用于制造经防油处理的机械部件的方法与流程

1.本发明涉及一种用于制造经防油处理的机械部件的方法。
2.本发明还涉及根据这种制造方法获得的经防油处理的机械部件。机械部件包括基体（substrat），在基体上沉积有防油基膜（
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pilame）层，机械部件例如为钟表部件，通常是夹板、起锚器、轮、摆轮或轴。


背景技术：

3.在处于摩擦接触以及处于相对位移的机械部件领域中，例如在制表领域中，机械部件的正确运行尤其取决于它们的润滑。由此所使用的润滑剂的主要功能是使处于相对位移的接触表面分开，同时减少能量耗散和磨损。
4.所使用的润滑剂主要分为两类：流体润滑剂和使用称为机构的固体润滑作用的润滑作用的润滑剂。固体润滑剂通常具有层状结构，与流体润滑剂相比，在制表领域使用较少，因为它们本身会产生碎屑。因此，这种固体润滑剂的缺点是在或多或少长期的时间上造成机械磨损。然而，这种难以预测的磨损对钟表机芯的可靠性非常不利。
5.流体润滑剂通常是或多或少粘稠的油脂或油的形式。它们的优点是应用起来比固体润滑剂更容易且更快。此外，润滑剂的用量也更容易可控。油的物理特性（粘度、润湿性等）允许对机构的多个功能区域进行润滑，而无论机构的复杂程度如何。由加热所生成的能量主要被油消耗掉。通常，即使在破裂后，油膜也会再次形成，并且使用的量是少的。流体必须尽可能地保持被限制在功能区域内，但流体自然地倾向于铺展。因此，润滑剂的耐久性依赖于其在操作区域的保留程度：然而，任何制表师都观察到，一滴润滑剂会在干净的部件上迅速铺展。假使该性能被证明是有益的，因为机构的所有敏感区域都被有效地覆盖，但是该性能也可能被证明对组件的正确操作是有害的。事实上，由关键区域在恶劣操作条件下的潜在劣化而加剧的关键区域（通常是部件的接触区域和相对位移区域（功能区域））中的油损失会导致不可逆的损坏。此外，润滑剂可能进入不期望的位置中并导致粘附问题（或者更一般地，美观问题）。
6.因此，流体润滑剂（无论是呈油的形式还是呈油脂的形式）的铺展给时计机构的操作带来了一个主要问题。在油脂的情况中，实际上，肥皂和基础油之间非常经常地会观察到分层现象。因此，基础油将能够移位到部件的表面上并离开功能区域，这导致了针对呈油的形式的流体润滑剂的上述问题。一般来说，当流体润滑剂的表面张力高于流体润滑剂沉积在其上的载体的表面张力时，流体润滑剂保持在适当的位置。如果润滑剂的表面张力太低，则油会铺展，而不会保持在原处。
7.为了克服这个问题，制表师将一种叫做防油基膜的涂层沉积在其部件上。这种防油基膜通常以不可见的疏油分子层的形式出现，是一种降低载体的表观表面张力的产品。应当注意的是，由防油基膜给出的表面张力在20至30 mn/m的数量级，而钟表油的表面张力通常为35 mn/m。5至15 mn/m的这种差异给出了水滴形状，其具有对于制表师而言可接受的连接角度。它通常在25到60的数量级。这允许将润滑剂保持在期望的区域中。更大的角度会
导致不期望的位移（例如，润滑剂球在表面上滚动，就像水在新式gore-tex
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上那样）。
8.这种防油基膜可以以多种方式沉积，但是用于此目的的主要已知方法包括：将待防油处理（
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pilamer）的机械部件浸入由溶剂和一定量的分子组成的溶液中，这些分子将沉积在部件的表面上以改变其表面张力。然后，在下一步骤中溶剂被蒸发，仅留下所沉积的分子层。防油基膜因此覆盖部件的整个表面。在运行的最初时刻以及在摩擦区域中，防油基膜由于磨损而被除去，留下润滑剂可以润湿的表面。可以在最短的持续时间期间使一些关键机构（如擒纵机构）运转，以使得发生防油基膜的这种磨损。一旦该操作完成，则进行新的润滑。然后，润滑剂会润湿在摩擦点处已经确切地发生磨损的表面。
9.然而，这种通过浸入的沉积方法的主要缺点之一与以下事实有关：需要将大量部件浸入浴中，在该浴中，“活性”分子的浓度降低，这强制性地需要对过程进行定期监控，并且这导致了可能的技术风险（即具有的浓度过低），以及因此导致防油效果过低。此外，通过该方法实施的基于氟化化合物的防油处理溶剂经常违反尤其旨在对抗温室气体的排放而规定的现有标准。最后，该方法尤其提供了过高浓度的“活性”分子或更环保的但挥发性较低的溶剂，这可能在防油处理操作过程中造成污斑。然而，它们可以位于远离功能区域的位置，且因此不需要防油处理。
10.此外，由于溶剂蒸发不良和/或防油基膜中缺乏浓度，这种方法可能导致部件的美观问题。更一般地，这种通过总体浸入的沉积方法是相对不精确的，因为它不是局部化的，并且不节省接触面积。


技术实现要素：

11.因此，本发明的目的是提供一种用于制造经防油处理的机械部件的方法，该方法允许在部件上局部沉积防油基膜，以便以简单且廉价的方式界定润滑剂的精确限制区域。
12.为此，本发明涉及一种用于制造经防油处理的机械部件的方法，该方法包括独立权利要求1中所提到的特征。
13.该方法的特定实施例在从属权利要求2至17中被限定。
14.得益于以投影的形式将包含防油基膜产品的材料的至少一个准直或局部化的束沉积在基体上的步骤，根据本发明的方法允许在部件上（在所沉积的流体的体积以及位置方面）非常精确地沉积防油基膜。因此可以理解，与现有技术的方法不同，此处在部件上局部地沉积精细的防油基膜带（cordon），这允许将润滑剂限制在由所沉积的带所界定的区域中。由此所界定的表面然后被润滑剂完美地润湿，只要所界定的区域对应于至少一个目标功能区域，则保证部件的完美运行。应该注意的是，在本发明的上下文中，所沉积的防油基膜产品可以是通过物理效应、化学效应或者经由这两种效应的组合而导致润滑剂的保留（accroche）或排斥（r
é
pulsion）的防油基膜产品。
15.有利地，沉积步骤包括用于雾化包含呈溶液或颗粒悬浮液形式的防油基膜产品的墨水的雾化阶段，以及用于将所雾化的墨水投射到部件的基体上的投射阶段；并且用于处理第二材料的处理步骤包括用于固化所述第二材料的固化阶段。该方法对应于称为ajp（英文为“a
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rosol jet printing”，“气溶胶喷射印刷”）的方法。应当注意的是，在替代方案中，一些墨水不需要例如通过严格意义上的交联而实现的固化步骤。短暂地暴露在空气中则足以让溶剂蒸发，以及让树脂“完全自行”交联。这种方法在用于沉积防油基膜产品的可能材
料的选择上提供了非常广泛的多样性，并且允许非常精确的沉积，特别是在平坦的但也是柔性的和/或三维的部件上的测微级别（
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chelle microm
é
trique）的沉积。
16.根据本发明的特定技术特征，固化阶段包括热处理，该热处理至少包括退火步骤和/或局部化烧结步骤和/或真空步骤。这允许加速凝固过程。在包含呈固体和粉末形式的活性成分的防油基膜产品的情况下，这种热处理进一步允许熔化材料以确保粒状物之间的内聚。
17.根据本发明的另一特定技术特征，局部化烧结步骤是通过借助于激光器照射所述第二材料而获得的。
18.根据本发明的另一特定技术特征，固化阶段包括通过光交联和/或通过化学交联的聚合。
19.根据本发明的另一特定技术特征，通过光交联的聚合阶段是通过以预定波长将紫外线投射到包含防油基膜产品的材料上而获得的。
20.根据本发明的另一特定技术特征，用于处理所述第二材料的处理步骤包括以下阶段中的至少一者：
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用于改变包含防油基膜产品的材料的化学结构的阶段，特别是离子注入阶段；
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用于改变包含防油基膜产品的材料的晶体结构的阶段，特别是局部化激光热处理阶段；和/或
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用于改变包含防油基膜产品的材料的粗糙度的阶段，特别是激光处理阶段。
21.根据本发明的一个实施例，防油基膜产品的沉积是以在基体上投射包含防油基膜产品的材料的局部化的带的形式进行的，所述带是连续或不连续的带。
22.有利地，材料的局部化的带的宽度至少为10 μm，优选地至少为15 μm。
23.根据本发明的另一个实施例，防油基膜产品的沉积是以将液体材料的两个准直或局部化的束投射到基体上的形式进行的，液体材料中的至少一种包含防油基膜产品，通过束投射的两种液体材料被选择成以便在彼此接触时引起凝固。
24.根据本发明的第一变型实施例，在沉积步骤期间，将包含防油基膜产品的材料的至少一个准直或局部化的束投射到所述基体上是借助于至少一个固定的投射喷嘴进行的，该投射喷嘴或每个投射喷嘴被构造成从上到下基本竖直地投射材料的准直或局部化的束；在沉积步骤期间基体的在空间中的取向和/或位置是改变的。这种结构实现了从上到下的材料竖直投射，提高了防油基膜产品沉积的精度，这允许保证在部件上的期望的精确位置处实施沉积。
25.根据本发明的第二变型实施例，在沉积步骤期间，将包含防油基膜产品的材料的至少一个准直或局部化的束投射到所述基体上是例如借助于安装在多轴机器人上的相对于基体可移动地安装的至少一个投射喷嘴进行的；基体在沉积步骤期间保持固定不动。
26.根据本发明的特定技术特征，第二材料由单一成分组成，特别是一种聚合物，更特别是环氧树脂。聚合物通常是光固性聚合物或热固性聚合物。
27.可选地，第二材料包括多种成分。每种成分通常呈液体或固体形式。
28.根据本发明的特定技术特征，这些成分中的每一种选自包括以下成分的组：表面活性剂成分；溶剂；具有物理、化学或机械排斥功能的成分；具有美学功能的成分；具有旨在促进交联的功能的成分；或它们的组合。
29.有利地，基体包括包含所述防油基膜产品的表面，所述表面包括：
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在所有方向上对该基体进行限制的基体的外部部分，即基体的外部面，或
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该外部部分的一部分，即基体的外部面的一部分。
30.为此，本发明还涉及通过上述制造方法获得的经防油处理的机械部件，并且其包括从属权利要求17中所提到的特征。
31.从属权利要求18中限定了经防油处理的机械部件的特殊形式。
32.根据本发明的特定技术特征，钟表部件是经防油处理的机械部件。
附图说明
33.在基于由附图所示的至少一个非限制性实施例的以下描述中，根据本发明的用于制造经防油处理的机械部件的方法的目的、优点和特征将变得更加明显，其中：
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图1是流程图，其示出了根据本发明的用于制造经防油处理的机械部件的方法的步骤；
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图2是根据本发明第一实施例的用于实施图1的方法的系统的示意性示图；
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图3是根据本发明第二实施例的与图2的视图类似的视图；和
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图4是通过图1的方法获得的经防油处理的机械部件的透视图。
具体实施方式
34.图1示出了根据本发明的用于制造经防油处理的机械部件2的方法。在图2至图4中可见的这种经防油处理的机械部件2包括基体4。该基体4是载体，防油基膜产品6将沉积在该载体上。能够接收防油基膜产品的这种载体包括该基体4的表面，该表面被称为经防油处理的表面。它可以是这样的一个表面，该表面包括：
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在所有方向上对该基体进行限制的基体的外部部分，即基体的整个外部面，或
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该外部部分的一部分，即基体的整个外部面的一部分。
35.因此，应当理解，该表面旨在接收或包含该防油基膜产品6，该防油基膜产品6旨在降低该表面的表面张力，从而降低载体的表面张力，且由此降低基体的表面张力。
36.经防油处理的机械部件2可以是钟表部件，例如夹板、起锚器、轮、摆轮或轴。部件2也可以是物体的部件，该物体使用呈相对位移的机械元件或微机械元件并且它们的接触位置是由流体润滑剂润滑的，该流体润滑剂能够移动并因此改变摩擦功能。当然，用于制造根据本发明的这种经防油处理的机械部件2的方法可以适用于使用防油基膜的所有应用。
37.回到图1，该方法包括将防油基膜产品6沉积在基体4上的初始步骤10。基体4由第一材料组成，而防油基膜产品6由不同于第一材料的第二材料组成。例如，第一材料可以包括金属、陶瓷、红宝石、蓝宝石、塑料、金刚石、石英、玻璃、碳化硅、非晶材料（金属玻璃）或其组合。第二材料可以由单一成分组成，例如一种聚合物。聚合物通常是光固性（photodurcissable）或热固性的聚合物，例如环氧树脂。可选地，第二材料包括多种成分。每种成分例如呈液体或固体形式。这些成分可以特别地被选择成使得它们的功能是互补的，以便例如促进交联、促进材料的定位、提供专用于润滑剂排斥的功能、提供美学功能（例如与颜色或纹理相关的功能）、为所沉积的材料提供粗糙度，或者将一种或多种有用成分传输到最终功能。因此，这些成分可以选自包括以下成分的组：表面活性剂成分；溶剂；具有物
理、化学或机械排斥功能的成分；具有美学功能的成分；或者具有旨在促进交联的功能的成分。作为溶剂被选择的成分可以促进将一种或多种其它有用成分传输到最终功能。例如，通过给润滑剂赋予颜色，被选择用于给防油基膜产品6提供可见着色的成分可以允许在视觉上方便操作者进行操作。
38.该方法包括后续的处理步骤11，用于处理构成防油基膜产品6的第二材料，以确保部件2的基体4上的这些成分的内聚。这些成分可以是第二材料的成分。
39.沉积步骤10是以如下方式执行的：将包含防油基膜产品6的材料的至少一个准直或局部化的束12、12a、12b投射到基体4上。根据图2所示的本发明的第一实施例，沉积是以如下方式执行的：将包含防油基膜产品6的单束12投射到基体4上。例如，束12被构造成在基体4上投射包含防油基膜产品6的材料的连续且局部化的带14。连续带14的宽度通常至少为10 μm，优选至少为15 μm。应该注意的是，带的最大宽度取决于部件的几何形状和所需的美观性。在极端情况下，因此可能的是除了单独的功能区域之外完全地覆盖该部件。在未示出的变型中，束12被构造成在基体4上投射包含防油基膜产品的材料的不连续且局部化的带，例如呈不连续的一系列图案（如点或线）的形式。
40.请注意，如果希望带是封闭的，则带必须是闭合的。作为示例，束12被构造成在基体4上投射包含防油基膜产品的材料的封闭带，在基体4上描绘出了移动路径，润滑剂将以受控的方式按照该路径移动。这允许将润滑剂沉积在容易接近的区域中，润滑剂从该区域向较不容易接近的目标功能区域移动。
41.根据本发明的第二实施例，如图3所示，沉积是以如下方式执行的：将液体材料的两个准直或局部化的束12a、12b投射到基体4上。液体材料中的至少一种包含防油基膜产品6。在图3的特定实施例中，只有由第一喷嘴16a投射的液体材料包含防油基膜产品6。通过束12a、12b投射的两种液体材料被选择成以便在彼此接触时引起凝固。这就是双成分胶粘剂araldite
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的原理，它由环氧树脂和聚合剂1，4，7，10-四氮杂癸烷组成。这两种成分接触则形成聚环氧化物。
42.优选地，如图2和图3的两个实施例所示，借助于至少一个固定的投射喷嘴16、16a、16b，将包含防油基膜产品6的材料的至少一个准直或局部化的束12、12a、12b投射到基体4上。为此，使用了系统18，除了一个或多个喷嘴16、16a、16b之外，该系统还包括用于控制由所述喷嘴投射的射流的控制装置20。其上沉积有防油基膜产品6的机械部件2设置在所述喷嘴或每个喷嘴16、16a、16b的下方，位于所述喷嘴的竖直下方。在图2所示的第一实施例中，系统18包括单个固定的投射喷嘴16。在图3所示的第二实施例中，系统18包括两个固定的投射喷嘴16a、16b，每个喷嘴16a、16b投射液体材料的准直或局部化的束12a、12b之一。在这两种情况下，该固定投射喷嘴或每个固定投射喷嘴16、16a、16b被构造成从上到下基本竖直地投射相应的材料束12、12a、12b。在沉积步骤10期间，机械部件2在空间中的取向和/或位置，以及因此其上沉积有防油基膜产品6的基体4在空间中的取向和/或位置是改变的。为此，例如，系统18包括用于对部件2进行多轴定位的多轴定位装置22，其连接到控制装置20。这允许经由控制装置20精确地调整机械部件2在空间中的取向和/或位置。这种构造提高了防油基膜产品6的沉积的精度，这允许保证在机械部件2上的期望的精确位置处实施沉积。
43.在未示出的变型中，多轴定位装置22用于赋予该投射喷嘴或每个投射喷嘴在空间中的移动性。然后，通过任何已知的手段，机械部件2以及因此其上沉积有防油基膜产品6的
基体4在沉积步骤10期间被保持固定不动。例如，该定位装置是多轴机器人，允许根据空间的三个维度来改变该喷嘴或每个喷嘴在空间中的取向和/或位置，然后该喷嘴或每个喷嘴绕部件2移动。
44.优选地，并且尽管这在本发明的上下文中不是限制性的，沉积步骤10包括用于雾化包含呈溶液或颗粒悬浮液形式的防油基膜产品6的墨水的雾化阶段24，以及用于将所雾化的墨水投射到部件2的基体4上的投射阶段26。在这种情况下，该或每个投射喷嘴16、16a、16b连接到雾化室，为了清楚起见，在图中没有示出这样的室。那么，雾化阶段24发生在雾化室中，投射阶段26由一个或多个喷嘴16、16a、16b执行，在需要的情况下由控制装置20对所述一个或多个喷嘴16、16a、16b进行控制。这些颗粒通常是微米、亚微米或纳米颗粒，它们具有以上详述的活性功能类型的活性功能。当然，在不脱离本发明的范围的情况下，沉积步骤10的其他变型实施例是可能的。应该注意的是，这里所描述的该沉积步骤是基于ajp（“a
é
rosol jet printing”的缩写，“气溶胶喷射印刷”）技术的。然而，也可以通过其他技术（例如数位印刷、紧邻在一起形成带的液滴喷射等）来沉积材料。因此，应当理解，该沉积步骤并不仅限于该ajp技术。
45.当沉积步骤10包括用于雾化墨水的雾化阶段24和用于将所雾化的墨水投射到基体4上的投射阶段26时，当墨水需要时，处理步骤11优选地包括用于固化第二材料的固化阶段28。“固化”是指颗粒的直接或间接的结合以获得它们的内聚的过程。应该注意的是，某些墨水不需要例如通过严格意义上的交联而实现的固化步骤。短暂地暴露在空气中则足以让溶剂蒸发，以及让树脂“完全自行”交联。
46.例如，固化阶段28包括第二材料的热处理，其至少包括退火步骤和/或局部化烧结步骤和/或真空步骤。当第二材料由热固性聚合物组成时尤其如此。应当注意，该退火步骤也可以称为加热步骤，例如用于基于施加微波能量而对该第二材料进行加热。这种热处理允许加速凝固过程。局部化烧结例如通过借助于激光器（例如红外激光器）照射第二材料来进行。通常在颗粒悬浮在挥发性溶剂中的情况中，在严格意义上的热处理之前，这种自然固化阶段可以进一步包括自然干燥步骤。
47.可替代地，固化阶段28可以包括经由通过光交联和/或通过化学交联的聚合而获得的人工固化。当第二材料由光固化聚合物组成时尤其如此。通过光交联的聚合通常是通过以预定波长将紫外线投射到包含防油基膜产品6的材料上而获得的。
48.进一步可替代地，并且更一般地，用于处理第二材料的处理步骤11包括以下阶段中的至少一者：
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用于改变包含防油基膜产品6的材料的化学结构的阶段，特别是离子注入阶段；
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用于改变包含防油基膜产品6的材料的晶体结构的阶段，特别是局部化激光热处理阶段；和/或
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用于改变包含防油基膜产品6的材料的粗糙度的阶段，特别是激光处理阶段。