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BatSim - Rapport de stage

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BatSim - Rapport de stage Powered By Docstoc
					                             Rapport de stage
      Baccalauréat Professionnel Artisanat métiers d’art, option horlogerie
       Niveau : Dernière année
       Société :    Manufacture JANVIER S.A.
                    Quartier de la Joux N°2
                    Sainte-Croix (Suisse)
       Stage du 16 février au 13 mars 2009


                         Fabrication / Finition




Christian RAPELLO



Lycée Diderot
61 rue David d'Angers - 75019 PARIS
Tél : 01.40.40.36.36
Remerciements


Je tiens tout d’abord à remercier Vianney Halter, mon maître de stage, pour ses conseils pertinents et sa
confiance.




Merci de manière générale à toute l’équipe de la manufacture JANVIER pour leur chaleureux accueil.




                                                                                                       2
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1.        SOMMAIRE ...................................................................................................................................................... 3

2.        INTRODUCTION ............................................................................................................................................. 4

3.        PRESENTATION DE LA MANUFACTURE ................................................................................................ 5
     1.       VIANNEY HALTER ........................................................................................................................................... 5
     2.       MANUFACTURE JANVIER .............................................................................................................................. 5
4.        RÉALISATIONS ............................................................................................................................................... 6
     1.    ANGLAGE ET FINITION ROUE D’UN MOUVEMENT D’EDIFICE ............................................................................ 6
        1.1.     Matériel nécessaire pour l’exercice ...................................................................................................... 6
        1.2.     Préparation de la pièce ......................................................................................................................... 6
        1.3.     Anglage ................................................................................................................................................. 7
        1.4.     Finition .................................................................................................................................................. 8
        1.5.     Conclusion ............................................................................................................................................ 8
     2.    FABRICATION DE PIECES POUR LA MAQUETTE DE GRANDE DATE .................................................................... 9
        2.1.     Matériel nécessaire pour l’exercice .................................................................................................... 10
        2.2.     Tracé ................................................................................................................................................... 10
        2.3.     Découpe et finition .............................................................................................................................. 10
        2.4.     Conclusions ......................................................................................................................................... 11
     3.    FINITION ET DECORATION DU PONT PRINCIPAL DE LA TRIO ........................................................................... 11
        3.1.     Matériel nécessaire pour l’exercice .................................................................................................... 11
        3.2.     Rectification ........................................................................................................................................ 12
        3.3.     Perlage/traits brouillés ....................................................................................................................... 12
        3.4.     Anglage ............................................................................................................................................... 13
        3.5.     Décoration des tranchants du pont ..................................................................................................... 15
        3.6.     Travail des huiliers ............................................................................................................................. 15
        3.7.     Réalisation des côtes de Genève ......................................................................................................... 16
        3.8.     Galvanoplastie .................................................................................................................................... 19
        3.9.     Conclusions ......................................................................................................................................... 21
     4.    FABRICATION, FINITION ET DECORATION D’UN PONT DE ROUAGE ................................................................. 21
        4.1.     Matériel nécessaire pour l’exercice .................................................................................................... 21
        4.2.     La pièce, Modélisation ........................................................................................................................ 22
        4.3.     Matière première et préparation ......................................................................................................... 23
        4.4.     Pointages / perçages ........................................................................................................................... 23
        4.5.     Alésages .............................................................................................................................................. 24
        4.6.     Détourage et finition ........................................................................................................................... 27
        4.7.     Conclusions ......................................................................................................................................... 28
     PLANNING DU STAGE .............................................................................................................................................. 29
5.        CONCLUSION ................................................................................................................................................ 30
     1.       BILAN ............................................................................................................................................................ 30
     2.       PERSPECTIVES ............................................................................................................................................... 30




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                                       2. Introduction

L’objectif de ce stage était de renforcer mes connaissances sur le plan de la fabrication, finition, et
décoration de pièces horlogères.


Le choix de la manufacture JANVIER s’est imposé suite à une visite qui m’a permis de voir que le travail
était en très grande partie réalisé de façon manuelle et avec un très haut niveau d’exigence.


J’ai donc pu utiliser une grande partie de l’outillage qui était mis à ma disposition pour les réalisations
suivantes :
       Anglage et finition d’une roue de mouvement d’édifice
       Anglage et décoration du pont principal de la Trio
       Fabrication anglage et décoration d’un pont de rouage (ETA 6497)


Des compléments d’illustration peuvent être trouvés sur un forum anglophone dédié aux horlogers
indépendants :
http://tempered-online.com/forums/
sujet « Four weeks with Vianney Halter » :
http://tempered-online.com/forums/viewtopic.php?t=343)




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                     3. Présentation de la manufacture


1. Vianney Halter
Vianney Halter est né en 1963 à Suresnes (FR). Il a suivi les cours de l’école d’horlogerie de Paris pour
en sortir diplômé en 1981. Après huit années dans la restauration de pendules et montres anciennes, et 8
autres années dans le développement de montres compliquées pour des marques haut de gamme, il a
monté sa propre manufacture.



2. Manufacture JANVIER
La manufacture a été fondée en 1998 par Vianney Halter. La première pièce marquante a été présentée
au salon horloger de Bâle cette année-là : l’Antiqua. Cette montre est une pierre importante dans
l’histoire de l’horlogerie qui jetait alors les premiers traits d’une nouvelle horlogerie. Une nouvelle façon
de présenter l’heure.
Ce modèle phare a hissé la manufacture Janvier vers un sommet. La Classic a rejoint le catalogue en
2000, une trois-aiguille mais avec un niveau de finition et les codes visuels de la manufacture Janvier.
Dans le même temps, la Trio est apparue au stade de prototype. Il a fallu encore près de 8 ans pour
qu’elle sorte. Un délai qui comprend la réalisation d’un mouvement in-house équipé d’une grande date.
Le prototype était quant à lui, réalisé sur une base mécanique extérieure.


Une quinzaine d’employés produisent environ 70 montres par an. Principalement des Antiqua. La Trio est
affichée au tarif de 68 000 CHF et l’Antiqua, 120 000 CHF.




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                                         4. Réalisations


1. Anglage et finition roue d’un mouvement d’édifice
Le premier exercice entrepris consistait à angler la roue d’un mouvement d’horloge d’édifice. Je souhaite
préciser qu’il s’agissait d’un mouvement produit en grandes quantités avec une valeur historique faible.
L’anglage d’une roue à cette échelle permet de bien appréhender le geste avant de poursuivre sur des
pièces plus petites. Il y a donc plus de possibilités de corriger une erreur sur un mouvement, mais il y en
a également tout autant, de dégrader l’aspect. L’échelle n’est donc pas nécessairement un gage de
facilité.




1.1. Matériel nécessaire pour l’exercice
       Etau orientable
Un étau orientable permettra de donner à la roue les positions pour conserver un angle de travail naturel
pour le bras de l’horloger.
       Tour schaublin 102
Le tour va essentiellement servir à préparer les faces pour estomper les irrégularités et par la suite,
cercler la serge.
       Limes de grain variable : 5-8. De profils : barrette ; feuille de sauge
L’angle n’étant pas préparé, il faut en un premier temps créer le profil de l’angle sur les bras, l’intérieur de
la serge et sur l’intérieur de la partie centrale.
       Supports pour papiers abrasifs micrométriques auto-adhésifs.
Les supports pour les papiers abrasifs sont des outils réalisés par l’horloger afin d’obtenir les profils
exacts désirés. Les papiers abrasifs auto-adhésifs seront appliqués sur les surfaces de travail. Ca
s’apparente au final à un cabron, mais avec un grain très fin. Le grain des papiers micométriques va ainsi
de 100µ, à 0.05µ. Pour cet exercice, nous nous limiterons aux grains 60µ 30µ et 20µ




1.2. Préparation de la pièce
Avant de procéder à l’anglage, il est nécessaire de préparer les faces qui ont subi le temps, les coups, et
autres mauvaises manipulations.
       La première opération : les faces de la roue. Le mobile est monté dans une pince du Schaublin
        102. Le mobile est mis en rotation à une vitesse faible, et on applique un outil sur lequel on aura
        appliqué un morceau de papier abrasif de 60µ. En tournant trop vite, seules les bosses seraient
        attaquées. A basse vitesse, l’outil suit précisément les irrégularités pour couvrir toute la surface.




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       Après les faces, les intérieurs seront également repris avec un outil similaire à celui présenté sur
        la deuxième photo au-dessus. Nous aurons recours également à un support de profil plus
        triangulaire pour les angles rentrants.




1.3. Anglage
Une fois la roue préparée, on vient donc casser les angles des parties intérieures avec, dans l’ordre :
       Limes grain 5
       Limes grain 8
       Abrasif 30µ




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1.4. Finition
La finition va consister à
       « Polir » l’anglage. Ici, plutôt qu’un polissage type miroir, nous avons opté pour un simple
        adoucissement avec un papier micrométrique légèrement plus fin. Si les faces étaient finies au
        30µ, l’angle était passé au 20µ.
       Cercler les faces de la roue, de retour sur le Schaublin, et avec le même procédé que pour la
        préparation, si ce n’est que le papier aura cette fois un grain de 30µ.
       Pour les bras, nous avons choisi des traits de long. Il a donc fallu épargner la serge et partie
        centrale de la roue pour ne pas altérer le cerclage réalisé précédemment. La protection était faite
        avec du rouleau adhésif.




1.5. Conclusion
Le résultat a été jugé satisfaisant par Vianney Halter




On constate que toutes les marques n’ont pas été supprimées car il ne s’agissait pas non plus de faire
une pièce d’aspect « neuf » et cela aurait imposé de supprimer trop de matière. La deuxième face m’a
permis de me rendre compte des leçons de la première face. Geste plus assuré, progression plus rapide
pour un même résultat, voire un peu supérieur.


L’exercice m’a permis de comprendre les gestes de l’angleur, les difficultés en fonction de la géométrie,
jouer avec la lumière pour mieux observer la progression et guider l’outil.




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2. Fabrication de pièces pour la maquette de Grande Date




La Trio dispose d’un système d’affichage du quantième à saut instantané type Grande Date. Ce type
d’affichage permet de scinder les dizaines des unités du quantième pour limiter les disques à 10 valeurs
au lieu de 31. Le résultat est un gain de place et donc de lisibilité. Mais ce gain ne s’obtient que par le
biais d’un système complexe qui doit tenir compte de contraintes telles que : l’énergie nécessaire à
déplacer 2 disques, l’inertie des disques, …


Si les premiers modèles de la montre ont déjà été commercialisés, le développement de cette
complication continue en fonction des retours observés au SAV. A noter, qu’à chaque passage au SAV
pour entretien ou réparation, la montre est systématiquement mise à jour pour intégrer les dernières
évolutions du mécanisme.


Le développement se fait sur une maquette à l’échelle 10:1 qui reprend toutes les pièces de la
complication en plexiglas. Ce matériau permet de reproduire assez fidèlement les effets ressorts des
pièces et se travaille facilement.




La maquette ci-dessus est la première effectuée, et mon travail a donc consisté à réaliser les pièces
issues des dernières modifications.


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2.1. Matériel nécessaire pour l’exercice
Pour le travail du plexiglas :
       Machine CN
Le tracé de la pièce sur le plexiglas s’est fait à l’aide de la seconde machine CN de la manufacture.
       Une scie Bocfil allongée
Une Bocfil qui permette de travailler sur des pièces de grande taille.
       Des limes
Différent type de limes, de la râpe à bois pour dégrossir et s’approcher du trait, à la lime grain 6. Profils
carrelette, feuille de sauge, triangulaire.




2.2. Tracé
Le tracé a été une étape importante car la machine CN utilisée est toute nouvelle. Elle est le résultat de la
transformation d’un bâti de machine de métrologie SIP. La manufacture Janvier dispose déjà d’une
machine de ce type, mais l’axe Z n’est pas piloté. Uniquement haut/bas. Cette deuxième machine
permettra donc de produire des pièces plus compliquées en « une seule passe ». Lors du tracé de la
pièce, la broche était encore absente. Le tracé s’est donc fait avec un pointeau qui venait pénétrer dans
le plexiglas sur 5 centièmes. Plusieurs difficultés ont été rencontrées qui ont permis d’améliorer la
machine et de mieux comprendre son fonctionnement. Il a fallu également intégrer les bases du G-code
pour analyser les différentes phases de l’usinage.




2.3. Découpe et finition
L’exercice ne nécessite pas d’explications particulières si ce n’est qu’il a donc fallu utiliser la Bocfil et faire
attention à ne pas laisser le plexiglas chauffer car en changeant d’état, il boquait la lame qui cassait. Le
travail avec un liquide de coupe a permis d’améliorer la réalisation des pièces suivantes.
Une fois découpées, il fallait encore s’approcher du trait avec des limes grossières (râpes à bois), puis
terminer avec des limes de grains fin (6) mais avec des surfaces de travail importantes.




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2.4. Conclusions
La partie tracé m’a permis une très bonne approche des outils d’usinage CN. Les difficultés rencontrées
sur cette nouvelle machine m’ont permis d’être confrontés à tous les aspects de la machine, tant logiciels
(moulinette DXF-> G-Code ; logiciel d’usinage à base d’une interprétation du G-Code) que mécaniques
(motorisation des axes, vis à billes et roulements aiguilles)
La pratique de la scie est venue complémenter l’apprentissage fait à l’école. Une bonne maitrise de cet
outil permet de gagner un temps conséquent dans la réalisation.



3. Finition et décoration du pont principal de la Trio
Après l’exercice concluant sur la roue de mouvement d’édifice, j’ai entrepris de faire l’anglage du pont
principal de la Trio en maillechort. J’ai ensuite réalisé la décoration des faces car il ne doit plus rester
aucun trait d’usinage sur les pièces finies.




Un avant après depuis le pont brut d’usinage jusqu’à la pièce terminée.
La finition était à base de
       Cotes de Genève
       Perlage
       Traits brouillés
       Traits de long



3.1. Matériel nécessaire pour l’exercice
       Pates abrasives grain 400
Pate relativement grossière utilisée pour les traits brouillés.
       Baton de fusain
Utilisé pour former les traits brouillés
       Outil de posage
C’est l’outil qui va permettre de prendre la pièce en main pour la travailler. En l’occurrence, une tige de
laiton de diamètre 8 sur laquelle on va coller le pont. On manipulera la pièce par l’intermédiaire du
manche ainsi constitué.
       Outils d’anglage
« cabrons » sur la base de tiges métalliques de section carrée, modifiées, sur lesquels on applique les
papiers abrasifs micrométriques (20µ ; 12µ ; 9µ ; 3µ ; 1µ)


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       Machine à perler
       Machine à réaliser les côtes de Genève
       Unité de galvanoplastie



3.2. Rectification
La première étape avant le travail sur la pièce va consister à rectifier sa planéité. Que ce soit des défauts
infimes d’usinage, ou des contraintes internes induites lors des opérations de fraisage, perçage…, la
planéité des pièces est souvent fluctuante. Si la fonction de la pièce n’est pas nécessairement remise en
question pour quelques centièmes en hauteur, les côtes de Genève en revanche nécessitent un défaut
de planéité inférieur à 2 centièmes sur la totalité de la surface. Nous verrons un peu plus loin, en
abordant les principes de cette décoration l’impact de ces écarts.
La rectification se fait en passant la face sur un banc : une plaque en verre sur laquelle on a collé une
feuille de papier abrasif (15µ). On appuie un peu plus sur la zone où on a repéré un défaut, et on fait ainsi
l’aller-retour entre le micromètre et le banc jusqu’à ce que la planéité soit comprise dans des écarts maxi
de 2 centièmes.




3.3. Perlage/traits brouillés
Avant de réaliser l’anglage qui est beaucoup plus sensible et dont le polissage pourrait souffrir des
manipulations, on procède aux finitions plus « résistantes ». En effet, le perlage, ou les traits brouillés
utilisent des abrasifs relativement grossiers et résisteront bien aux manipulations lors de l’anglage par
exemple. L’inverse est moins vrai même si, nous le verrons, des solutions existent pour préserver au
maximum le poli de l’angle.
Le perlage est bien évidemment manuel chez Vianney Halter et se fait avec une perceuse verticale
manipulée par l’horloger. Le positionnement de la pièce ainsi que la pression nécessitent une certaine
habitude.




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On aperçoit sur la seconde photo l’extrémité abrasive qui va former les cercles. Il s’agit d’un bâton de
Cratex qui a été retaillé à la lime avant l’opération pour lui donner le diamètre voulu. Les bâtons existent
de différents qualités en dureté/grain, selon le matériaux ou l’effet souhaité.
Le résultat :




Chaque résultat dépendra de l’opérateur, de la taille qu’il donnera au bâton de Cratex, de son parcours
de la pièce… Chaque pièce sera ainsi unique, comme Vianney s’attache à le faire pour toutes ses
montres.


Les traits brouillés sont une finition différente qui se présente ainsi :




Le procédé est relativement simple : on applique un peu de pâte abrasive sur la zone à traiter et on utilise
un bâton de fusain en bout duquel on coupe un angle à 20-30° (angle faible afin qu’elle ne casse pas
sous l’effort). On applique la surface de l’angle coupé à plat contre la face de la zone à traiter. La poudre
abrasive est emprisonnée entre le bâton et la pièce. En décrivant avec le bâton des petits cercles, on
produit un motif de traits brouillés. On peut trouver d’autres variantes de motifs dans la pendulerie
ancienne, par exemple, mais l’idée est de recouvrir tout ou partie des traits précédents de façon plus ou
moins aléatoire.




3.4. Anglage
L’anglage est préparé sur cette pièce. On a donc une forme à 45°, dégrossie mais de petite taille (~moitié
moins prononcé que le résultat final). Ca permet de gagner un peu de temps et d’avoir déjà une
indexation à 45°.
On dispose le pont sur un posage :




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La photo de gauche présente un posage sommaire : une tige de laiton sur laquelle on aura fait une sorte
de moletage à son extrémité plane pour améliorer la prise de la colle. La pièce est donc collée avec les
super-glues traditionnelle, qui se résorberont ensuite dans un bain d’acétone.
Sur la photo de droite, un autre posage réalisé par un horloger. Un posage « de forme » qui reprend le
profil et les fixations de la pièce à angler. Lors du travail d’anglage, on opère en prenant appui sur la
masse de gomme noire dans laquelle on aura réalisé une entaille. Ca permet ainsi de trouver
naturellement un angle à 45°.


L’anglage ne nécessite donc ici pas de limes et on commence directement avec les papiers
micrométriques appliqués sur les « cabrons » métalliques, de forme.




Ici sont présents les outils nécessaires à l’anglage. Les outils métalliques en bas à droite sont le cabrons
en bout desquels on aperçoit les papiers abrasifs usagés. Les papiers abrasifs sont présentés au-
dessous, dans l’ordre d’utilisation : 20µ blanc ; 15µ jaune ; 9µ bleu ; 3µ rose ; 1µ vert pâle. Chaque papier
passé successivement va éliminer les traits grossiers du papier précédent. Petit à petit, un poli va
apparaitre. Il faut cependant tout nettoyer entre chaque grain pour éliminer toute les particules qui
pourraient rester, tant sur la pièce que les outils. Un passage dans un bain ultra-son est donc nécessaire.
On termine le polissage avec un peu de la pâte bleu disposée dans le sachet. Cette dernière pâte à l’état
solide se dissout dans l’acétone. On trempe dans l’acétone, la face d’un bouchon que l’on aura entaillé
de façon à ce qu’il n’y ait pas d’impureté sur cette face. On vient ensuite frotter le pain d’abrasif bleu avec
le bouchon. On frotte alors l’anglage pour lui donner un éclat supplémentaire bien que visuellement, le
dernier papier abrasif lui donne déjà un aspect « définitif ». Sur la photo ci-dessus, la pâte a déjà noirci
signifiant qu’elle s’est chargée en particules de métal. Les faces adjacentes sont également « polies ». Il
faudra donc attendre cette opération pour appliquer les décorations sur ces faces (traits de long sur le
tranchant du pont, ou autre décoration sur le pont).

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3.5. Décoration des tranchants du pont
A la fin de l’anglage donc, on reprend les traits de long sur la tranche de la pièce. Cette finition se fait au
papier grain 20µ, et il faut évidemment prendre garde à ne pas attaquer l’anglage déjà poli. La moindre
éraflure impliquerait de repartir de zéro pour cette arête.
La difficulté de cette opération, outre d’altérer le poli de l’angle, est de faire des traits bien parallèles, et
qu’il n’y ait pas de marques aux endroits où l’outil attaque et s’arrête. Bien doser la pression donc, et
essayer de se guider sur une des faces de la pièce.




3.6. Travail des huiliers
Les huiliers et le sommet des lamages des vis sont en angle droit, sortis de fabrication. Il faudra donc
former les angles et les polir.




La forme se fait à l’aide des fraises-roulette et l’on va ensuite polir les arêtes à l’aide de pâtes diamant. La
photo ci-dessus présente les outils nécessaire à la totalité de l’opération :
       Fraise roulette de diamètre différent selon lamages de vis ou huiliers
       Pates à polir conditionnées en seringues. Ici, grains 3µ et 1µ
       Chevilles en bois dont l’embout sphérique a exactement le rayon de la fraise roulette
       Lime pour former la partie sphérique de la cheville en bois
       Calibre de rayon pour jauger la cheville
       Tour horloger 6/8mm (absent de la photo)
Vous pourrez remarquer que l’anglage a été protégé avec du vernis à ongle que l’on dissoudra dans un
bain d’acétone.
Il y a chez Vianney deux écoles pour ces polissages. Certains utilisent le tour, d’autre, un outil type
perceuse à main (voir photo ci-dessous). Pour avoir testé les deux, j’ai préféré le tour où l’on peut
davantage se concentrer sur l’orientation de pièce autour de la tête de cheville hémisphérique. Et puis il
me semble qu’il y a également un risque de déformer le pont avec l’outil manuel.




                                                                                                              15
Le polissage va nécessiter le passage de 2 pâtes abrasives : 3µ et 1µ. Bien entendu, il faudra nettoyer la
pièce au bain ultrason entre les deux pâtes pour éliminer les traces des grains plus grossiers. Il faudra
également changer de cheville pour les mêmes raisons. Aperçu du rendu suite au polissage




3.7. Réalisation des côtes de Genève
Au fil de mes visites de manufactures, il m’était apparu que la réalisation des côtes de Genève était une
opération relativement simple et rapide. C’est probablement le cas sur ces machines automatiques/semi-
automatiques (Schmid), mais ça ce fait au détriment de la géométrie de la pièce.
Typiquement, cette photo illustre bien ces côtes industrielles qui viennent casser l’anglage, ou couper un
huilier en deux. (N.B. : calibre de démonstration probablement fini à la hâte quelques jours avant Bâle
2009)




Ici, on est rentré dans la matière pour obvier aux défauts de planéité. La surface est rectifiée de facto en

                                                                                                         16
même temps que la décoration mais le résultat n’est pas heureux, surtout sous cet angle. Il est
également possible qu’il se soit agit d’un outil plutôt que d’un abrasif. C’est un raccourci régulièrement
utilisé pour des décorations d’entrée de gamme.


Vianney s’attache particulièrement à ce genre de détail et va donc avoir une approche radicalement
différente, au détriment cette fois, du temps.
La machine utilisée est entièrement manuelle, relativement simple à mettre en œuvre.




On distingue la table croisée qui va supporter la pièce. La glissière Y est parfaitement libre de façon à
coulisser librement et sans entrave. La glissière X est soumise à une vis qui va permettre de décaler la
pièce en finesse.
La tête est entrainée en rotation par une courroie et un moteur déporté. La tête est orientable autour de X
et de Y ce qui va permettre de donner un très léger angle et faire en sorte que l’attaque ne se fasse pas
entre des plans parallèles. C’est entre autre cet angle qui va déterminer la largeur maximale de la côte, et
de façon liée : la profondeur maximale de pénétration de « l’outil » pour obtenir cette largeur. Pour
mémoire, la profondeur (comme présenté plus haut sur le contrexemple d’une autre manufacture), est la
signature d’une belle côte.
Le passage d’une côte à l’autre se fait suivant l’axe X, sur un diviseur positionné sur la tête. La largeur
des cotes sera donc fixée à ce niveau.
L’axe Z de la tête est contrôlé par l’horloger qui va la faire descendre à la pression des doigts comme sur
la première photo.
L’ « outil » est un cylindre en PVC avec une gorge usinée à son extrémité côté abrasif. Cette gorge va
donc permettre une très légère flexion de façon à épouser un peu plus le profil. La face sur laquelle se
trouve l’abrasif aura un profil concave. L’abrasif sera ici un papier micrométrique auto-adhésif, mais cette
fois, diamant. Le diamant permet une meilleure tenue dans le temps et évitera des éventuelles variations
entre la première et la dernière côte.


Le pont est placé sur un posage parfaitement adapté :




                                                                                                            17
Préparation
       La machine est préchauffée.
Afin d’éviter des écarts lié à un échauffement progressif de la tête pendant le travail, celle-ci est mise en
action une dizaine de minute avant le premier usage.
       L’abrasif est « rodé » en attaquant une pièce de laiton
Il est préférable d’utiliser l’abrasif sur un débit de laiton avant d’attaquer les premières côtes. Cela
permettra à des grains en excès et mal collés de partir avant. Sinon, il y aurait un risque à trouver la
première côte plus marquée que les suivantes.
       Paramétrage du posage suivant une référence
Pour une production unitaire, cette étape ne serait pas utile, mais dans le cadre d’une série, il faut
paramétrer l’orientation et l’indexage des côtes de sorte que l’on ait toujours les mêmes. On dispose pour
cela d’un pont référence. On met donc la référence en place et on positionne la tête de sorte à ce que
l’abrasif tangente très précisément une bordure. La loupe de contrôle est nécessaire et le décalage se fait
à l’aide de la vis de réglage sur le X de la table croisée. Une fois les paramètres déterminés on peut alors
placer le pont à travailler. Ce paramétrage est effectué sur une côte au milieu de la zone de travail. En
début de zone, l’abrasif n’aurait pas nécessairement sa périphérie au contact avec la pièce et la
procédure serait faussée.
       Détermination du Z min
Il faut maintenant déterminer la butée de l’axe Z lorsque l’outil est au contact du pont. L’axe Z dispose
d’une butée micrométrique avec un vernier au centième. On va donc se positionner alors que la tête est à
l’arrêt de façon à approcher le contact entre l’outil et le pont. Ensuite, pour déterminer le contact et au-
delà, la profondeur, on va activer la rotation de la tête, l’abaisser du bout des doigts et faire passer le pont
dessous. De l’absence de contact, on va descendre très progressivement la tête par demi-valeurs
(0.005mm). A chaque passe du pont sous l’outil il faut prêter l’oreille et regarder si les premiers sillons se
font. On descend encore un petit peu en observant la largeur de la côte qui se dessine. Nous pouvons,
en théorie, évaluer la profondeur qui s’ajoute au premier contact de l’outil, à un centième. Nous sommes
donc sur une pénétration inférieure à 0.02mm, d’où l’importance de l’étape de préparation vue plus haut :
rectification de la planéité du pont.


Une fois les préparations effectuées, on positionne la tête sur la première côte grâce au diviseur. Bien
entendu afin de rattraper un jeu éventuel, on dépasse le nombre de graduation pour revenir ensuite et
garder la même direction de déplacement d’une côte à l’autre.


La première côte ne pose généralement pas de problème. On décale donc la tête avec le diviseur et c’est
à l’attaque de chaque nouvelle côte que l’horloger doit être attentif. Il faut particulièrement veiller à ce que
la démarcation entre chaque côte soit nette et alignée sur toute sa longueur. Les marges en Z (la
pénétration) sont infimes (<0.02mm) et une irrégularité du pont pourra amener la démarcation à se
décaler ou s’estomper, particulièrement aux bords de la pièce qui sont plus sollicités lors de l’opération
de rectification de planéité. Il est nécessaire de faire une dizaine de passes avec l’outil avant d’obtenir un
résultat homogène. A ce niveau, il faut alors observer avec la loupe de contrôle toute la distance du trait
de démarcation pour s’assurer qu’il n’y a pas de défaut. Si des défauts apparaissent, il est encore
possible de faire quelques passes en appuyant un peu plus fort l’outil. Rappelez-vous que son axe Z est
actionné par les doigts de l’horloger jusqu’à la butée de la vis micrométrique. En forçant davantage, on a
encore une petite marge qui est liée à la relative flexibilité de l’ensemble qui nous permettra de venir à
bout des défauts.
Il est important d’ajouter un liquide (ici du mélange pour cuve à ultrason, mais moins dilué) qui va
permettre d’évacuer les copeaux et éviter qu’ils ne reviennent altérer le travail de l’abrasif. De même
entre chaque côte, on passe le doigt humecté sous l’abrasif afin d’éliminer des éventuels copeaux.
On passe ainsi sur chaque côte.




                                                                                                             18
L’opération peut nécessiter près de deux heures pour ce pont. Et la réussite dépend essentiellement sur
le paramétrage et l’attention de l’horloger au bruit et l’observation des démarcations. Le bruit est en effet
un paramètre très important qui va permettre à l’horloger d’apprécier le travail de l’outil. Le moteur de la
machine doit donc être discret.


Les côtes de Genève viennent parachever la décoration du pont. Afin d’éviter toute trace d’oxydation, il
est recommandé de procéder à la galvanoplastie dans la foulée, ou bien de maintenir la pièce dans un
liquide neutre en attendant (liquide de bain ultrason par exemple).



3.8. Galvanoplastie
Le pont est enfin recouvert d’un film de rhodium. L’opération a un but multiple :
       Protéger la pièce de l’oxydation
       Donner un aspect plus brillant, plus noble
       Accessoirement : renforcer très superficiellement la résistance mécanique (moins sensible aux
        rayures)
Le plaquage est au rhodium, mais il peut également se faire à base d’or comme c’est le cas de certains
cadrans Vianney Halter.


La galvanoplastie est faite au sein même de la manufacture Janvier avec des moyens qui peuvent
paraitre rudimentaires, mais compte tenu du volume de production, parfaitement adaptés.




Sur la gauche, la cuve à ultrason pour nettoyer les pièces au dernier moment ; les bocaux colorés qui
sont les bains électrolytiques ; derrière, sous le couvercle de plexiglas, un bain dégraissant ;
l’alimentation ; deux bocaux d’eau distillée, et un peu en dehors de la photo, un bain fixateur.




                                                                                                          19
Séquencement des opérations :
Le processus est très rigoureux et nécessite une bonne concentration de l’opérateur. Une erreur à ce
stade impliquerait de reprendre la décoration soit plusieurs heures de travail. Il faut donc faire très
attention aux temps, voltages, et chaque geste. Chaque étape est très importante.
       Nettoyage
Nettoyage aux ultrasons
       Rinçage
Le rinçage doit se faire à l’eau distillée, et dans deux bains successifs. Bien agiter la pièce pour la
débarrasser de tout résidu du bain précédent.
       Dégraissage
Le dégraissage se fait dans un bain spécial et sur un principe d’électrolyse. Un courant électrique (7V /
0.25A / 2mins.) parcours la pièce.
       Rinçage à nouveau
Deux bains d’eau distillée
       Rhodiage
Electrolyse également (3V / 0.15A / 40sec.). La pièce (cathode) est maintenue par l’horloger au bout d’un
posage face à l’anode qui est immergée dans le bain de rhodium. L’anode est un treillis plan et il est
préférable de présenter la pièce parallèlement au plan. De même, il faut agiter la pièce pour faciliter le
dégagement des bulles et éviter qu’elles n’entravent localement le procédé.
       Rinçage à nouveau
Deux bains d’eau distillée
       Fixateur
Le bain de fixateur va permettre de stabiliser le procédé
       Rinçage à nouveau
Deux bains d’eau distillée


Quelques photos pour illustrer l’opération :




Dégraissage                                                 Rhodiage




                                                                                                       20
Posage                                                     Après / avant



3.9. Conclusions
Un exercice très complet qui m’a donné l’occasion d’apprendre énormément sur finitions et décorations.
Ca m’a permis également de démystifier certains aspects comme la galvanoplastie.
Evidemment après cela, on n’a plus le même regard sur les montres de grandes séries. Si les produits
sont difficilement comparables, ça permet tout de même d’avoir un regard plus critique à l’égard de
certaines marques, y compris des plus grandes.
Lors du week-end qui a suivi cet exercice, j’ai entrepris de refaire exactement la même chose mais seul
afin de bien assimiler les techniques. Le lundi, l’horloger en charge de la Trio m’a confirmé que ma pièce
pouvait être emboitable, qu’elle correspondait aux critères d’exigence de la marque. Ma pièce n’était pas
parfaite, mais c’est le cas de toutes les pièces manufacturées. Il y a des compromis à faire dès lors que
l’on approche le résultat satisfaisant et l’adage « le mieux est l’ennemi du bien » vient alors trancher. Du
reste, Vianney aime observer les irrégularités d’une cote à l’autre. Faites par une machine automatique,
elles ont toutes le même rayon alors qu’ici, on voit le geste de l’horloger. Je partage également cette
approche, même si elle ne s’accorde pas avec la productivité d’autres maisons.
J’ai également pu voir lors de cet exercice que je pouvais très facilement, non seulement m’accommoder,
mais apprécier un exercice aussi long que l’anglage, et ce, de façon répétée. La répétition, surtout dans
le cadre d’un apprentissage a également ce côté valorisant que l’on voit la marge de progression aussi
bien en temps qu’en qualité.




4. Fabrication, finition et décoration d’un pont de rouage
Cet exercice est venu complémenter la décoration d’un pont fourni usiné. J’ai donc pu remonter d’un cran
pour traiter l’autre partie de mon stage : la fabrication.
Le choix s’est porté après concertation avec Vianney Halter sur le pont de rouage d’un 6497. Il est à la
fois simple mais comporte tout de même les principales opérations de ce type de fabrication.



4.1. Matériel nécessaire pour l’exercice
Comme le pont devait être décoré, une partie de l’outillage est le même que celui de l’exercice précédent.
Pour la partie fabrication plus précisément :
        Projecteur de profil Hauser
Afin de relever le pointage des mobiles, comparer les plans, et confirmer la réalisation.
        Solidworks 2008


                                                                                                         21
Modélisation de la pièce.
       Schaublin 70 avec visus X-Y
Pour la réalisation des creusures et de certaines géométries extérieures.
       Affuteuse Deckel SO
Affutage des outils de coupe au carbure
       Pointeuse Deckel LKB
Perçage des points d’empierrage
       Pointeuse Hauser M1
Centrage avant alésages



4.2. La pièce, Modélisation
Le choix fait du pont de rouage, il a donc fallu reproduire très précisément les emplacements des mobiles
afin de conserver la fonctionnalité du mécanisme une fois la nouvelle pièce en place.
Le relevé des positions (pointage) s’est fait grâce au projecteur de profil Hauser équipé des optiques
x10 ; x20 ; x100. Le relevé de la géométrie globale s’est fait grâce à l’optique x20, sur une feuille A3, et
les coordonnées du pointage a ensuite été relevé sur la x100. L’utilisation d’un vernier classique s’est
révélé piégeur dans les déplacements négatifs…




Le relevé s’est fait sur la platine afin de ne pas intégrer les éventuelles erreurs du pont d’origine. En effet,
dans une production de masse et sur ces volumes, on peut très facilement tolérer un voire quelques
centièmes d’écart et au final avoir des axes non parallèles.




                                                                                                             22
Une fois le relevé des cotes effectué, la pièce a été modélisée sur SolidWorks 2008.




Un plan est tiré sur papier calque au format A3 afin de contrôler la correspondance des perçages avec la
platine sur le projecteur de profil.



4.3. Matière première et préparation
La manufacture Janvier réalise les pièces type ponts, platines, en maillechort. Ce matériau, bien que plus
coûteux, offre cependant des meilleures résistances mécaniques que le laiton.
Les plaques sont débitées plus épaisses de 6 dixièmes afin de permettre une marge de manœuvre.
La matière subit un recuit afin d’annihiler les contraintes internes. La pièce est placée dans un four
pendant 2 heures à 250°C, puis le four est éteint, et la pièce refroidi encore quelques heures dans une
descente très progressive.
La plaque sortie est rectifiée sur un banc avec les papiers abrasifs micrométriques 60µ, 20µ et 12µ. La
planéité est contrôlée au micromètre afin de partir au pointage sur une base relativement saine. Une
seconde rectification aura lieu à l’usinage au tour. La géométrie sera contrôlée sortie d’usinage, et il y
aura encore une rectification avant les cotes de Genève pour rester dans une tolérance de 2 centièmes.


4.4. Pointages / perçages
Le pointage est réalisé sur la Deckel LK.




La pièce de maillechort est collée sur une plaque de plexiglas qui est bridée sur la table. Le plexiglas
permettra donc de percer de part en part. Sauf pour les perçages des pieds qui ne sont pas débouchants.
Le Z est alors lu sur le comparateur que l’on aperçoit en haut au milieu de la première photo.
                                                                                                       23
L’opération est relativement longue car il faut pour chaque point passer plusieurs outils, et à chaque
changement de position, il faut déverrouiller/verrouiller la table. En revanche, le positionnement grâce au
système visu X-Y Heidenhain permet une lecture très intuitive, mais également de faire abstraction du jeu
car la position est lue directement sur la table et non sur les entrainements.


La première étape va consister à pointer aux coordonnées de perçage avec une fraise à 3 pans. Sa
rigidité donnera une meilleure précision et le cône réalisé guidera le foret. Ensuite, on choisit un foret qui
s’approche du diamètre cible par valeur immédiatement inférieure de sorte à terminer avec le dernier
foret et très peu de matière à enlever. Le perçage est réalisé au dixième inférieur à la valeur du plan.
L’ouverture complète à la côté exacte se fera au burin fixe.
Afin de rester dans la zone de fonctionnement optimale d’une pointeuse (3µm, donnée constructeur), il
est conseillé de faire tourner la tête une dizaine de minutes. Ainsi, au moment du travail, elle sera déjà en
température. Une montée en température progressive entre le début et la fin des perçages pourrait avoir
une influence graduelle sur les cotes. De même, il est recommandé de conserver une distance entre
l’éclairage incandescent et la tête. Idéalement, une pièce aveugle et climatisée serait encore préférable.



4.5. Alésages
Les alésages :
       Creusures pour le passage des roues
       Emplacement des pierres
       Emplacement des pieds
Ainsi que les détourages externes de la pièce sont réalisés sur un Schaublin 70 dans une configuration
un peu particulière :




Le tour est équipé d’un système de visu X-Y dont on aperçoit les règles dans les axes du chariot. Il n’y a
pas de poupée fixe mais un entraineur et un porte quil. Le porte quil permet de passer le quil avec la
pièce montée de la pointeuse qui sert au centrage vers le tour sans démontage et avec une excellente
concentricité




                                                                                                           24
L’horloger effectuant le centrage de son alésage. La pointeuse Hauser M1 est équipée d’un microscope
de centrage. Pour décaler la pièce, on tapote légèrement sur la pièce déjà légèrement serrée. On fait
tourner le quil et on vérifie que le centre du microscope reste tangent au pourtour du perçage déjà
effectué sur la pointeuse Deckel.




Sur ces deux photos, on voit le travail fait sur un pont. Le centrage est effectué à l’aide de la Hauser M1
sur la platine. Le pont est ensuite monté à sa place, et l’alésage sera effectué sur le pont, mais indexé sur
le centrage côté platine. On obtient ainsi un parfait alignement entre les eux alésages.

4.5.1.    Mode opératoire du burin fixe.




                                                                                                          25
La pièce a été percée à la pointeuse au diamètre inférieur d’un dixième car l’alésage au tour sera
beaucoup plus précis que le foret, et puis on pourra éventuellement corriger un défaut d’alignement avec
la platine comme expliqué juste au-dessus.
    1. On confirme le diamètre du perçage à l’aide de jauges cylindriques étalonnées au centième. On
       en déduit donc la valeur de matière à enlever jusqu’à la mesure cible.
    2. On approche le chariot et donc le burin jusqu’à voir se détacher les premiers copeaux
    3. On met les coordonnées du visu à 0
    4. Il ne reste plus qu’à déplacer le chariot jusqu’à la valeur souhaitée en prenant garde à la notion
       de diamètre/rayon (rayon sur le tour)
    5. A l’approche de la valeur cible, on réinitialise le 0 de l’axe sur lequel on vient de travailler et on
       dégage le burin.
    6. On vérifie la progression avec les jauges cylindriques inférieures et on évalue la valeur résiduelle
       de matière à enlever.
    7. Déplacement du chariot jusqu’au zéro et réitération depuis l’étape 4 jusqu’à ce que la jauge
       s’engage librement mais parfaitement guidée.
Les alésages de pierres sont réalisés avec un centième de moins de sorte à ce que la pierre soit
chassée. Les noyures de têtes de vis et passages de vis ne nécessitent pas d’instructions particulières si
ce n’est qu’elles nécessitent de retourner la pièce pour attaquer sa face supérieure. De même, les
creusures pour les passages de roues, si la profondeur est importante car elle est liée à la longueur des
axes des mobiles, le diamètre ne nécessite pas une précision au centième.



4.5.2.    Détourage et préparation des anglages sur les arêtes extérieures.
En fonction du dessin du pont, il est possible de faire le détourage de la pièce au burin fixe. Ainsi, l’arête
extérieure présente le cas le plus simple. Il suffit de caler le 0 du Y sur le diamètre extérieur des autres
ponts présents et le X, sur la surface de la platine qui va porter le pont. On tourne de sorte à amener
l’outil aux zéros. Pour éviter tout contact avec les autres pièces à l’approche de la cible, on pourra
démonter les ponts sur lesquels on a indexé le Y, et pour le X, il suffira de laisser un petit centième de
matière pour ne pas entamer la platine et la pièce devrait plier.
Il est également possible de préparer l’anglage en donnant au burin un angle d’attaque de 45° par rapport
au plan de la pièce. Ce type de préparation permet à l’horloger d’avoir moins de matière à enlever (gain
de temps) et donne un angle de référence parfait. On peut estimer que la préparation de l’anglage ôte
50% de la matière de l’anglage définitif.




                                                                                                           26
4.6. Détourage et finition


4.6.1.    Détourage
Lors du détourage, la pièce est découpée à la scie bocfil et les contours sont terminés à la lime. Il faut
faire de nombreux essais en mettant les ponts en place pour s’assurer que la géométrie de la pièce est
bien en accord avec les autres.




4.6.2.    Finition
De la même façon que pour le pont de la Trio, il faut encore réaliser la finition et la décoration du pont.
Anglages des bords, des huiliers, perlage, cotes de Genève, rhodiage…




Ici après anglage, et rectification de la planéité, avant les cotes de Genève. Le pont d’origine est présent
en haut à droite de la première photo. Les autres exemplaires sont des répétitions de l’exercice toujours
afin d’assimiler un maximum pratique et de repérer les erreurs.




                                                                                                              27
4.7. Conclusions




Exercice très intéressant qui combinait les deux objectifs que je m’étais fixé pour ce stage : fabrication et
décoration/finition. Ca m’a permis de peser toute l’exigence de la fabrication d’une pièce simple. Un
exercice qui nécessite une attention de tous les instants et où le moindre écart ramène plusieurs heures
en arrière. J’ai bien entendu expérimenté :
       Erreurs sur le relevé de côtes en ne différenciant pas les sens positifs/négatifs sur les verniers du
        projecteur de profil.
       Erreur de prise en compte diamètre/rayon lors de l’usinage au burin fixe. Solution : bouchonnage
        plein et retour au pointage avec un positionnement de la pièce sur au microscope de centrage.
       L’alésage un peu trop ample. Solution : potence à river pour rabattre un peu de matière à
        l’intérieur et diminuer le diamètre de l’alésage
       La pièce qui échappe des mains en l’essorant à la sortie du bain ultrason
       Défaut de rhodiage. Probablement un mauvais rinçage.
       Mauvaise mise en place de la machine à réaliser les cotes de Genève et une marque trop
        appuyée. Solution : retour à l’étape de rectification.
       Casse de burins. Solution : 15 minutes d’affutage pour un nouveau burin. Section des burins
        carbure : < 0.5mm. Affutage sur machine Deckel SO avec une meule de dégrossissage, et une
        autre de finition (D10 de grain)
    …


                                                                                                          28
    Planning du stage



                                   Anglage de roue de pendule d’édifice
Première semaine                   Découpe des pièces en plexiglas pour la maquette de la grande
                                    date de la Trio

                                   Finition de pont principal pour un mouvement de Trio (deux
Deuxième semaine                    exemplaires)

                                   Réalisation d’outils

Troisième semaine                  Exercices d’affutage pour les burins carbure

                                   Rectification de la meule

                                   Fabrication et finition d’un pont de rouage de 6497. (quatre
Quatrième semaine                   exemplaires fabriqués, deux terminés et deux autres à terminer)


Je n’ai fait figurer là que les exercices majeurs auxquels j’ai pris une part entière, mais j’ai pu passer
beaucoup de temps également à apprendre en observant les horlogers dans leurs tâches
       Travaux des cadrans (gravure, cerclage, diamantage, rhodiage, sablage, assemblage par
        sertissage)
       Emboitage d’une antiqua. Travail d’environ 3 heures nécessitant une attention particulière afin de
        ne pas compromettre le travail des collègues
       Trempe. Vianney Halter trempe ses ressorts lui-même, et selon une méthode très artisanale
        décrite sur le site web proposé dans l’Introduction du début du document.
       Anglage des petites pièces en acier
       Réalisations d’outils divers et variés (Posages entre autres)
       Taillage d’engrenages
       Quelques phases de pré-assemblage des Antiquas et Trio (travaux sur la platine d’origine
        Lemania, ou bien alésages sur les ponts, platines in-house dans le cas de la Trio)
       Travaux sur une boite de Trio
       Réflexions autour de certains développements en cours
       Travaux de conception sous Inventor et certaines simulations sous TellWatch
…




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                                          5. Conclusion
1. Bilan
Le stage s’est déroulé parfaitement en ligne avec les objectifs que nous nous étions fixé sur la fabrication
et la finition.
J’ai pu
         renforcer mes connaissances en fabrication, me familiariser avec des nouveaux outils
         apprendre plusieurs techniques de finition
         me confronter au métier d’horloger dans un contexte réel
         intégrer les gestes et méthodes d’une horlogerie artisanale
         m’intégrer au sein d’une équipe, une entreprise de profil très différent de celle qui m’emploie
         comprendre un peu mieux ce qui fait la valeur d’une pièce de haute horlogerie
         survivre pendant 4 semaines de neiges



2. Perspectives
Nous avons rapidement évoqué avec Vianney Halter, la possibilité d’une embauche. Si mon profil semble
l’intéresser, les circonstances économiques particulières nous amènent tous les deux à une retenue en
attendant un assainissement.
Mais dans les différentes perspectives que j’envisage, si j’optais pour le métier d’horloger « à l’établi », la
manufacture Janvier serait ma première cible. Je pense que ça constituerait une véritable continuité de
mon apprentissage scolaire.




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posted:8/8/2011
language:French
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