PROCEDE DE FABRICATION D’UN ELEMENT D’HABILLAGE EN CERAMIQUE, NOTAMMENT POUR L’HORLOGERIE, ET ELEMENT D’HABILLAGE CORRESPONDANT

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un élément d’habillage en céramique, pour les domaines de l’horlogerie ou de la bijouterie, permettant d’obtenir un élément d’habillage sensiblement homogène du point de vue de sa structure et de ses propriétés mécaniques et présentant des variations de teinte et/ou de couleur à sa surface.

[0002] La présente invention concerne également un tel élément d’habillage destiné à être utilisé dans les domaines de l’horlogerie ou de la bijouterie.

Etat de la technique

[0003] Divers procédés de fabrication d’éléments en céramique sont connus grâce auxquels l’élément d’habillage correspondant présente plusieurs couleurs à sa surface.

[0004] Ainsi, par exemple, le brevet CH707424 B1 divulgue un procédé de fabrication d’éléments d’habillage en céramique pour l’horlogerie, permettant d’obtenir de tels éléments d’habillage présentant deux portions de couleurs différentes. Pour obtenir un tel résultat, une composition, comprenant une poudre destinée à subir une opération de frittage pour réaliser une céramique ainsi qu’un premier pigment, est préparée puis mise en forme. Avant la mise en œuvre de l’opération de frittage, la pièce mise en forme est partiellement exposée à un traitement visant à doper la portion exposée avec un deuxième pigment, préférablement un ou plusieurs métaux, de telle manière que l’élément d’habillage finalement obtenu après l’opération de frittage présente deux couleurs différentes entre la portion traitée avec le deuxième pigment et la portion non traitée. Selon le titulaire, ce procédé permet avantageusement de réaliser des éléments d’habillage présentant une démarcation nette et précise entre les deux portions, ce qui convient notamment particulièrement à la fabrication de lunettes bicolores pour montres de plongée ou à fonction GMT par exemple. Dans ce cas, une couleur est associée aux heures diurnes et l'autre couleur est associée aux heures nocturnes.

[0005] La publication JP 2014-12615 A divulgue un autre procédé de réalisation d'éléments d'habillage, notamment pour l'horlogerie, comme par exemple une lunette pour montre de plongée. Ce document décrit des modes de réalisation selon lesquels une telle lunette peut être fabriquée de manière à présenter une enveloppe générale formée d'une première céramique, ayant une première couleur prédéfinie et, à l'intérieur de laquelle sont réalisées des inscriptions composées d'une deuxième céramique ayant une deuxième couleur prédéfinie. Pour parvenir à un tel résultat, l'invention correspondante consiste à injecter deux compositions différentes dans un même moule avant de leur faire subir, ensemble, une opération de frittage conventionnelle. Cette dernière est directement suivie d'une opération de traitement "HIP" ("Hot Isostatic Pressure", ou compression isostatique à chaud), présentée comme étant essentielle pour assurer une bonne densification de la céramique finalement obtenue, et donc une bonne cohésion entre les différentes régions du produit final respectivement réalisées sur la base de compositions différentes.

[0006] Dans tous les cas, le procédé présenté dans cette publication japonaise vise à la réalisation d'un motif précis, prédéfini, à des fins d'affichage ou de décoration. Comme évoqué plus haut, le procédé divulgué dans le premier document antérieur concerne également la fabrication d'un élément d'habillage présentant des fonctionnalités d'affichage, ce qui implique la mise en oeuvre d'une répartition précise entre les céramiques de différentes couleurs, comme c'est aussi le cas dans la réalisation d'un motif prédéfini. Ainsi, ces deux procédés s'inscrivent dans la tendance générale de la recherche industrielle, qui vise à définir des paramètres de procédés de fabrication permettant la mise en oeuvre de conditions opératoires reproductibles pour réaliser des pièces, produites en plus ou moins grandes séries, qui soient identiques les unes aux autres.

Divulgation de l'invention

[0007] Un but principal de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication d’un élément d’habillage en céramique alternatif aux procédés déjà connus, permettant d’obtenir des éléments d’habillage présentant un aspect original et unique. Un autre but de l'invention est de proposer un élément d'habillage en céramique, pour une pièce d'horlogerie ou pour un bijou, sensiblement homogène du point de vue de sa structure et de ses propriétés mécaniques et présentant un aspect original en référence aux éléments d'habillage connus de l'art antérieur, notamment au moins deux teintes et/ou couleurs différentes obtenues dans la masse.

[0008] A cet effet, la présente invention concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d’un élément d’habillage en céramique pour les domaines de l’horlogerie ou de la bijouterie, du type indiqué plus haut, comportant les étapes consistant à :

- préparer une première composition de base, comprenant une poudre destinée à subir une opération de frittage visant à réaliser une céramique,

- préparer une deuxième composition de base, comprenant une poudre destinée à subir une opération de frittage visant à réaliser une céramique,

- traiter au moins l’une des première et deuxième compositions de base, préalablement à la mise en oeuvre de l’opération de frittage, pour y introduire au moins un pigment et définir des premier et deuxième réactifs respectifs, les premier et deuxième réactifs présentant des natures respectives similaires mais différentes l’une de l’autre telles que, lorsqu’ils sont soumis ensemble à une opération de frittage, on obtienne un produit en céramique sensiblement homogène du point de vue de sa structure et de ses propriétés mécaniques, et que le produit en céramique finalement obtenu présente des variations de teinte et/ou de couleur,

- placer les premier et deuxième réactifs dans un moule sous la forme d’au moins deux couches au moins partiellement adjacentes pour définir entre elles une interface de forme prédéfinie,

- mettre en oeuvre une opération de frittage appliquée au moule contenant les premier et deuxième réactifs.

[0009] Le procédé selon l’invention est caractérisé par le fait qu’il comporte au moins une étape d’usinage du produit en céramique obtenu après l’opération de frittage, comprenant au moins une opération d’enlèvement de matière suivant un trajet intersectant l’interface, de telle manière qu’au moins une portion de l’interface soit visible à la surface de l’élément d’habillage et que ce dernier présente une apparence unique avec des variations de teinte et/ou de couleur à sa surface, dont la répartition apparait comme sensiblement aléatoire et est indépendante de tout motif prédéfini ou de toute fonction liée à l'affichage d'une indication.

[0010] Les différentes couleurs peuvent par exemple être identifiées de manière conventionnelle par leurs coordonnées dans l'espace L*a*b*.

[0011] De manière avantageuse, chaque composition de base comporte une poudre destinée à former une céramique lorsqu'elle est soumise à une opération de frittage, ainsi qu'un stabilisant et éventuellement un liant, de manière connue, de telle manière qu'après introduction du ou des pigments, on obtienne un réactif de type corps vert.

[0012] Grâce à ces caractéristiques, il est possible de contrôler la tendance générale vers laquelle le produit en céramique va s’orienter en termes de couleurs et de teintes, tout en préservant une liberté de transfert du ou des pigments à l'interface des deux couches pendant l’opération de frittage, conférant ainsi une part aléatoire dans l’apparence du produit obtenu après le frittage.

[0013] L’étape ultérieure d’usinage permet également la réalisation de deux éléments d’habillage d’apparences nettement différentes à partir d’un même produit en céramique issu du frittage, en fonction du trajet suivi pour réaliser l’enlèvement de matière. Ainsi, le fabricant peut choisir d’accentuer encore davantage ou, au contraire, d’atténuer les variations de teinte et/ou de couleur à la surface de l’élément d’habillage sur la base d’un même produit en céramique issu du frittage.

[0014] On notera par ailleurs que, de manière générale, une difficulté connue dans le domaine de la fabrication d’éléments en céramique réside dans l’obtention d’une bonne reproductibilité des couleurs et des teintes sur les produits finis. En particulier, plus les dimensions d’un élément sont grandes et plus il est difficile de garantir une homogénéité parfaite des couleurs et des teintes sur toute sa surface. De même, l’obtention des mêmes couleurs et teintes pour différents composants distincts d’un produit complexe est délicate, comme c’est le cas par exemple pour une carrure de montre, un fond de boite, une couronne de mise à l’heure, des poussoirs éventuels, une lunette, voire parfois même des maillons, plots ou boucles de bracelet. En effet, une fois ces composants assemblés les uns aux autres, la moindre variation éventuelle de couleur ou de teinte entre deux composants adjacents est immédiatement visible.

[0015] Revenant au procédé de fabrication selon la présente invention, il prend également le contrepied de l’approche conventionnelle visant à améliorer la reproductibilité d’un procédé de fabrication, notamment dans un cas comme celui-ci, en contrôlant précisément les teintes et couleurs obtenues pour l’élément d’habillage fabriqué. En effet, ce procédé permet au contraire de jouer avec des palettes de couleurs et de teintes pour accentuer les variations non seulement à la surface d’un composant donné, mais également entre composants adjacents le cas échéant. Ce faisant, ce procédé permet non seulement d’alléger la charge qui pèse sur le fabricant pour contrôler précisément les teintes et couleurs des produits qu’il fabrique, mais il permet en outre de fabriquer des produits à l’apparence originale et unique, allant à l’encontre de la tendance générale actuelle visant à réaliser des composants d’apparence uniforme.

[0016] On notera enfin que le procédé selon la présente invention se distingue nettement des procédés antérieurs cités plus haut non seulement par l'objectif visé, c'est-à-dire la réalisation de produits uniques plutôt que celle de produits tous identiques les uns aux autres, mais également par une grande simplification de l'opération de mise en place des réactifs dans le moule avant l'opération de frittage puisque l'élément d'habillage selon l'invention n'est pas destiné à comporter un motif prédéfini, comme c'est le cas des éléments d'habillage obtenus par la mise en oeuvre des procédés antérieurs mentionnés plus haut. De même, l'étape d'usinage est nettement simplifiée par rapport à celle divulguée dans le document japonais précité puisqu'elle vise uniquement à libérer la forme générale de l'élément d'habillage à fabriquer, sans une prise en compte spécifique de la répartition des couleurs ou des teintes issues des différents réactifs placés dans le moule avant le frittage qui serait indispensable pour l'obtention d'un motif prédéfini.

[0017] Dans le cas de la présente invention, on peut avantageusement prévoir que les premier et deuxième réactifs soient placés dans le moule en l'absence de tout contrôle précis sur la manière dont ils sont répartis l'un par rapport à l'autre à l'intérieur du moule et qui viserait à la réalisation d'un motif prédéfini.

[0018] De manière générale, on peut prévoir que l’interface entre les couches placées dans le moule présente un plan moyen et que l’étape d’usinage soit réalisée de telle manière que l’élément d’habillage présente au moins une face définissant un plan général moyen présentant une inclinaison en référence au plan moyen de l’interface comprise entre 10 et 90°. Ainsi, une infinité d’éléments d’habillage différents est potentiellement réalisable à partir d’un produit en céramique donné issu du frittage, simplement en modifiant le trajet suivi lors de l’enlèvement de matière.

[0019] De manière avantageuse, le procédé selon l’invention peut comporter une étape supplémentaire de préparation d’un troisième réactif, comprenant une poudre destinée à subir une opération de frittage visant à réaliser une céramique, le troisième réactif présentant une nature similaire mais différente de celle d’au moins l’un parmi les premier et deuxième réactifs et étant choisie de telle manière que, lorsque les premier, deuxième et troisième réactifs sont soumis ensemble à une opération de frittage, on obtienne un produit en céramique sensiblement homogène du point de vue de sa structure et de ses propriétés mécaniques. Le troisième réactif est alors également placé dans le moule avec les premier et deuxième réactifs, en définissant au moins une interface supplémentaire avec au moins l’un d’entre eux, pour être soumis avec eux à l'opération de frittage, au moins une portion de la ou des interfaces supplémentaires étant rendue visible à la surface de l’élément d’habillage lors de la mise en oeuvre de l’opération d’enlèvement de matière.

[0020] On obtient ainsi une plus grande plage de variations possibles dans les teintes et couleurs de l’élément d’habillage fabriqué de cette manière. [0021] Dans ce cas, on peut en outre prévoir que l’interface et l’interface supplémentaire ou chacune des interfaces supplémentaires présentent entre elles une ou des inclinaisons comprises entre 0 et 20° de manière à définir un plan moyen pour l’ensemble des interfaces, et que l’étape d’usinage soit réalisée de telle manière que l’élément d’habillage présente au moins une face définissant un plan général moyen présentant une inclinaison en référence au plan moyen de l’ensemble des interfaces comprise entre 10 et 90°.

[0022] De manière avantageuse, on peut également prévoir que chacun des réactifs comporte une proportion en masse maximale de pigment(s) de 15%.

[0023] De manière générale, on peut préférablement prévoir que l'opération de frittage consiste en une opération de frittage flash.

[0024] Dans ce cas, on peut avantageusement prévoir que l'opération de frittage flash comporte une étape consistant à utiliser un moule conducteur électrique relié à deux électrodes situées à distance l'une de l'autre et entre lesquelles est appliquée une tension électrique supérieure à 1 Volt et inférieure ou égale à 10 Volts, préférablement associée à un courant électrique compris entre 1 et 25'000 A, et entre lesquelles est préférablement appliquée une pression comprise entre 5 et l'000 MPa, pendant une durée comprise entre 2 et 30 minutes.

[0025] En outre, on peut préférablement prévoir que l'opération de frittage flash constitue alors l'unique opération de traitement thermique du procédé appliquée au moule tandis qu'il contient les réactifs.

[0026] La présente invention concerne également un élément d’habillage en céramique, pour les domaines de l'horlogerie ou de la bijouterie, comportant des première et deuxième portions adjacentes par l'intermédiaire d'une interface au moins partiellement visible à la surface de l'élément d'habillage, les première et deuxième portions présentant des teintes et/ou couleurs respectives différentes et des natures respectives telles que l'élément d'habillage soit sensiblement homogène du point de vue de sa structure et de ses propriétés mécaniques. L'élément d'habillage selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il présente au moins deux plans de coupe transversale orthogonaux entre eux et dont chacun coupe les deux portions, et par le fait qu'il présente une apparence unique avec des variations de teinte et/ou de couleur à sa surface dont la répartition apparait comme sensiblement aléatoire et est indépendante de tout motif prédéfini ou de toute fonction liée à l'affichage d'une indication.

[0027] De manière préférée, l'élément d'habillage selon l'invention présente une structure telle que la plus petite dimension de chacune des portions de couleurs différentes soit inférieure ou sensiblement égale à 5mm.

[0028] De manière avantageuse, l'élément d'habillage selon l'invention peut être un élément d'habillage horloger, notamment un composant d'une boite de montre tel qu'une carrure, une lunette ou un fond, ou d'un bracelet pour montre-bracelet tel qu'un maillon, un plot ou une boucle, voire un élément d'habillage d'un bijou.

[0029] De manière générale, il peut être préférable de prévoir que la ténacité entre deux portions adjacentes, de teintes et/ou de couleurs différentes, varie de 5% au maximum suivant l'étendue de leur interface.

Brève description des dessins

[0030] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation préféré qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels:

- la figure 1 représente un diagramme schématique illustrant une première étape de mise en oeuvre d’un procédé selon un mode de réalisation préféré de la présente invention,

- la figure 2 représente un diagramme schématique illustrant une deuxième étape de mise en oeuvre du procédé selon le mode de réalisation préféré de la présente invention,

- la figure 3 représente un diagramme schématique illustrant une troisième étape de mise en oeuvre d’un procédé selon le mode de réalisation préféré de la présente invention,

- la figure 4 représente un diagramme schématique illustrant une étape de mise en oeuvre du procédé selon le mode de réalisation préféré de la présente invention, en relation avec un exemple supplémentaire, et

- les figures 5a et 5b représentent des diagrammes schématiques illustrant un mode de caractérisation préféré d'un élément d'habillage selon la présente invention, la figure 5a correspondant à un élément d'habillage ne répondant pas aux caractéristiques de l'invention et la figure 5b correspondant à un élément d'habillage selon l'invention.

Mode(s) de réalisation de l'invention

[0031] Comme cela a été décrit précédemment, le procédé de fabrication selon la présente invention consiste notamment à associer plusieurs réactifs, dont l’un au moins contient au moins un pigment, en vue d’effectuer un frittage simultané de l’ensemble des réactifs et obtenir un produit en céramique ayant des portions présentant des teintes et/ou des couleurs différentes les unes par rapport aux autres.

[0032] Ce procédé de fabrication repose sur le principe selon lequel l’élément d’habillage obtenu présente une homogénéité structurelle, c’est-à-dire qu’il ne comporte pas de jonction qui pourrait le fragiliser, et des propriétés, notamment mécaniques, uniformes sur toute sa surface, voire même dans tout son volume.

[0033] Ainsi, une juxtaposition de couches de réactifs de natures très différentes qui subiraient un frittage, en vue d’obtenir un élément d’habillage qui présenterait différentes portions de différentes teintes et/ou couleur après frittage, ne représente pas une solution satisfaisante, puisque l’élément d’habillage ainsi obtenu ne présenterait pas l’homogénéité recherchée.

[0034] En particulier, une caractéristique importante à prendre en compte, pour atteindre l’homogénéité recherchée, est le fait que les différents réactifs associés doivent être chimiquement inertes entre eux et présenter des températures de frittage voisines.

[0035] Par températures voisines au sens de la présente invention, il faut comprendre que les différentes températures de frittage des différents réactifs utilisés devraient préférablement être comprises dans une plage de l’ordre de 20°C.

[0036] Par conséquent, seules des compositions sous forme de poudres présentant des températures de frittage voisines devraient préférablement être utilisées dans le cadre du présent procédé. En outre, lorsque des liants sont utilisés, ils sont préférablement choisis dans une même famille de liants, voire un seul et même liant peut être utilisé pour les différentes compositions à associer les unes aux autres. Il en va de même pour l'agent stabilisant utilisé dans les différentes compositions en jeu. Les proportions respectives en liants, le cas échéant, et en agents stabilisants utilisés dans les différentes compositions doivent être choisies de telle manière que les températures de frittage des différentes compositions restent voisines les unes des autres.

[0037] On notera enfin que l'ajout d'un ou de plusieurs pigments dans une composition de base influence également la température de frittage du corps vert ainsi formé. De ce fait, partant d'une même composition de base, il est préférable de limiter la proportion en masse du ou des pigments à 15% dans le corps vert pour limiter les variations de la température de frittage.

[0038] La description détaillée qui suit s'attache à décrire un procédé de fabrication d’un élément d’habillage en céramique pour les domaines de l’horlogerie ou de la bijouterie, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, à titre d'exemple illustratif non limitatif.

[0039] Plus précisément, selon le mode de réalisation illustré et décrit, l’élément d’habillage 1 fabriqué par la mise en oeuvre du procédé de fabrication présente la forme d'une lunette pour boite de montre mais, bien entendu, l'homme du métier pourra mettre en oeuvre le procédé de fabrication selon l’invention, tel que défini dans les revendications, pour réaliser d’autres éléments d’habillage sans sortir du cadre de la présente invention.

[0040] Le procédé selon l’invention consiste à préparer différents réactifs ou corps verts, en vue de réaliser leur frittage lorsqu’ils sont placés ensemble dans un moule, en introduisant au moins un pigment dans au moins une composition de base pour définir l’un des réactifs ou corps verts.

[0041] Au moins un autre corps vert peut être utilisé comme réactif sans nécessairement comporter de pigment.

[0042] En alternative, il est possible d'ajouter le même pigment à l’autre composition de base mais suivant des proportions différentes pour obtenir des variations de teinte sur l’élément d’habillage finalement obtenu. [0043] Comme mentionné plus haut, il est également possible d'introduire au moins un pigment différent dans chacune des compositions de base utilisées pour fabriquer l’élément d’habillage souhaité.

[0044] Les figures 1 à 3 représentent des diagrammes schématiques illustrant différentes étapes d’un procédé de fabrication selon le mode de réalisation préféré, dans lequel un seul et même pigment ou un seul et même mélange de pigments est ajouté à une même composition de base, mais suivant des proportions différentes, pour définir quatre réactifs ou corps verts différents, dont les températures de frittage respectives sont voisines.

[0045] On peut par exemple considérer la préparation d’une composition de base destinée à conduire à une céramique après une opération de frittage, à partir d'une zircone (ZrO2), avec notamment une granulométrie adaptée aux propriétés souhaitées pour la céramique obtenue. L’homme du métier ne rencontrera pas de difficulté particulière pour choisir une poudre et sa granulométrie en fonction de ses propres besoins.

[0046] On peut prévoir que la composition de base comprenne un agent stabilisant, par exemple ici de l’oxyde d’yttrium (Y2O3), de manière optionnelle, ainsi qu’un liant, par exemple de l’alcool polyvinylique (PVA), chacun dans des proportions pouvant aller de 0 à 10% en masse.

[0047] Conformément à la présente invention, on peut prévoir la préparation de plusieurs réactifs différents en ajoutant à la composition de base ci-dessus des proportions différentes d’un seul et même pigment, la part en masse de zircone dans le corps vert final étant préférablement comprise entre 80 et 98%.

[0048] On pourra par exemple utiliser, à titre illustratif non limitatif, un oxyde de fer (coloration rouge, ou brune à noire en fonction du degré d’oxydation du fer), un oxyde d’aluminium (coloration blanche), un oxyde de bismuth (coloration bleue) et/ou un oxyde de chrome (coloration verte).

[0049] L'introduction du pigment ou du mélange de pigments pourra préférablement être réalisée de manière à obtenir des corps verts dans lesquels le ou les pigments représentent une proportion de l’ordre de 0 à 15% en masse. [0050] Ainsi, on peut par exemple préparer quatre réactifs ou corps verts, 100, 200, 300 et 400, basés sur la composition mentionnée plus haut et contenant des proportions différentes en pigment(s) selon les indications du tableau suivant :

[0051] Ces réactifs 100 à 400 sont ensuite placés dans un moule pour subir une opération de frittage, sous la forme de couches adjacentes, comme illustré sur la figure 1 , le réactif 100 étant utilisé pour réaliser deux couches ici, à titre illustratif non limitatif.

[0052] Chaque couche pourra avantageusement présenter une épaisseur moyenne de l’ordre de 0.5 à 5mm, préférablement de 0.5 à 3mm.

[0053] La répartition des couches, ici sensiblement planes, donne lieu à quatre interfaces 2, 4, 6 et 8, chaque interface étant définie au niveau de la jonction entre deux couches adjacentes.

[0054] Ces interfaces 2, 4, 6 et 8 sont toutes sensiblement planes et parallèles ici, à titre illustratif non limitatif, définissant l’orientation d’un plan moyen pour l’ensemble des interfaces. Bien entendu, l’homme du métier pourra déposer des couches différentes en fonction de ses propres besoins, notamment des couches d’épaisseur variable, définissant éventuellement des interfaces qui ne seraient pas forcément parallèles les unes aux autres.

[0055] Comme évoqué plus haut, la mise en place des différents réactifs dans le moule ne nécessite pas de contrôle précis particulier de la manière dont les différentes couches sont agencées les unes par rapport aux autres, étant donné que le procédé selon l'invention ne vise pas à la réalisation d'un motif prédéfini sur l'élément d'habillage finalement obtenu. [0056] L’opération de frittage conduit à un produit en céramique, sous forme d’un bloc 10 dont la forme est définie par la forme du moule utilisé, illustré de manière schématique sur la figure 2.

[0057] On constate que ce produit céramique présente différentes portions, dans sa masse, présentant des teintes différentes les unes des autres, en fonction de la proportion de pigment(s) utilisée pour le dopage du réactif correspondant.

[0058] De manière générale, l'opération de frittage selon la présente invention prend préférablement la forme d'une opération de frittage flash (ou SPS, "Spark Plasma Sintering", ou frittage assisté par courant électrique ou FAST, "Field-Assisted Sintering Technique").

[0059] Plus précisément, on peut prévoir que cette opération de frittage flash comporte une étape consistant à utiliser un moule conducteur électrique relié à deux électrodes situées à distance l'une de l'autre et entre lesquelles est appliquée une tension électrique supérieure à 0 Volt et inférieure ou égale à 10 Volts, préférablement associée au passage d'un courant électrique compris entre 1 et 25'000 A entre les deux électrodes. Ce courant électrique permet au moins de chauffer le moule, avec un échauffement qui peut être très rapide (de l'ordre de 500 à T000°C/min), voire également les réactifs lorsqu'ils sont conducteurs électriques.

[0060] L'application d'une pression comprise entre 5 et l'000 MPa permet d'accélérer le frittage, parfois de réduire la température de frittage (donc l'intensité du courant appliqué) et d'améliorer la densification du produit obtenu après frittage. Généralement, la pression est appliquée directement par les électrodes elles-mêmes et est par conséquent unidirectionnelle.

[0061] Typiquement, l'opération de frittage flash présente une durée comprise entre 2 et 30 minutes en fonction de la nature des réactifs et des conditions opératoires retenues. Elle peut être réalisée tandis que le moule est maintenu sous vide ou sous atmosphère contrôlée (par exemple sous argon, hydrogène ou azote).

[0062] On notera que dans le cas du frittage flash, l'utilisation de liants n'est pas nécessaire. Aussi, dans ce cas, l'opération de frittage flash constitue l'unique opération de traitement thermique appliquée au moule tandis qu'il contient les réactifs, étant donné qu'aucune étape de déliantage n'est requise.

[0063] En référence au document JP 2014-12615 A cité plus haut, on notera que le présent procédé permet non seulement de réduire la durée de l'opération de frittage, en passant de plusieurs heures à quelques dizaines de minutes au maximum, et il permet en outre de s'affranchir de l'étape de compression isostatique à chaud (HIP), essentielle dans le procédé antérieur pour obtenir les propriétés mécaniques souhaitées pour le produit final.

[0064] Le procédé de fabrication selon la présente invention prévoit une étape d’usinage du produit céramique obtenu permettant l’obtention d’un élément d’habillage 1 , ici une lunette pour boite de montre, présentant des variations de teinte et/ou de couleur à sa surface.

[0065] A cet effet, l’étape d’usinage comprend avantageusement au moins une opération d’enlèvement de matière suivant un trajet intersectant au moins une des interfaces 2, 4, 6 et 8, de telle manière qu’au moins une portion de cette interface soit visible à la surface de l’élément d’habillage 1.

[0066] La figure 2 illustre schématiquement un positionnement possible de la lunette dans le bloc 10 en céramique permettant de rendre simultanément visibles toutes les interfaces 2, 4, 6 et 8 à la surface de la lunette une fois l’étape d’usinage achevée (la lunette est octogonale ici, à titre d’exemple illustratif non limitatif, ce qui explique la présence d’arêtes régulièrement réparties à sa périphérie). Dans ce but, l’élément d’habillage 1 présentant ici une forme générale permettant d’en définir un plan général moyen, le trajet suivi par l’enlèvement de matière est préférablement choisi de telle manière que ce plan général moyen soit incliné par rapport au plan moyen pour l’ensemble des interfaces.

[0067] En fonction de l’effet final souhaité, du nombre de couches, de leur épaisseur, de la forme et des dimensions de l’élément d’habillage, une infinité de résultats différents peut être obtenue en fonction de l’orientation du trajet suivi pour réaliser l’enlèvement de matière pour un bloc 10 en céramique donné.

[0068] De manière générale, on pourra notamment prévoir que, lorsque le bloc 10 comporte au moins deux interfaces, elles définissent avantageusement deux plans moyens respectifs présentant une inclinaison relative de l’ordre de 0 à 20°. Par ailleurs, on pourra également prévoir que le plan général moyen de l’élément d’habillage 1 , ou d’au moins l’une de ses faces le cas échéant, présente une inclinaison en référence au plan moyen de l’ensemble des interfaces comprise entre 10 et 90°.

[0069] Le bloc 10 en céramique est alors usiné, préférablement à l’aide d’une machine CNC ou éventuellement par laser, pour en dégager la lunette telle qu’illustrée sur la figure 3.

[0070] Il ressort de la figure 3 que chacune des quatre interfaces 2, 4, 6 et 8 est visible à la surface de l’élément d’habillage 1.

[0071] L'étape d'usinage selon la présente invention est par conséquent relativement simple, suivant la forme de l'élément d'habillage à fabriquer, puisqu'elle consiste simplement à libérer l'élément d'habillage du bloc de céramique obtenu après l'opération de frittage. Une fois la forme globale de l'élément d'habillage définie, elle doit simplement être appliquée au bloc de céramique avec une orientation permettant de couper la ou les interfaces entre les régions de différentes couleurs.

[0072] De manière générale, l’homme du métier ne rencontrera pas de difficulté particulière pour adapter le présent enseignement en fonction de ses besoins, pour définir un nombre de couches adapté, ainsi que leur épaisseur ou la nature de leur composition, pour autant que les corps verts utilisés soient tels que, lorsqu’ils sont soumis ensemble à une opération de frittage, on obtienne un produit en céramique sensiblement homogène du point de vue de sa structure et de ses propriétés mécaniques.

[0073] Différents corps verts vont à présent être présentés, à titre d’exemples non limitatifs supplémentaires, ainsi que des conditions opératoires associées permettant de fabriquer un élément d’habillage 1 selon la présente invention.

[0074] On pourra ainsi préparer, par exemple, une composition à base de zircone associée à de l’oxyde d’yttrium comme agent stabilisant, dans une proportion comprise entre 1 et 5% par rapport à la zircone.

[0075] Un liant pourra avantageusement être ajouté pour obtenir une pâte de céramique incluant une proportion en masse de liant comprise entre 0 et 7% par rapport à la pâte de céramique. De manière non limitative, le liant pourra être choisi dans le groupe comprenant l’alcool polyvinylique (PVA), le polyéthylène glycol (PEG), le polyoxyméthylène (POM), ou encore le pyrrolidine de polyvinyle.

[0076] Comme déjà mentionné plus haut, on prévoit ensuite avantageusement la préparation de plusieurs corps verts différents en ajoutant à la composition de base des proportions différentes d’un seul et même pigment ou des pigments différents, avec des proportions similaires ou différentes.

[0077] On pourra par exemple utiliser les pigments cités précédemment, notamment un oxyde de fer (coloration rouge, ou brune à noire en fonction du degré d’oxydation du fer), un oxyde d’aluminium (coloration blanche), un oxyde de bismuth (coloration bleue) et/ou un oxyde de chrome (coloration verte). L'ajout de pigment(s) pourra préférablement être réalisé de manière à obtenir des corps verts dans lesquels le ou les pigments représentent une proportion de l’ordre de 0 à 15% en masse.

[0078] Les corps verts ainsi obtenus sont compatibles entre eux du point de vue de la présente invention, c’est-à-dire qu’ils présentent des températures de frittage respectives voisines les unes des autres.

[0079] Les corps verts peuvent être disposés en alternance dans un moule sous la forme de couches, comme décrit précédemment, préférablement par injection sous pression. On peut notamment placer en alternance des couches blanches, vertes, rouges (et/ou brunes à noires) et bleues à partir des réactifs décrits ci-dessus, dans n’importe quel ordre. Chaque couche pourra préférablement présenter une épaisseur de l’ordre de 0.5 à 5mm.

[0080] Une opération de frittage conventionnelle est ensuite appliquée au moule contenant les différentes couches de réactifs ou corps verts, à une température comprise entre 800 et 1600°C.

[0081] En alternative, et de manière préférée, aucun liant n'est utilisé et les poudres sont placées dans un moule pour frittage flash (typiquement du graphite, du carbure de silicium ou du carbure de tungstène par exemple), celui-ci étant alors soumis à une opération de frittage flash.

[0082] L'homme du métier pourra utiliser tout équipement adapté pour mettre en oeuvre l'opération de frittage flash sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini par les revendications annexées. A titre d'exemple, il pourra utiliser l'une ou l'autre machine SPS commercialisée par la société Fuji Electronics (voir https://www.fdc.co.jp/sps/products/e_products.html).

[0083] L'opération de frittage flash pourra comporter une ou plusieurs rampes de montée en température, en fonction de la nature des réactifs à traiter, sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini par les revendications annexées.

[0084] Après refroidissement, le bloc de céramique obtenu après frittage est usiné, par exemple à l’aide d’une machine CNC, pour en dégager l’élément d’habillage souhaité, notamment destiné à être utilisé dans les domaines de l’horlogerie ou de la bijouterie.

[0085] Comme déjà mentionné en relation avec l’exemple illustré sur les figures 2 et 3, il est avantageux de prévoir, lors de cette étape d’usinage, que le plan général moyen de l’élément d’habillage, ou d’au moins l’une de ses faces le cas échéant, présente une inclinaison en référence au plan moyen de l’ensemble des interfaces comprise entre 10 et 90°.

[0086] Grâce à ces caractéristiques, on s’assure qu’un nombre maximal d’interfaces entre les différentes couches soit rendues visibles à la surface de l’élément d’habillage finalement obtenu, conférant ainsi une grande variété de teintes et/ou de couleurs à sa surface.

[0087] Pour caractériser quelles sont les conditions d'obtention d'un élément d'habillage en céramique selon la présente invention, c'est-à-dire les conditions permettant de considérer qu'un élément en céramique soit sensiblement homogène du point de vue de sa structure et de ses propriétés mécaniques, un exemple de réalisation supplémentaire va maintenant être décrit.

[0088] A titre illustratif, cet exemple supplémentaire prévoit la réalisation d'un élément d'habillage en céramique comportant six portions différentes présentant des couleurs et teintes respectives différentes, du fait de l'utilisation de deux pigments ou mélanges de pigment différents (C1 et C2), dans des proportions variables, comme indiqué dans le tableau suivant.

[0089] La figure 4 représente une vue schématique d'un bloc en céramique 40 obtenu conformément aux conditions opératoires présentées plus haut.

[0090] En effet, le présent exemple de réalisation supplémentaire prévoit la préparation de plusieurs corps verts différents en ajoutant à une même composition de base des proportions différentes de deux pigments ou de deux mélanges de pigments différents, selon des proportions variables, avant de disposer ces corps verts dans un moule sous forme de couches superposées, et de leur faire subir une opération de frittage.

[0091] Le bloc 40 est alors obtenu, avec six portions différentes correspondant aux couches 104, 204, 304, 404, 504 et 604, comme illustré sur la figure 4.

[0092] Une mesure de la ténacité peut être réalisée pour définir un niveau acceptable d'homogénéité structurelle du bloc 40, en appliquant une charge à ce dernier suivant une direction transversale aux différentes couches, soit sensiblement parallèle au plan P référencé sur la figure 4.

[0093] La figure 5a représente un diagramme schématique illustrant le rapport entre la ténacité en différents points d'un bloc en céramique ne correspondant pas à la présente invention, suivant une direction parallèle au plan P, et la ténacité de la première couche 104.

[0094] On constate que la ténacité varie de manière notable le long du bloc en céramique, ce qui traduit une certaine hétérogénéité structurelle qui peut donner lieu à une rupture du bloc sous certaines contraintes mécaniques particulières, ce qui n'est pas souhaitable dans le cadre de la présente invention.

[0095] La figure 5b représente un diagramme schématique illustrant le rapport entre la ténacité en différents points d'un bloc en céramique selon la présente invention, suivant une direction parallèle au plan P, et la ténacité de la première couche 104.

[0096] Le diagramme de la figure 5b schématise le cas idéal selon lequel la ténacité est constante tout au long du plan P, ce qui traduit le fait que le bloc en céramique correspondant soit homogène du point de vue de sa structure et de ses propriétés mécaniques, conformément au critère de la présente invention.

[0097] En pratique, on pourra préférablement considérer que le critère d'homogénéité selon la présente invention est rempli lorsque la ténacité entre deux couches adjacentes varie de 5% au maximum.

[0098] Grâce au procédé de fabrication qui vient d'être présenté, il est possible de réaliser un élément d’habillage en céramique à l’apparence à la fois originale et unique, grâce à sa pluralité de teintes et/ou de couleurs, et avec des propriétés mécaniques équivalentes à celles d’un élément d’habillage en céramique conventionnel de teinte et de couleur uniformes.

[0099] La mise en oeuvre de la présente invention n'est pas limitée aux compositions fournies à titre d’exemples non limitatifs. En effet, l'homme du métier ne rencontrera pas de difficulté particulière pour adapter le présent enseignement à la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d’un élément d’habillage en céramique de nature différente que ceux décrits et fabriqué à partir de compositions de natures différentes à celles des exemples fournis, sans pour autant sortir du cadre de l’invention tel que défini par les revendications.