d'un axe central passant par le centre de perçage. [0031] In certain embodiments, the hole is of revolution around a central axis passing through the center of the hole.
[0032] On comprend que dans certaines configurations de l'invention pour lesquelles le perçage de l'ébauche s'effectue dans une ébauche non montée dans un support, on réalise la formation du trou par référence à la face périphérique de l'ébauche, qui est généralement de forme circulaire, mais peut présenter toute autre forme. Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de permettre, par cette construction du trou autour de la face périphérique, donc par exemple du diamètre extérieur, de prendre en compte les écarts éventuels de forme et/ou de géométrie de cette face extérieure par rapport à la forme théorique idéale de cette face extérieure, ces écarts ne venant alors pas s'ajouter à tout écart dimensionnel du trou par rapport à son modèle idéal. It is understood that in certain configurations of the invention for which the drilling of the blank is carried out in a blank not mounted in a support, the formation of the hole is carried out by reference to the peripheral face of the blank, which is generally circular in shape, but can have any other shape. This solution has the particular advantage over the prior art of allowing, by this construction of the hole around the peripheral face, therefore for example of the outer diameter, to take into account any deviations in shape and/or geometry of this outer face with respect to the ideal theoretical shape of this outer face, these deviations then not being added to any dimensional deviation of the hole with respect to its ideal model.
[0033] De la même façon, dans les autres configurations de mise en oeuvre de l'invention, dans lesquelles l'ébauche est déjà montée dans son support qui appartient à l'environnement fonctionnel final de la pièce percée, ce support étant éventuellement monté dans une autre pièce, on peut prendre en compte la position de l'ébauche dans le support et/ou dans cette autre pièce, pour déterminer le centre de perçage puis pour réaliser le perçage du trou par laser femtoseconde. In the same way, in the other implementation configurations of the invention, in which the blank is already mounted in its support which belongs to the final functional environment of the pierced part, this support possibly being mounted in another part, the position of the blank in the support and/or in this other part can be taken into account, to determine the drilling center and then to drill the hole by femtosecond laser.
[0034] Plus généralement, lors de la détermination dudit emplacement de centre de perçage, la géométrie du support et/ou la position de l'ébauche dans ledit support et/ou la position du support dans l'environnement fonctionnel final de la pièce percée, est possiblement également prise en compte. [0034] More generally, when determining said drilling center location, the geometry of the support and/or the position of the blank in said support and/or the position of the support in the final functional environment of the drilled part , may also be taken into account.
[0035] Un tel support ou une telle autre pièce est par exemple un pont ou une platine ou un chaton. On obtient donc une pièce finale percée formant un palier de pivotement qui risque moins de sortir des écarts de tolérances pour remplir sa fonction de pivotement dans l'ensemble fonctionnel auquel appartient le palier de pivotement, que dans le cas d'un procédé de fabrication traditionnel. Un tel support ou une telle autre pièce est par exemple un corps entourant une férule de connexion pour fibre optique, un passe-trou pour des connecteurs isolés, un palier d'un micro-actuateur axial. [0035] Such a support or such other part is for example a bridge or a plate or a bezel. A final pierced part is therefore obtained forming a pivot bearing which is less likely to come out of tolerance deviations to fulfill its pivoting function in the functional assembly to which the pivot bearing belongs, than in the case of a traditional manufacturing process. . Such a support or such another part is, for example, a body surrounding an optical fiber connection ferrule, a pass-hole for insulated connectors, a bearing of an axial micro-actuator.
[0036] Selon certains modes de réalisation, ledit support est métallique. Selon d'autres modes de réalisation, ledit support en en céramique. According to certain embodiments, said support is metallic. According to other embodiments, said ceramic support.
[0037] Selon certains modes de réalisation, ledit support et l'ébauche (donc la pièce percée) sont dans des matériaux différents, par exemple le support est métallique et l'ébauche (donc la pièce percée) est en céramique. According to certain embodiments, said support and the blank (therefore the pierced part) are made of different materials, for example the support is metallic and the blank (therefore the pierced part) is ceramic.
[0038] Selon certains modes de réalisation, ledit support forme un composant horloger appartenant à la liste suivante : chaton, pièce d'un antichoc horloger, pièce d'un ensemble de raquetterie, pont, platine, rouage, pièce du mécanisme de remontage et de mise à l'heure, pièce de mouvement horloger ou d'une ébauche horlogère, un palier, une cage de roulement à billes, un composant de joaillerie et un composant pour un instrument d'écriture ou ledit support forme un composant d'un dispositif d'injection de carburant, d'une carte à échantillonnage vertical ou micro-poche verticale, d'un inhalateur doseur, d'un dispositif d'instrumentation scientifique, d'une buse d'imprimante à jet d'encre, d'un détecteur, ou d'un capteur, d'un circuit à haute résolution, d'une pile à combustible, ou d'un système d'interconnexion de fibres optiques, par exemple une férule, ou d'un système d'interconnexion électronique, par exemple une micro vis. [0038] According to certain embodiments, said support forms a watch component belonging to the following list: bezel, part of a watch shock absorber, part of a set of gears, bridge, plate, cog, part of the winding mechanism and time-setting device, part of a horological movement or of a horological blank, a bearing, a ball-bearing cage, a jewelery component and a component for a writing instrument or the said support forms a component of a fuel injection device, vertical sample card or vertical micro-pocket, metered dose inhaler, scientific instrumentation device, ink jet printer nozzle, a detector, or a sensor, of a high resolution circuit, of a fuel cell, or of an interconnection system of optical fibers, for example a ferrule, or of an electronic interconnection system , for example a micro screw.
[0039] Lorsque le trou est destiné à recevoir un composant, ce composant est dans bon nombre de cas formé d'un ensemble de pièces. Ainsi, par exemple, le composant est par exemple un composant horloger formé d'un balancier assemblé d'un oscillateur du type balancier-spiral. Par „balancier assemblé“, nous entendons un ensemble constitué d'un balancier et d'un arbre, le balancier étant monté, notamment chassé sur l'arbre qui vient s'insérer dans le trou du palier de pivotement formé de la pièce percée. Selon d'autres situation, le composant destiné à venir se loger dans le trou appartient à un ensemble de pièces : par exemple, l'ensemble de pièces peut comprendre un amortisseur horloger. Un tel amortisseur peut comprendre un chaton, le palier, une pierre de contre-pivot et un ressort. La pièce percée est alors un palier de type pierre de pivotement ou pierre de pivot qui est logée dans le chaton. When the hole is intended to receive a component, this component is in many cases formed from a set of parts. Thus, for example, the component is for example a timepiece component formed of a balance assembled with an oscillator of the balance-spring type. By "assembled balance", we mean an assembly consisting of a balance and a shaft, the balance being mounted, in particular driven on the shaft which is inserted into the hole of the pivot bearing formed by the drilled part. According to other situations, the component intended to be housed in the hole belongs to a set of parts: for example, the set of parts can comprise a watchmaker damper. Such a damper may comprise a kitten, the bearing, a counter-pivot stone and a spring. The pierced part is then a bearing of the pivot stone or pivot stone type which is housed in the bezel.
[0040] En particulier et de façon non limitative, la présente invention concerne la fabrication d'une telle pièce percée à partir d'une ébauche, que cette ébauche soit ou non déjà montée dans un support qui appartient à l'environnement fonctionnel final de ladite pièce percée. Cet environnement fonctionnel final correspond à la pièce formant le support (de l'ébauche puis du palier de pivotement) ou l'ensemble de pièces qui se trouve(nt) dans le voisinage de la pièce percée, qui comprennent le support, et qui soit est (sont) solidaire(s) de la pièce percée, comme son support, ou soit qui est (sont) montée(s), mobile(s) ou fixe(s), avec une de ces pièces solidaires de la pièce percée. Par exemple, l'environnement fonctionnel final et l'ensemble de pièce peut comprendre un pont comme une platine ou un pont de balancier formant le support sur lequel est chassé la pièce percée formant un palier de pivotement résultant du procédé de fabrication selon l'invention. Dans le présent texte, l'environnement fonctionnel final ne comprend pas les pièces qui pourraient gêner ou empêcher l'usinage de l'ébauche et en particulier le perçage de l'ébauche pour former le palier de pivotement. Ainsi, par exemple, le tourillon ou l'arbre destiné à venir pivoter dans le trou du palier de pivotement, doit être absent lors du perçage de l'ébauche pour former le trou du palier de pivotement, de sorte que ce tourillon ou cet arbre ne fait pas partie de l'environnement fonctionnel final lors du perçage. In particular and without limitation, the present invention relates to the manufacture of such a drilled part from a blank, whether or not this blank is already mounted in a support which belongs to the final functional environment of said pierced part. This final functional environment corresponds to the part forming the support (of the blank then of the pivot bearing) or the set of parts which is located in the vicinity of the drilled part, which includes the support, and which is is (are) attached to the pierced part, such as its support, or either which is (are) mounted, mobile(s) or fixed, with one of these parts attached to the pierced part. For example, the final functional environment and the part assembly may comprise a bridge such as a plate or a balance bridge forming the support on which the pierced part is driven forming a pivot bearing resulting from the manufacturing method according to the invention. . In the present text, the final functional environment does not include the parts which could hinder or prevent the machining of the blank and in particular the drilling of the blank to form the pivot bearing. Thus, for example, the pin or the shaft intended to come to pivot in the hole of the pivot bearing, must be absent during the drilling of the blank to form the hole of the pivot bearing, so that this pin or this shaft is not part of the final functional environment when drilling.
[0041] La présente invention concerne également une pièce percée de microtechnique dans un matériau dur présentant une dureté Vickers égale ou supérieure à 1'200 HV, obtenue par le procédé de fabrication tel qu'exposé dans le présent texte. The present invention also relates to a pierced microtechnology part in a hard material having a Vickers hardness equal to or greater than 1,200 HV, obtained by the manufacturing method as described in this text.
Brève description des figuresBrief description of figures
[0042] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles : La figure 1 illustre les étapes du procédé de fabrication selon l'invention pour une pièce percée formant un premier type de palier de pivotement, La figure 2 illustre les étapes du procédé de fabrication selon l'invention pour une pièce percée formant un deuxième type de palier de pivotement, La figure 3 représente une vue en projection d'une première face d'une platine dans laquelle sont montés des paliers de pivotement obtenus par le procédé de fabrication selon l'invention, la platine formant également une pièce percée selon la présente invention, La figure 4 représente une vue en perspective de la platine de la figure 3 selon la seconde face de la platine, La figure 5 représente en coupe longitudinale une buse dont la sortie du passage de liquide est équipée d'une ébauche destinée à former une pièce percée obtenue par le procédé de fabrication selon l'invention, La figure 6 représente en coupe longitudinale la buse de la figure 5 dont la sortie du passage de liquide est équipée de la pièce percée obtenue par le procédé de fabrication selon l'invention, La figure 7 représente en perspective et en coupe un outil utilisé pour insémination artificielle d'une reine d'abeilles, équipé d'une ébauche destinée à former une pièce percée obtenue par le procédé de fabrication selon l'invention, La figure 8 est la même vue que celle de la figure 7 après perçage de l'ébauche selon le procédé de fabrication selon l'invention, formant l'ouvertures pour l'introduction du dard d'une reine d'abeilles lors d'une insémination artificielle, La figure 9 représente en perspective et en coupe longitudinale d'un élément séparateur permettant le passage de fils, tels que des fils électriques, tout en gardant une étanchéité, cet élément séparateur étant équipé d'ébauches destinées à former des pièces percées obtenues par le procédé de fabrication selon l'invention, et La figure 10 est la même vue que celle de la figure 9 après perçage des ébauches selon le procédé de fabrication selon l'invention, formant les ouvertures pour le passage individuel des fils.Examples of implementation of the invention are indicated in the description illustrated by the appended figures in which: Figure 1 illustrates the steps of the manufacturing method according to the invention for a pierced part forming a first type of pivot bearing, Figure 2 illustrates the steps of the manufacturing method according to the invention for a pierced part forming a second type of pivot bearing, FIG. 3 represents a projected view of a first face of a plate in which are mounted pivot bearings obtained by the manufacturing method according to the invention, the plate also forming a pierced part according to the present invention, Figure 4 shows a perspective view of the plate of Figure 3 according to the second face of the plate, FIG. 5 shows in longitudinal section a nozzle whose outlet from the liquid passage is equipped with a blank intended to form a pierced part obtained by the manufacturing method according to the invention, FIG. 6 shows in longitudinal section the nozzle of FIG. 5 whose outlet from the liquid passage is equipped with the pierced part obtained by the manufacturing method according to the invention, FIG. 7 represents in perspective and in section a tool used for artificial insemination of a queen bee, equipped with a blank intended to form a pierced part obtained by the manufacturing method according to the invention, Figure 8 is the same view as that of Figure 7 after drilling the blank according to the manufacturing method according to the invention, forming the openings for the introduction of the stinger of a queen bee during a artificial insemination, FIG. 9 shows in perspective and in longitudinal section a separator element allowing the passage of wires, such as electrical wires, while maintaining a seal, this separator element being equipped with blanks intended to form pierced parts obtained by the manufacturing process according to the invention, and FIG. 10 is the same view as that of FIG. 9 after drilling the blanks according to the manufacturing method according to the invention, forming the openings for the individual passage of the wires.
Exemple(s) de mode de réalisation de l'inventionExample(s) of embodiment of the invention
[0043] Sur la figure 1, est présenté le procédé de fabrication d'une pièce percée de microtechnique qui est un palier de pivotement 101 formant une pierre plate. L'ébauche 100 visible sur la figure 1.a présente une première face 100a plane, une deuxième face plane 100b, parallèle à la première face 100a et une face périphérique 100c reliant la première face 100a à la deuxième face 100b. La face périphérique 100c est essentiellement cylindrique de section circulaire. L'ébauche 100 forme essentiellement donc un tronçon de cylindre de section circulaire avec un axe de révolution X-X'. Cette ébauche 100 présente éventuellement des écarts de tolérance par rapport aux dimensions théoriques, mais selon la présente invention, on utilise une ébauche avec de très faibles écarts par rapport aux cotes théoriques, qui restent dans le cahier des charges. Typiquement, ces écarts sont au maximum de + ou - 3 micromètres par rapport à la valeur théorique, pour le diamètre D mesuré au niveau de la face périphérique 100c, en particulier pour un diamètre compris entre 700 et 1000 micromètres. In Figure 1, is shown the method of manufacturing a pierced piece of microtechnology which is a pivot bearing 101 forming a flat stone. The blank 100 visible in Figure 1.a has a first flat face 100a, a second flat face 100b, parallel to the first face 100a and a peripheral face 100c connecting the first face 100a to the second face 100b. The peripheral face 100c is essentially cylindrical with a circular section. The blank 100 therefore essentially forms a cylinder section of circular section with an axis of revolution X-X'. This blank 100 possibly has tolerance deviations from the theoretical dimensions, but according to the present invention, a blank is used with very small deviations from the theoretical dimensions, which remain in the specifications. Typically, these deviations are at most + or - 3 micrometers with respect to the theoretical value, for the diameter D measured at the level of the peripheral face 100c, in particular for a diameter comprised between 700 and 1000 micrometers.
[0044] Cette ébauche 100 est par exemple obtenue par usinage (par enlèvement ou ablation de matière) au moyen d'une machine d'usinage telle qu'une machine de tournage CNC (commande numérique par calculateur) 5 axes, par une technique ne recourant pas à la détermination d'un centre matière, à avoir une technique „centerless“. This blank 100 is for example obtained by machining (by removal or ablation of material) by means of a machining machine such as a 5-axis CNC (computer numerical control) turning machine, by a technique not not resorting to the determination of a material center, to having a "centerless" technique.
[0045] Cette ébauche 100 est ensuite placée dans la machine d'usinage par laser femtoseconde (non illustrée), sur un plateau et des moyens de prise de vue tels qu'une caméra prennent des images de l'ébauche depuis sa première face 100a et permettent d'identifier le contour de l'ébauche 100 délimitant sa face périphérique 100c et de déterminer, par reconnaissance d'image et par calcul, un emplacement de centre de perçage C. la connaissance de ce centre de perçage C permet de déterminer la position du trou à percer, centré sur ce centre de perçage C par lequel passe l'axe de révolution X-X' du palier de pivotement 101 après perçage du trou 110. L'ébauche 100 est soumise au perçage laser femtoseconde selon un faisceau 200, comme illustré schématiquement sur la figure 1.b, afin de percer le trou 110 circulaire, formant un trou débouchant entre la première face 100a et la deuxième face 100b, selon une géométrie cylindrique de section circulaire, centré sur l'axe X-X'. On obtient une grande précision dimensionnelle au micron de ce trou 110, avec un écart dimensionnel maximal de l'ordre de 1 à 2 micromètre(s) par rapport au diamètre théorique. De cette façon, on comprend que le diamètre externe D (face périphérique 100c) est concentrique avec le diamètre interne d (trou 110). Le trou présente en général un diamètre de l'ordre de 50 micromètres à 100 micromètres. This blank 100 is then placed in the femtosecond laser machining machine (not shown), on a plate and shooting means such as a camera take images of the blank from its first face 100a and make it possible to identify the contour of the blank 100 delimiting its peripheral face 100c and to determine, by image recognition and by calculation, a location of the drilling center C. the knowledge of this drilling center C makes it possible to determine the position of the hole to be drilled, centered on this drilling center C through which passes the axis of revolution X-X' of the pivot bearing 101 after drilling the hole 110. The blank 100 is subjected to femtosecond laser drilling according to a beam 200, as schematically illustrated in Figure 1.b, in order to drill the circular hole 110, forming a through hole between the first face 100a and the second face 100b, according to a cylindrical geometry of circular section, centered on the axis X-X'. A high dimensional precision is obtained to the micron of this hole 110, with a maximum dimensional difference of the order of 1 to 2 micrometer(s) with respect to the theoretical diameter. In this way, it is understood that the external diameter D (peripheral face 100c) is concentric with the internal diameter d (hole 110). The hole generally has a diameter of the order of 50 micrometers to 100 micrometers.
[0046] Sur la figure 1c, une étape supplémentaire d'usinage est illustrée : il s'agit d'une étape d'olivage pour diminuer la surface de frottement avec l'arbre qui sera logé dans le trou 110. La paroi du trou 110 est rendue convexe pour former un trou olivé 110'. Dans ce cas, l'étape d'usinage de l'ébauche comprend, en outre, après le perçage du trou 110 la réalisation par laser femtoseconde (faisceau 200) d'un olivage d'au moins un tronçon de la paroi dudit trou 110. Dans le cas de la figure 1.c, l'olivage est réalisé sur toute la hauteur du trou 110' qui présente une forme de diabolo. Cet olivage peut se faire depuis la première face 100a (celle sur laquelle on détermine le centre de perçage) comme sur la figure 1.c, ou depuis la seconde face 100b, voire depuis successivement chacune des deux faces 100a et 100b si cela est plus adapté pour des raisons d'accessibilité de toute l'étendue de la zone à arrondir. À l'issue de cet olivage, le trou 110' présente toujours un diamètre d, dans sa zone de plus petit diamètre, centré sur l'axe X-X'. In FIG. 1c, an additional machining step is illustrated: this is a turning step to reduce the friction surface with the shaft which will be housed in the hole 110. The wall of the hole 110 is made convex to form an olive-shaped hole 110'. In this case, the step of machining the blank further comprises, after the drilling of the hole 110, the production by femtosecond laser (beam 200) of a olivage of at least a section of the wall of said hole 110 In the case of FIG. 1.c, the truing is carried out over the entire height of the hole 110' which has the shape of a diabolo. This olivage can be done from the first face 100a (the one on which the center of the hole is determined) as in figure 1.c, or from the second face 100b, or even from each of the two faces 100a and 100b successively if this is more suitable for reasons of accessibility of the entire extent of the area to be rounded off. At the end of this binding, the hole 110' still has a diameter d, in its zone of smallest diameter, centered on the axis X-X'.
[0047] Après l'usinage de l'ébauche 100, on peut procéder à une étape de finition sur le palier de pivotement 100 (ou plus généralement sur la pièce percée), comprenant l'une au moins des opérations suivantes : polissage, brossage, réalisée(s) selon une technique classique. Il peut s'agir d'un procédé de finition par des moyens mécaniques ou des moyens chimiques ou par plasma tel que le DRIE („Deep Reactive Ion Etching“ pour gravure ionique réactive profonde). De cette façon, on peut par exemple minimiser la rugosité des surfaces opérationnelles du trou du palier (ou plus généralement de la pièce percée) et/ou de conférer une convexité à l'une ou l'autre des faces du palier (ou plus généralement sur la pièce percée), telle qu'une face bombée.After machining the blank 100, one can proceed to a finishing step on the pivot bearing 100 (or more generally on the pierced part), comprising at least one of the following operations: polishing, brushing , produced using a conventional technique. It can be a finishing process by mechanical means or chemical means or by plasma such as DRIE („Deep Reactive Ion Etching“). In this way, it is possible, for example, to minimize the roughness of the operational surfaces of the hole in the bearing (or more generally of the drilled part) and/or to confer convexity on one or the other of the faces of the bearing (or more generally on the drilled part), such as a domed face.
[0048] On se reporte maintenant à la figure 2 représentant le procédé de fabrication d'un palier de pivotement 102 formant une pierre olivée. On part d'une ébauche similaire à l'ébauche 100 de la figure 1a, et on détermine le centre de perçage C à partir de la face périphérique 100c qui est ici essentiellement cylindrique de section circulaire. On pourrait disposer d'une ébauche avec une autre forme pour la face périphérique 100c, soit par exemple une forme cylindrique de section non circulaire. Dans ce cas, l'étape d'usinage de l'ébauche 100 comprend, en outre, avant le perçage du trou la réalisation d'une creusure 112 centrée sur ledit centre de perçage C. Selon une variante non représentée, la creusure 112 est usinée après la réalisation du perçage du trou 110. Sur la figure 2.a, la creusure est usinée depuis la deuxième face 100b de l'ébauche 100, qui présente un chanfrein 100b1 le long de sa bordure. Selon une variante non représentée, la creusure est usinée depuis la première face 100a de l'ébauche 100. Selon une variante non représentée, une creusure est usinée depuis la première face 100a de l'ébauche 100 et une autre creusure 112 est usinée depuis la deuxième face 100b de l'ébauche 100. L'usinage de cette creusure 112 ou de ces creusures est par exemple réalisé par une machine d'usinage telle qu'une machine numérique CNC. Plus généralement, la réalisation de la creusure 112 est effectuée avant le perçage du trou sur une machine à usiner par retrait de matière au moyen d'un outil. On n'exclut pas dans le cadre de l'invention le cas de l'usinage de cette creusure 112 après le perçage du trou 110, par une machine à usiner femto laser. Referring now to Figure 2 showing the method of manufacturing a pivot bearing 102 forming an olive stone. The starting point is a blank similar to the blank 100 of FIG. 1a, and the center of the hole C is determined from the peripheral face 100c which here is essentially cylindrical with a circular section. One could have a blank with another shape for the peripheral face 100c, or for example a cylindrical shape of non-circular section. In this case, the step of machining the blank 100 further comprises, before drilling the hole, making a recess 112 centered on said drilling center C. According to a variant not shown, the recess 112 is machined after drilling the hole 110. In FIG. 2.a, the recess is machined from the second face 100b of the blank 100, which has a chamfer 100b1 along its edge. According to a variant not shown, the hollow is machined from the first face 100a of the blank 100. According to a variant not shown, a hollow is machined from the first face 100a of the blank 100 and another hollow 112 is machined from the second face 100b of the blank 100. The machining of this hollow 112 or of these hollows is for example carried out by a machining machine such as a CNC digital machine. More generally, the realization of the recess 112 is carried out before the drilling of the hole on a machine to be machined by removal of material by means of a tool. The case of the machining of this hollow 112 after the drilling of the hole 110, by a femto laser machine, is not excluded within the scope of the invention.
[0049] Comme dans le cas de la figure 2, si la creusure est usinée avant le perçage du trou 110, on détermine le centre de perçage C (par lequel passe l'axe de révolution X-X' du palier de pivotement 102) avant d'usiner la creusure. Ensuite on transfère l'ébauche sur la machine d'usinage par laser femtoseconde (non illustrée), et les moyens de prise d'images prennent des images de l'ébauche depuis sa deuxième face 100b et permettent d'identifier le contour de l'ébauche 100 délimitant sa face périphérique 100c et de déterminer, par reconnaissance d'image et par calcul, un emplacement de centre de perçage C' au fond de la creusure 112. L'ébauche 100 est soumise au perçage laser femtoseconde selon un faisceau 200, comme illustré schématiquement sur la figure 2.b, afin de percer le trou 110 débouchant sur la première face 100a. Ce perçage du trou s'effectue sur l'ébauche 100 déjà pourvue de la creusure 112, donc entre une seconde face 100b non plane et la première face 100a. As in the case of Figure 2, if the recess is machined before drilling the hole 110, the center of the hole C is determined (through which the axis of revolution X-X' of the pivot bearing 102 passes) before machine the hollow. Then the blank is transferred to the femtosecond laser machining machine (not shown), and the image pickup means take images of the blank from its second face 100b and make it possible to identify the outline of the blank 100 delimiting its peripheral face 100c and to determine, by image recognition and by calculation, a drilling center location C′ at the bottom of the recess 112. The blank 100 is subjected to femtosecond laser drilling according to a beam 200, as illustrated schematically in Figure 2.b, in order to drill the hole 110 opening onto the first face 100a. This drilling of the hole is carried out on the blank 100 already provided with the recess 112, therefore between a second face 100b which is not planar and the first face 100a.
[0050] Sur la figure 2.c, une étape supplémentaire d'usinage est illustrée : il s'agit d'une étape d'olivage par le faisceau laser 200 pour diminuer la surface de frottement avec l'arbre qui sera logé dans le trou 110. La paroi du trou 110 est rendue convexe pour former un trou olivé 110'. [0050] In Figure 2.c, an additional machining step is illustrated: this is a step of binding by the laser beam 200 to reduce the friction surface with the shaft which will be housed in the hole 110. The wall of hole 110 is made convex to form a keyhole 110'.
[0051] Pour ces éventuelles étapes qui suivent le perçage du trou, donc par exemple l'olivage, ou un autre type d'usinage du trou ou de l'une ou l'autre des faces de l'ébauche, telle que la formation de la creusure, on peut donc utiliser comme référence la position du centre de perçage C. S'il s'agit de l'usinage de l'une des faces de l'ébauche, cette étape éventuelle peut être mise en oeuvre avant ou après le perçage du trou. Ainsi, on comprend que pour ces étapes d'usinage par ablation de matière, avec le femtolaser ou par une autre technologie d'usinage, on peut prendre en compte la position du centre de perçage qui a été déterminée préalablement de sorte que ces autres formes usinées sont positionnées également de façon juste par rapport à la face périphérique de l'ébauche. Ainsi, dans le cas d'une pièce percée, notamment d'un palier ou d'une pierre de révolution, l'ensemble des formes et zones usinées l'ont été par rapport au diamètre extérieur de l'ébauche, ou plus exactement par rapport au contour de l'ébauche. [0051] For these possible steps which follow the drilling of the hole, therefore for example the olive-turning, or another type of machining of the hole or of one or the other of the faces of the blank, such as the formation of the hollow, the position of the center of the hole C can therefore be used as a reference. drilling the hole. Thus, we understand that for these machining steps by material ablation, with the femtolaser or by another machining technology, we can take into account the position of the drilling center which has been determined beforehand so that these other shapes machined are also positioned accurately relative to the peripheral face of the blank. Thus, in the case of a drilled part, in particular a bearing or a revolution stone, all the shapes and machined zones have been machined in relation to the outer diameter of the blank, or more exactly by relative to the outline of the blank.
[0052] Les opérations d'usinage au laser pulsé femto seconde s'effectuent avec un laser de longueur d'onde comprises par exemple entre 200 nm et 2000 nm, de préférence entre 400 nm et 1 000 nm, bornes incluses. Les paramètres du laser peuvent être par exemple : puissance moyenne entre 1 W et 100 W, énergie par pulse entre 10 µJ et 4000 µJ, fréquence entre 100 kHz et 1000 kHz, durée d'impulsion entre 100 fs et 2 ps. On peut atteindre des précisions d'usinage importantes, de l'ordre de 1 micromètre, voire moins, et rugosité Ra de surface de l'ordre de 50 nanomètres, voire moins. The femtosecond pulsed laser machining operations are carried out with a laser with a wavelength comprised for example between 200 nm and 2000 nm, preferably between 400 nm and 1000 nm, limits included. The parameters of the laser can be for example: average power between 1 W and 100 W, energy per pulse between 10 µJ and 4000 µJ, frequency between 100 kHz and 1000 kHz, pulse duration between 100 fs and 2 ps. It is possible to achieve high machining accuracies, of the order of 1 micrometer, or even less, and surface roughness Ra of the order of 50 nanometers, or even less.
[0053] Lors du perçage du trou 110 dans l'ébauche 100 de la pièce percée, la machine à usiner par laser femtoseconde est apte à réaliser des trous ayant un diamètre entre 200 micromètres et 500 micromètres et une profondeur entre 500 micromètres et 1000 micromètres, chaque trou 110 étant réalisé dans un temps d'usinage inférieur à 1 seconde. Dans le domaine de l'horlogerie, typiquement les pierres présentent un diamètre extérieur compris entre 50 micromètres et 2000 micromètres, et souvent compris entre 700 micromètres et 1000 micromètres, bornes incluses. Dans le domaine de l'horlogerie, typiquement, les pierres présentent une épaisseur comprise entre 50 micromètres et 1000 micromètres, bornes incluses. Typiquement, la machine à usiner permet de réaliser le perçage des trous, et éventuellement une ou deux opérations d'usinage supplémentaires, en moins de 10000 secondes pour au moins 5000 ébauches ou pièces. When drilling the hole 110 in the blank 100 of the drilled part, the femtosecond laser machining machine is able to make holes having a diameter between 200 micrometers and 500 micrometers and a depth between 500 micrometers and 1000 micrometers , each hole 110 being made in a machining time of less than 1 second. In the field of watchmaking, stones typically have an outside diameter comprised between 50 micrometers and 2000 micrometers, and often comprised between 700 micrometers and 1000 micrometers, limits included. In the field of watchmaking, stones typically have a thickness of between 50 micrometers and 1000 micrometers, limits included. Typically, the machining machine makes it possible to perform the drilling of the holes, and possibly one or two additional machining operations, in less than 10,000 seconds for at least 5,000 blanks or parts.
[0054] On se reporte maintenant aux figures 3 et 4 illustrant une platine 120 formant une pièce percée pourvue de trois perçages 122 de réception d'un palier de pivotement 102 sous forme de pierre olivée. En l'espèce, ces trois perçages 122 sont débouchants et positionnés dans une zone de la platine d'épaisseur réduite, cette zone étant formé d'une cavité non débouchante 126 visible sur la figure 4 montrant la seconde face de la platine 120. Cette cavité non débouchante 126 peut être usinée dans la platine 120 par laser femtoseconde selon le procédé de la présente invention, la platine 120 formant alors la pièce percée et la cavité 126 formant le trou, ou usinée par une autre technique d'ablation de matière, par exemple sur une machine de tournage CNC (commande numérique par calculateur) 5 axes. Cette cavité non débouchante 126 présente une forme complexe avec trois cercles qui se recoupent deux à deux, et chaque cercle comporte un perçage 122 placé sensiblement au centre du cercle. Referring now to Figures 3 and 4 illustrating a plate 120 forming a pierced part provided with three holes 122 for receiving a pivot bearing 102 in the form of olive stone. In this case, these three holes 122 are emerging and positioned in a zone of the plate of reduced thickness, this zone being formed of a non-emerging cavity 126 visible in FIG. 4 showing the second face of the plate 120. This blind cavity 126 can be machined in plate 120 by femtosecond laser according to the method of the present invention, plate 120 then forming the drilled part and cavity 126 forming the hole, or machined by another material ablation technique, for example on a 5-axis CNC (computer numerical control) turning machine. This blind cavity 126 has a complex shape with three circles which intersect in pairs, and each circle has a bore 122 placed substantially in the center of the circle.
[0055] Selon une disposition possible du procédé selon la présente invention, le perçage du trou 110 de chaque palier de pivotement 102 est effectué par laser femtoseconde alors que l'ébauche de ce palier de pivotement 102 est déjà montée (chassée) dans le perçage 122 de la platine 120. Dans ce cas, la détermination de l'emplacement du centre de perçage C' des ébauches de ces paliers de pivotement 102 est effectuée en prenant en compte la position de la face périphérique de l'ébauche par rapport à la platine 120. Sur les figures 3 et 4, seuls les paliers 102 sont montés sur la platine 120, mais on peut se trouver dans la situation dans laquelle d'autres éléments du mouvement horloger sont montés sur la platine lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, ce qui comporte la détermination du centre de perçage et la réalisation par usinage par laser femtoseconde du perçage du trou 110. According to a possible arrangement of the method according to the present invention, the drilling of the hole 110 of each pivot bearing 102 is carried out by femtosecond laser while the blank of this pivot bearing 102 is already mounted (driven out) in the hole 122 of the plate 120. In this case, the location of the drilling center C′ of the blanks of these pivot bearings 102 is determined by taking into account the position of the peripheral face of the blank relative to the plate 120. In FIGS. 3 and 4, only the bearings 102 are mounted on the plate 120, but one may find oneself in the situation in which other elements of the watch movement are mounted on the plate during the implementation of the method according to the invention, which comprises the determination of the center of the drilling and the production by femtosecond laser machining of the drilling of the hole 110.
[0056] Par exemple, on peut considérer le cas d'un pont formant un support de paliers de pivotement, dans lequel sont montées châssées, une à une, dans des ouvertures correspondantes, des ébauches destinées à former des paliers de pivotement. Ce pont avec ébauches est traité par un système de vision avec prise d'images lors de la mise en oeuvre d'une étape de mesure, ce qui permet de déterminer le „vrai“ centre de perçage de chaque palier, puis de percer au femto laser chaque ébauche sur le „vrai“ centre de perçage avant de placer le pont sur un autre poste de traitement. On comprend que le „vrai“ centre de perçage est le centre fonctionnel, et non le centre géométrique de l'ébauche/la pierre. Ce centre fonctionnel est l'emplacement sur le pont qui est fonctionnellement juste pour le pivotement du tourillon en vue de la bonne marche cinématique du mouvement horloger. For example, one can consider the case of a bridge forming a pivot bearing support, in which are mounted recessed, one by one, in corresponding openings, blanks intended to form pivot bearings. This bridge with blanks is processed by a vision system with image capture during the implementation of a measurement step, which makes it possible to determine the "true" drilling center of each bearing, then to drill femto laser each blank on the „real“ drilling center before placing the bridge on another processing station. It is understood that the „true“ drilling center is the functional center, and not the geometric center of the blank/stone. This functional center is the location on the bridge which is functionally correct for the pivoting of the journal with a view to the proper kinematic running of the watch movement.
[0057] Également, la platine 120 comporte deux perçages 124 et 125 qui sont des trous débouchants non équipés de palier de pivotement ou de pierre, qui servent respectivement à monter un élément (pièce ou ensemble de pièce) du mouvement horloger monté sur la platine (perçage de montage 124), et à repérer la position de la platine 120 (perçage d'indexage 125). Un tel perçage d'indexage 125 est circulaire sur les figures 3 et 4, mais il pourrait présenter une autre forme, par exemple une forme oblongue pour faciliter par son orientation l'angle de montage de la platine 120 dans le mouvement horloger. Chacun de ces deux perçages 124 et 125 peut être réalisé par laser femtoseconde selon le procédé de la présente invention, la platine 120 formant alors la pièce percée et le perçage 124 (125) formant alors le trou. Ces deux perçages 124 et 125 ou l'un de ces deux perçages 124 et 125 peu(ven)t servir de repère lors de la détermination du centre de perçage C pour les trous 110' des paliers de pivotement 102. [0057] Also, the plate 120 has two holes 124 and 125 which are through holes not equipped with a pivot bearing or stone, which serve respectively to mount an element (part or set of parts) of the watch movement mounted on the plate. (mounting hole 124), and to identify the position of the plate 120 (indexing hole 125). Such an indexing hole 125 is circular in FIGS. 3 and 4, but it could have another shape, for example an oblong shape to facilitate, by its orientation, the mounting angle of the plate 120 in the watch movement. Each of these two holes 124 and 125 can be made by femtosecond laser according to the method of the present invention, the plate 120 then forming the drilled part and the hole 124 (125) then forming the hole. These two holes 124 and 125 or one of these two holes 124 and 125 can be used as a reference point when determining the center of the hole C for the holes 110' of the pivot bearings 102.
[0058] Selon un autre exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, non illustré, on réalise la fabrication d'un palier de pivotement depuis son ébauche déjà montée dans un chaton, en vue de constituer un organe amortisseur de choc ou antichoc permettant de retenir l'arbre ou pivot de balancier monté dans le palier de pivotement en cas de choc. Dans ce cas, le support du palier de pivotement est le chaton et l'environnement fonctionnel final dudit palier de pivotement est l'organe amortisseur de choc. According to another example of implementation of the method according to the invention, not illustrated, the manufacture of a pivot bearing is carried out from its blank already mounted in a kitten, with a view to constituting a shock-absorbing member or anti-shock to retain the balance shaft or pivot mounted in the pivot bearing in the event of an impact. In this case, the pivot bearing support is the kitten and the final functional environment of said pivot bearing is the shock absorber member.
[0059] L'invention concerne également une série de pièces percées de microtechnique qui présentent un trou débouchant (ou un trou non débouchant) dont les dimensions répondent au cahier des charges pour au moins 90% des pièces percées, et de préférence pour au moins 95% des pièces percées. The invention also relates to a series of drilled microtechnology parts which have a through hole (or a blind hole) whose dimensions meet the specifications for at least 90% of the drilled parts, and preferably for at least 95% of parts pierced.
[0060] Parmi les dimensions mesurées pour le contrôle du respect du cahier des charges, figure au moins l'un des paramètres suivants : le diamètre du trou, notamment dans la zone où le diamètre est minimal en cas de pierre olivée. Selon une disposition, ce diamètre du trou respecte la dimension théorique du diamètre du trou avec un écart maximal de 2 micromètres, voire avec un écart maximal de 1 micromètre. Selon une disposition, ce diamètre du trou respecte la dimension théorique du diamètre du trou avec un écart maximal de 1% par rapport au diamètre théorique, voire avec un écart maximal de 0.5% par rapport au diamètre théorique, voire avec un écart maximal de 0.1 % par rapport au diamètre théorique. [0060] Among the dimensions measured for checking compliance with the specifications, there is at least one of the following parameters: the diameter of the hole, in particular in the zone where the diameter is minimal in the case of olive stone. According to one arrangement, this diameter of the hole respects the theoretical dimension of the diameter of the hole with a maximum difference of 2 micrometers, or even with a maximum difference of 1 micrometer. According to one provision, this diameter of the hole respects the theoretical dimension of the diameter of the hole with a maximum deviation of 1% compared to the theoretical diameter, even with a maximum deviation of 0.5% compared to the theoretical diameter, even with a maximum deviation of 0.1 % compared to the theoretical diameter.
[0061] On peut citer également, parmi les dimensions et les paramètres mesurés pour le contrôle du respect du cahier des charges, la concentricité entre la face périphérique et le trou de la pièce percée (par exemple une pierre ou un palier de pivotement). Selon une disposition, cette concentricité présente un écart maximal de 8 micromètres, voire un écart maximal de 5 micromètres, voire un écart maximal de 3 micromètres entre le centre du trou et le centre de la face périphérique. Mention may also be made, among the dimensions and parameters measured for checking compliance with the specifications, the concentricity between the peripheral face and the hole of the pierced part (for example a stone or a pivot bearing). According to one arrangement, this concentricity has a maximum deviation of 8 micrometers, or even a maximum deviation of 5 micrometers, or even a maximum deviation of 3 micrometers between the center of the hole and the center of the peripheral face.
[0062] Par exemple, une telle série de pièces percées comporte au moins 100 pièces percées, de préférence au moins 1000 pièces percées et avantageusement au moins 10000 pièces percées. For example, such a series of pierced parts comprises at least 100 pierced parts, preferably at least 1000 pierced parts and advantageously at least 10,000 pierced parts.
[0063] Grâce au procédé selon l'invention, on peut en effet obtenir des séries de pièces percées présentant un taux de respect des tolérances dimensionnelles du cahier des charges plus élevé que dans l'art antérieur. Thanks to the method according to the invention, it is in fact possible to obtain series of drilled parts having a rate of compliance with the dimensional tolerances of the specifications which is higher than in the prior art.
[0064] Dans certains des exemples décrits précédemment en relation avec les figures, la pièce percée de microtechnique est une pierre de pivotement pour un mouvement horloger. Dans d'autres exemples, la pièce percée de microtechnique est une férule de connexion pour fibre optique, un siège de billes ou un palier pour une valve d'un dispositif implantable, notamment un dispositif électro-médical, un défibrillateur implantable, une pompe cardiaque, un pacemaker, un implant, un instrument médical, ou une pièce percée pour une poche d'échantillonnage vertical, un capteur, un actuateur, un isolateur, un connecteur, un filtre, une buse d'imprimante à jet d'encre, un inhalateur-doseur, ou une pièce percée pour l'instrumentation scientifique comportant un orifice ou une fente, ou une pièce percée pour une pile à combustible, ou un circuit de haute résolution. [0064] In some of the examples described above in relation to the figures, the pierced piece of microtechnology is a pivot stone for a watch movement. In other examples, the pierced microtechnology part is a connection ferrule for an optical fiber, a ball seat or a bearing for a valve of an implantable device, in particular an electro-medical device, an implantable defibrillator, a heart pump , a pacemaker, an implant, a medical device, or a drilled part for a vertical sampling pocket, a sensor, an actuator, an isolator, a connector, a filter, an inkjet printer nozzle, a metered dose inhaler, or a drilled part for scientific instrumentation having an orifice or slot, or a drilled part for a fuel cell, or a high resolution circuit.
[0065] Sur les figures 5 et 6, est représenté une buse 210 en coupe longitudinale, respectivement avant et après perçage de l'ébauche 100 située à l'extrémité du passage de fluide (liquide ou gaz). Ainsi, sur la figure 6, est visible la pierre percée 103 avec le trou 110. Le trou 110 présente une grande précision dimensionnelle, ce qui garantit les propriétés attendues pour le jet de liquide ou de gaz sortant de la buse 210. Figures 5 and 6 show a nozzle 210 in longitudinal section, respectively before and after drilling the blank 100 located at the end of the fluid passage (liquid or gas). Thus, in Figure 6, the pierced stone 103 with the hole 110 is visible. The hole 110 has a high dimensional precision, which guarantees the properties expected for the jet of liquid or gas emerging from the nozzle 210.
[0066] Sur les figures 7 et 8, est représenté un outil 220 en perspective et en coupe axiale de l'extrémité fonctionnelle, respectivement avant et après perçage de l'ébauche 100 située à l'extrémité fonctionnelle. Ainsi, sur la figure 8, est visible la pierre percée 103 avec le trou 110 à l'extrémité fonctionnelle de l'outil 220. Cet outil 220 permet notamment d'insérer le dard d'une reine dans le trou 110, puis de l'écarter lors de la fécondation instrumentale des reines d'abeilles. In Figures 7 and 8, a tool 220 is shown in perspective and in axial section of the functional end, respectively before and after drilling the blank 100 located at the functional end. Thus, in FIG. 8, the pierced stone 103 is visible with the hole 110 at the functional end of the tool 220. This tool 220 notably makes it possible to insert the stinger of a queen into the hole 110, then to spread during instrumental fertilization of queen bees.
[0067] Sur les figures 9 et 10, est représenté un élément séparateur 230 en perspective et en coupe longitudinale de la zone avec les ébauches 100/pierre percées 103, respectivement avant et après perçage des ébauches 100. Cet élément séparateur 230 forme un passe cloison isolé utilisé dans des environnements nécessitant une étanchéité aux liquides et aux gaz à l'emplacement de l'élément séparateur 230. Ainsi, sur la figure 9, est visible l'élément séparateur 230 formant un support pour une série d'ébauches 100 placées en ligne chacun dans une ouverture traversant l'épaisseur de l'élément séparateur 230. Les ébauches 100 sont surmontées d'une plaque formant une couche de matériau étanche 234 (par exemple du verre). Sur la figure 10, après perçage des ébauches 100, on obtient des pierres percées 103 avec le trou 110 dans lequel passe un fil 234 tel qu'un fil électrique ou une fibre optique. Après passage du fil 234, l'élément séparateur 230 est monté en température de façon que la fusion de la couche de matériau étanche 234 et sa diffusion par capillarité autour du fil 234 rende étanche la pierre percée. Cet outil élément séparateur 230 est par exemple utilisé dans le domaine spatial où règne un vide relatif, ou dans le domaine biomédical notamment pour un pace maker. In Figures 9 and 10, a separator element 230 is shown in perspective and in longitudinal section of the zone with the blanks 100/pierced stone 103, respectively before and after drilling of the blanks 100. This separator element 230 forms a pass insulated partition used in environments requiring tightness to liquids and gases at the location of the separator element 230. Thus, in Figure 9, the separator element 230 is visible forming a support for a series of blanks 100 placed each in line in an opening passing through the thickness of the separating element 230. The blanks 100 are surmounted by a plate forming a layer of impermeable material 234 (for example glass). In FIG. 10, after drilling the blanks 100, pierced stones 103 are obtained with the hole 110 through which passes a wire 234 such as an electric wire or an optical fiber. After passage of the wire 234, the separator element 230 is raised in temperature so that the melting of the layer of waterproof material 234 and its diffusion by capillarity around the wire 234 seals the pierced stone. This separator element tool 230 is for example used in the space domain where there is a relative vacuum, or in the biomedical domain in particular for a pace maker.
[0068] Dans ces trois exemples des figures 5 à 10, le perçage des trous 110 peut être effectué, soit avec une ébauche 100 non montée dans son support, soit avec une ébauche 100 montée dans son support. On peut obtenir une grande précision sur la position, et sur la forme et les dimensions du trou 110 de la pierre percée 103 obtenue. In these three examples of Figures 5 to 10, the drilling of holes 110 can be performed either with a blank 100 not mounted in its support, or with a blank 100 mounted in its support. It is possible to obtain great precision on the position, and on the shape and dimensions of the hole 110 of the pierced stone 103 obtained.
Signes de référence employés sur les figuresReference signs used in the figures
[0069] 100 Ebauche 100a Première face 100b Deuxième face 100b1 Chanfrein 100c Face périphérique 101 Palier de pivotement (pierre plate) 102 Palier de pivotement (pierre olivée) 103 Pierre percée 110 Trou 110' Trou olivé 112 Creusure 120 Platine 122 Perçage de réception du palier 124 Perçage de montage 125 Perçage d'indexage 126 Cavité non débouchante 200 Faisceau laser C Centre de perçage C' Centre de perçage en cas de creusure X-X' Axe de révolution ou axe de pivotement D Diamètre externe du palier d Diamètre interne du palier 210 Buse 220 Outil d'insémination artificielle 230 Élément séparateur ou passe cloison isolé 232 Fil électrique ou fibre optique 234 Couche de matériau étanche [0069] 100 Blank 100a First face 100b Second face 100b1 Chamfer 100c Peripheral face 101 Pivot bearing (flat stone) 102 Pivot bearing (olive stone) 103 Pierced stone 110 Hole 110' Olive hole 112 Hollow 120 Plate 122 Hole for receiving the bearing 124 Mounting hole 125 Indexing hole 126 Non-emerging cavity 200 Laser beam C Drilling center C' Center of drilling in case of recess X-X' Axis of revolution or pivot axis D External bearing diameter d Internal bearing diameter 210 Nozzle 220 Artificial insemination tool 230 Separator element or insulated bulkhead 232 Electric wire or optical fiber 234 Layer of waterproof material
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH70246/21A CH718949A2 (en) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | Process for manufacturing a drilled microtechnology part in a hard material. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH70246/21A CH718949A2 (en) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | Process for manufacturing a drilled microtechnology part in a hard material. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH718949A2 true CH718949A2 (en) | 2023-03-15 |
Family
ID=85476784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH70246/21A CH718949A2 (en) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | Process for manufacturing a drilled microtechnology part in a hard material. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH718949A2 (en) |
-
2021
- 2021-09-06 CH CH70246/21A patent/CH718949A2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2795410B1 (en) | Pallet-stone and its manufacturing method | |
IL125986A (en) | Method and apparatus for improved fiber optic light management | |
CA3137237A1 (en) | Machining module and machine tool with a unit for detecting the profile of the tool, and method for detecting the profile of the tool | |
WO2013045633A1 (en) | Machine and method for electric discharge machining | |
FR2957689A1 (en) | Method for in situ visualizing clock movement in e.g. skeleton watch, involves collecting beam reflected by part or part assemblies of movement, and processing incident or reflected beams to produce image of part or part assemblies | |
CH718949A2 (en) | Process for manufacturing a drilled microtechnology part in a hard material. | |
EP2795411B1 (en) | Method for manufacturing a resonator | |
EP4004653A1 (en) | Stone, in particular for a timepiece movement, and manufacturing method thereof | |
EP4004654A1 (en) | Monocrystalline mineral stone provided with a cone for re-centring a pivot, and method for manufacturing same | |
EP3220207B1 (en) | Display system for a timepiece | |
CH718948A2 (en) | Method of manufacturing a pivot bearing for a watch component. | |
EP1864743A1 (en) | Assembly and method of assembly by brazing of an object and a support | |
EP3470936A1 (en) | Method for cutting timepiece glass | |
WO2022096419A1 (en) | Method and system for machining microtechnology workpieces | |
EP3889688B1 (en) | Motor member for a timepiece | |
WO2017182049A1 (en) | Accessory for centring tools on a machining appliance, centring method and centring assistance device comprising such an accessory | |
CH718688A2 (en) | Machine for machining a micromechanical part and method of machining implemented by said machine. | |
EP1538493A1 (en) | Enamelled watch face with driven-in feet and its process of fabrication | |
EP0143014A1 (en) | Precision machining method, application to the machining of the reflecting surface of a mirror and mirror machined according to this method | |
WO2022253801A1 (en) | Machine tool for machining a micromechanical component, and machining method implemented by said machine tool | |
CH716430A2 (en) | Mineral stone of the monocrystalline type provided with a centering cone of a pivot, and its method of manufacture. | |
CH716431A2 (en) | Stone, in particular for a clock movement, and its manufacturing process. | |
FR2833718A1 (en) | Microscopic equipment with automatic focussing for observing objects, comprises support, objective able to move along optical axis and means to maintain object to objective distance constant | |
CH719819A2 (en) | Machining assembly for watchmaking components and machining method implemented by said machining assembly. | |
EP1465781B1 (en) | Equipment for making ballpoint pen tips |