Que faire quand on aime les belles montres ?

mecapat
Apprenti
15 Octobre 2008
188
Haute-Savoie
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  • #1
Bonjour,

Que faire quand on aime les belles montres et que l'on ne peut pas s'en offrir une ?
La fabriquer soi-même...Un raccourci un peu ambitieux, mais c'est vraiment la petite histoire d'une montre qui s'appelle Tournelles.
Au départ, j'ai esquissé les pourtours un peu grossiers de ce que je m'imaginais; puis les détails et les formes se sont concrétisés après une succession de croquis plus ou moins aboutis.
01-Esquisse Tournelles.jpg

Les matériaux?
Une rencontre du bois précieux avec l'acier inoxydable. Matériaux diamétralement opposés de par leur nature. Un, créé par l'Homme; l'autre par la Nature; mais qui une fois assemblés devraient être du plus bel effet.

Après le passage incontournable par la conception assistée par ordinateur, voici une simulation succincte de ce que devrait être la montre avec les différentes parties:
- Bois pour la carrure.
- L'acier inoxydable pour la bague principale, les inserts fixation bracelet et la couronne.
02-Simulation-Tournelles.jpg

L'utilisation de l'impression 3D est suffisante pour obtenir un assemblage accompli et un rendu bien détaillé.
Un gain de temps considérable pour valider les volumes et assemblages définitifs.
Avant cette technologie, il fallait usiner plusieurs pièces prototypes dans des matériaux légers et cela à chaque changement dimensionnel.
03-Imprimante 3D Tournelles.jpg


A mon poignet, la montre prototypée en impression 3D. Elle est munie d'un bracelet en cuir noir.
04-Imprimante 3D Tournelles.jpg


Le bois utilisé pour la carrure, est l'élément principal, il doit être magnifié pour afficher ses nobles lignes de vie.
Exposé à l'humidité et aux différences de température. Il sera mis à rude épreuve lors contact permanent avec le poignet. Pour cela, le bois de Mopane est utilisé pour la carrure. C'est un bois d'Afrique australe. De forte densité, il est très résistant. La preuve c'est qu'il résiste aux thermites. Il est couramment utilisé pour la fabrication d'instruments à vent.
05-Coupe bois Mopane.jpg


Il est important de prendre le temps pour s'assurer que le bois ne travaillera plus. La moindre variation dimensionnelle lui serait néfaste lors de l'assemblage de la montre au final.
06-Fraisage bois Mopane.jpg


07-Usinage carrure bois Mopane.jpg


Représentation CAO de la carrure en bois.
L'usinage des chanfreins sur le pourtour de la carrure sont les parties les plus délicates à usiner. Les lignes naturelles de la fibre du bois peuvent être en conflits avec le sens d'usinage.
Pour cela il faut bien choisir le morceau de bois et l'orienter correctement pendant les opérations d'usinage.
30-Carrure bois.JPG


10-bois mopane terminé.jpg


La finition des raccords de surface sur la carrure se fait, à la main, au moyen d'une petite lime fine. Des papiers de verre fins sont collés, sous la lime plate. Il est important de respecter le sens de la fibre du bois pour les surfaces, sous peine de faire des marques bien visibles.
08-Finition raccords.jpg


09-Finition raccords.jpg


Pour protéger dans le temps la carrure en bois contre l'humidité et cela sans dénaturer la fibre, j'ai passé une huile naturelle, appelée huile de tong (huile d'abrasin) recommandée pour les surfaces alimentaires.

Au contact de la cellulose du bois, elle devient un puissant siccatif, ce qui lui confère une résistance exceptionnelle à l'eau et à l’alcool. Du fait de sa grande viscosité et des densités importantes des bois choisis, la difficulté est de pouvoir faire pénétrer l'huile dans la fibre. Pour cela, j'utilise un alcool naturel: le terpène d'orange. Très volatil et mélangé à l'huile, il va me permettre de la transporter le plus loin possible à l'intérieur du bois pour ensuite s'évaporer naturellement en séchant. Plusieurs passages de cette huile sont nécessaires pour garantir une imperméabilité parfaite.
11-Traitement bois Mopane.jpg


L'acier inox 316L utilisé est une nuance d'acier inoxydable avec une tolérance sur les impuretés beaucoup plus serrée, ce qui le rend apte à la fabrication de pièces pour les applications médicales. Par conséquent, cet acier inoxydable convient parfaitement pour les pièces en contact prolongé avec la peau. Il a également une résistance exceptionnelle à la corrosion.
Ici, l'usinage intérieur de la bague principale sur le tour manuel pour permettre par la suite la fixation du mouvement.
13-Usinage intérieur bague.jpg


Usinage de la gorge pour la fixation des inserts bracelet sur tour conventionnel.
14-Usinage gorge bague.jpg


La fabrication de la "Bague principale", qui va contenir le mouvement, doit avoir des tolérances serrées pour garantir la précision de l'assemblage. Un support spécifique a donc été conçu et réalisé pour maintenir la bagues principale sur la machine de tournage. Ce support permet d'usiner par retournement la pièce tout en gardant un positionnement précis de celle-ci.
Le choix et l'affûtage des outils de coupe ont aussi une importance, ils assurent un état de surface irréprochable garant de l'étanchéité des pièces une fois assemblées.
Un bon état de surface contribue aussi à faciliter la finition lors de l'opération de polissage manuel des chanfreins.
17-Usinage-bague-principale.jpg


Ici le fond, en cours d'usinage sur le tour Schaublin 70.
Ce tour n'a pas de roulements. La broche est équipée de paliers en bronze. On ne peut pas tourner très vite, mais c'est un tour qui a l'avantage de ne produire aucune vibration ce qui permet d'avoir de très bons états de surfaces, favorables ensuite pour réaliser les opérations de polissage.
16-Usinage-chanfrein-fond.jpg


La géométrie intérieure de la "Bague principale" va permettre de pouvoir assurer la fixation du mouvement et accueillir le cadran. La partie intérieure conique va recevoir une finition "poli miroir" afin d'attirer l'œil, de celui qui regarde la montre, sur le cadran et sur la partie visible du mouvement horloger.
Un alésage est réalisé avec précision sur l'avant des deux bagues: "bague principale" et "bague fond". Il va permettre l'engagement par pressage des deux vitres saphir avec leur joint respectif. La qualité des états de surface est primordiale pour garantir l'étanchéité de la montre.
Tous les contacts avec les futurs joints sont polis.
15-Bague-et-fond-description.jpg


Polissage de la bague fond et de la bague principale avec embout cylindrique en feutre enduit de pâte de polissage.
22-Polissage-bagues.jpg


Pour l'enlèvement complet de la pâte de polissage, passage des pièces au bain ultrason avec un nettoyant lessiviel, Température 60°, rinçage eau claire.
19-Nettoyage US bagues.jpg


L'effet rayé que l'on appelle satinage ou brossage est réalisé en déplaçant la pièce en mouvements précis et réguliers sur du papier de verre.
20-Satinage-bague.jpg


Pour être précis dans les déplacements, la bague principale est positionnée contre un guide.
Le guide est protégé par un scotch en plastique pour assurer un meilleur glissement et ne pas marquer la bague.
21-Satinage-bague.jpg


Les perçages et les lamages des bagues sont réalisés sur une fraiseuse manuelle traditionnelle.
L'utilisation d'un plateau diviseur est nécessaire pour le positionnement angulaire des six trous autour de l'axe de la bague.
24-Percages-lamages.jpg


Un support extensible en aluminium fabriqué pour cette opération permet de maintenir précisément la "bague fond" ainsi que la "bague principale" pendant l'usinage.
La tolérance pour la profondeur du lamage est très importante sous peine d'avoir des têtes de vis qui ne seraient pas à la même hauteur au final et compromettraient l'esthétique.
23-Percages-lamages.jpg


25-Percage-bague-principale.jpg
 
mecapat
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  • #4
Le taraudage consiste à réaliser le filetage pour permettre l'assemblage par vissage des deux bagues. Ici, il est effectué dans la bague principale avec un taraud machine de M1.2
26-Taraudages.jpg

Il est impératif de réaliser les opérations de perçage et taraudage avec une lubrification au moyen d'une huile haute performance. L'application peut se faire à l'aide d'un petit pinceau plat.
28-Taraudage bague boîte-.jpg


L'insert bracelet, au même titre que le bracelet, est l'élément qui est le plus sollicité. Il doit résister à de solides tractions dues aux efforts que le poignet exerce sur le bracelet. Il doit relier la montre avec une fixation immuable.
La réalisation de l'insert bracelet est aussi en inox 316L.
29-insert bracelet.JPG

Le brut est rond seulement pour des raisons de disponibilité de la matière.
32-Usinage ébauche insert.jpg


L'ébauche se fait donc en opérations de fraisage. Passe après passe l'insert est sculpté dans la matière.
33-Usinage ébauche insert-.jpg


34-Usinage rainure.jpg


35-Lanquette insert-04.jpg


L'usinage des inserts bracelet nécessite 18 opérations différentes. De multiples supports sont conçus et fabriqués sur mesure pour pouvoir tenir et positionner les pièces à usiner avec précision. La réalisation de ces supports prend parfois plus de temps que l'usinage de la pièce elle même.
36-Tournage insert.jpg


37-Insert.jpg


Toutes les pièces fabriquées dans ce projet ont été dessinées et assemblées avec un logiciel de CAO (3D). Pour chaque pièce, il y a un plan en 2D qui indique toutes les cotes et tolérances nécessaires à la fabrication des pièces sur les machines conventionnelles.
Ici l'assemblage des deux parties de l'insert bracelet au moyen d'une presse à main.
39-Chasse languette.jpg


40-Chasse languette.jpg


41-Chasse languette.jpg


Perçage des trous pour des goupilles de Ø1mm assurant la fixation des deux parties de l'insert bracelet.
42-Perçages pour goupilles d1mm.jpg


43-Perçages pour goupilles d1mm.jpg


Opération de fraisage au moyen du plateau diviseur pour l'usinage du diamètre qui va relier l'insert bracelet à la bague principale.
44-Fraisage diviseur insert.jpg


45-Fraisage diviseur insert.jpg


La pièce à usiner est positionnée dans un Vé orientable préalablement réglé.
Les inclinaisons possibles permettent de réaliser les différents pans inclinés de l'insert bracelet.
46-Fraisage ve  insert.jpg


55-Fraisage pans insert.jpg


Perçage des trous pour la tenue des " barrettes à ressort " bracelet ou appelées aussi "pompes".
53-Pompe.jpg


Une inclinaison de la pièce de 6 degrés va garantir à la pompe de maintenir solidement le bracelet dans l'insert. Le diamètre du trou est de Ø 1 mm.
47-Perçage trou barette.jpg


48-Perçage trou barette.jpg


57-Trous-pour-pompes.jpg


Perçage et Taraudage de l'insert bracelet M1.4 pour permettre de le fixer sur la bague principale. Ces opérations sont réalisée avec la perceuse d'horloger Bloesch année 1970 qui sert ici de guidage vertical pendant le taraudage.
59 taraudage insert.jpg
 
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mecapat
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  • #8
Finition des inserts bracelet.
58-limage insert.jpg


Le Satinage.
60-Satinage-insert-bracelet.jpg


Le polissage de chanfreins.
61-Polissage insert.jpg


L'usinage de la couronne de remontage est réalisé en tournage.
Ci-dessous, l'intérieur est usiné avec un petit outil d'alésage. Les tolérances dimensionnelles et l'état de surface de cet alésage sont très importants, car il va recevoir le joint pour assurer l'étanchéité du tube passage de la tige de couronne.
62-Usinage couronne.jpg


Les alésoirs de Ø5 et Ø1 mm.
63-Alesoir.gif


Autour de l'axe de la pièce, des perçages et alésages sont réalisés sur la fraiseuse au moyen du plateau diviseur. Une série de 6 trous de Ø 5 mm et 6 trous de Ø 1 mm sont percés. Pour assurer un parfait état de surface, les différents trous sont réalisés au moyen d'un alésoir afin de facilité ultérieurement l'étape de polissage.
L'ensemble est ensuite tourné aux dimensions finales pour faire apparaître les cannelures de la future couronne.
64-Usinage-couronne.jpg


65-Usinage-couronne.jpg


68-couronne.jpg


Les pieds de cadran, ce sont deux petites pièces en cuivre tournées avec précision.
Ils seront soudés au recto du cadran et ils servent à indexer celui-ci sur le mouvement horloger.
79-Usinage pieds de cadran.jpg


78-Usinage pieds de cadran.jpg


Pour la réalisation du cadran, la feuille de laiton épaisseur 0.4mm est découpée avec une cisaille.
71-Decoupe laiton.jpg


L'usinage du cadran est réalisé sur ma petite CNC maison type portique avec une fraise de Ø 0.5 mm. La gravure du lettrage avec une fraise javelot 30°.
70-Usinage cadran.jpg


Le polissage des bords fraisés est assuré au moyen d'une petite pierre en oxyde d´alumine céramique qui est un abrasif de super finition.
72-Ebavurage cadran.jpg


Fraisage des deux lamages de 0.2 mm de profondeur, au reto du cadran, pour positionner par la suite les pieds de cadran pendant la soudure.
73-Lamage pied cadran.jpg


Le laquage noir du lettrage est déposé avec une petite pointe en bois pour ne pas rayer la surface des cadrans en laiton.
Le durcissement de la laque s'effectue dans un four à 140°C pendant 1/2 heure.
77-Laquage cadran.jpg


Le satinage circulaire du cadran donne un effet strié comme la surface d'un disque vinyle.
Des mouvements rotatifs successifs sur le papier de verre permettent de réaliser le satinage sur la surface du cadran.
81-Satinage cadran.jpg


Le cadran après les opérations de laquage et satinage.
82-Satinage cadran.jpg


Soudage laser des pieds de cadran sur le cadran chez un ami car je ne suis pas équipé de cette machine.
75-Soudage au laser des pieds cadran.jpg


Support spécifique pour maintenir les pieds de cadran pendant le soudage.
76-Soudage au laser des pieds cadran.jpg


Sur le cadran, j'applique un traitement de surface par électrodéposition de rhodium noir au moyen d'une petite unité de galvanoplastie.
Le rhodium fait partie des métaux précieux de la même famille que le platine.
L'unité de galvanoplastie contient plusieurs béchers d'un litre dont un chauffé. Il est nécessaire de maintenir une température de 40°C pour le dépôt de rhodium.
83-Galvano.jpg


84-Cadran rhodié.jpg


Pour sa propriété de forte résistance aux rayures, le verre utilisé est un verre saphir d'épaisseur de 1.4 mm, traité anti-reflets.
Il est constitué de cristaux d'oxydes d'aluminium et il est le deuxième minéral le plus dur après le diamant.
Pour assurer l'étanchéité de la montre, un joint d'une hauteur de 1.2 mm avec une forme en I est logé dans l'alésage entre la bague et le verre.
Une potence est utilisée pour chasser le verre saphir dans la bague principale et la bague fond. Pour éviter de le casser lors de l'opération, la partie supérieure qui vient appuyer sur le verre est en plastique (POM).
Le verre saphir du fond permet de rendre visible le mécanisme de la montre. Ainsi, seul celui qui la porte pourra en admirer les différentes parties en mouvement.
86-Chassage verre saphir.jpg
 
mecapat
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Le mouvement équipant cette montre est un mouvement Suisse mécanique et automatique par rotor sur roulement à bille avec finition cotes de Genève, perlage et vis bleuies.
La Côte de Genève est la plus connue des décorations qui ornent les mouvements horloger.
Historiquement ces rayures rectilignes, soignées et contrôlées étaient produites pour cacher les traces d'usinage sur les surfaces des ponts et de la platine en laiton. Elles sont restées dans le paysage horloger et sont devenues aujourd'hui un gage de qualité et de soin, même si cela ne reste qu'esthétique.
On la retrouve ici sur la masse oscillante, appelé aussi rotor qui est le composant qui tourne librement et arme le ressort du barillet. Ce dispositif permet à une montre-bracelet automatique de continuer à fonctionner aussi longtemps que son propriétaire la porte au poignet.
ETA-2824 Face avant.jpg

ETA 2824-2 Face avant
ETA-2824 Face arrière.jpg

ETA 2824-2 Face arrière

Spécifications techniques:
Affichage analogique des heures, minutes et secondes
Affichage de la date à 3h
28'800 alternances par heure (4Hz)
25 rubis
Protection Incabloc contre les chocs
Diamètre total de 26 mm
Diamètre d'encageage 25.6 mm
Hauteur du mouvement 4.6 mm

La tige de remontoir a 3 positions:
Pos. 1
Position de marche et remontage manuel
Pos. 2 Correction rapide de la date
Pos. 3 Mise à l'heure et stop seconde

Réserve de marche de 38 heures.

Le collage du tube passage tige de couronne sur la bague principale est réalisé avec une colle époxy à 2 composants, résistante aux chocs et aux produits chimiques, et excellente pour l'adhérence sur l'acier inoxydable.
Une opération délicate à effectuer car l'étanchéité de la couronne doit être parfaite au final.
89b-Emboitage.jpg


Le porte mouvement est équipé d'une vis d'appuis au centre qui se règle en contact avec la pierre (rubis) du pont (dos du mouvement) afin d'éviter de la déloger lors de la chasse de l'aiguille des secondes.
88-Montage mouvement.jpg


Mise en place des aiguilles, attention à la force lors du chassage.
98-Aiguille.jpg


L'emboîtage consiste à placer les aiguilles, introduire le mouvement dans le boîtier, de mettre en place le remontoir (couronne) et de vérifier qu'aucune poussière n'est présente.
90-Emboitage.jpg


La montre est étanche 3ATM ce qui équivaut à une pression exercée sur la montre comme si vous étiez à 30 mètres de profondeur sous l'eau, mais en réalité cela veut dire qu'elle ne vous permettra aucune immersion et ne pourra supporter que des éclaboussures occasionnelles.
92-Tournelles au poignet.jpg


96-Rue des Tournelles-04.jpg


La boucle de fermeture articulée du bracelet s'appelle "boucle déployante", elle est en inox et se déploie comme son nom l'indique quand on l’ouvre en actionnant les deux poussoirs situés de chaque coté de l'articulation. En cas d’ouverture accidentelle, la montre-bracelet reste flottante autour du poignet, sans risque de tomber.
99-Rue des Tournelles-02 copie.jpg


95-Rue des Tournelles-03.jpg


Que ce soit pour tenir les pièces sur les différentes machines ou pour faciliter les opérations manuelles, pas moins d'une vingtaine de posages a été nécessaire pour la fabrication. Ils sont en aluminium, en plastique technique, en laiton ou en acier inox.
91-Posages Tournelles.jpg


Fin de la saison,

mecapat
 
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