用于在钟表部件上制造功能性元件的方法与流程

本发明涉及一种用于在钟表部件上制造功能性元件的方法以及实施这种方法的系统。

本发明还涉及一种包括这种功能性元件的钟表部件以及一种设置有所述钟表部件的钟表。

本发明还涉及一种计算机程序。

背景技术：

在现有技术中，诸如手表的表盘或指针之类的钟表部件可包括例如磷光元件，磷光元件帮助手表佩戴者能够在黑暗中看到所述指针或所述表盘的刻度/读数。这种磷光元件包括设置为用于吸收光能然后在夜晚将其以光辐射的形式释放的磷光材料层。按照使用丝网打印或移印技术的方法，所述磷光元件通常手动安装在所述钟表部件中。

然而，这种方法实施起来相对复杂，因为执行该方法所需的步骤繁琐、所需的工具种类繁多。此外，所述方法采用的技术难以在用于安装所述功能性元件至所述钟表部件上的自动化工艺中实施。

技术实现要素：

由此，本发明的一个目的是提出一种允许在钟表部件上以快速且简单的方式制造功能性元件的方法，并且该方法也有助于以自动化且经济的方式促进设置有这种功能性元件的钟表部件的大规模生产。

为此目的，本发明涉及一种用于在钟表部件上制造功能性元件的方法，包括以下步骤：

-借助于控制单元生成用于打印装置的至少一个控制命令，所述打印装置旨在再现与所述功能性元件有关的基准/参考数字图示，以及

-借助于所述打印装置构造由被打印在所述钟表部件上的至少一种功能性颗粒组成的至少一个层，以形成所述功能性元件。

因此，由于这些特征，该制造方法允许以实施起来简单且快速的减少的步骤在钟表部件上构造功能性元件。

在其它实施例中：

-为了实现由被打印的至少一种功能性颗粒组成的所述层，所述构造步骤包括将至少一种功能性颗粒组成的层施加到所述钟表部件上的施加子步骤和处理至少一种功能性颗粒组成的所述层的子步骤；

-施加子步骤包括控制单元对包含描述待再现的所述基准数字图示的数据的所述至少一个控制命令的执行；

-施加子步骤包括沉积包括所述至少一种功能性颗粒的至少一种油墨；

-所述油墨包括输送所述至少一种功能性颗粒的流体，流体选自溶剂、粘弹性聚合物、油、水和/或水溶液；

-处理至少一种功能性颗粒层的子步骤包括将至少一种功能性颗粒组成的所述层附着至钟表部件的阶段；

-附着阶段包括将至少一种功能性颗粒组成的所述层暴露于特别是热/干空气流和/或光辐射尤其是紫外线或红外线辐射；

-当另一种颗粒形成在构造步骤中构建的所述至少一个层时，这种另外的颗粒是有色的、着色的、无色的、透明的或半透明的；以及

-所述至少一种功能性颗粒包含在功能性油墨中，该功能性油墨选择由电致发光油墨、磷光油墨、光致发光油墨、导电油墨、半导体油墨、电活性油墨、磁性油墨、光致变色油墨、电致变色油墨、热致变色油墨、离子变色油墨和机械变色油墨组成的组。

本发明还涉及一种包括能从这种方法中获得的至少一个功能性元件的钟表部件。

有利地，所述功能性元件是所述钟表部件的组成部件，其能够以可逆的方式改变其状态，这一状态的改变允许实现钟表的显示功能，或允许在所述钟表的机芯的运行过程中建立旨在执行所述钟表的功能的步骤。

本发明还涉及一种具有至少一个这种钟表部件的钟表。

本发明还涉及一种用于在钟表部件上制造功能性元件的系统，该系统执行这种方法并且包括打印装置和控制单元，所述打印装置连接至所述控制单元。

有利地，控制单元包括硬件资源和软件资源，所述硬件资源包括存储元件，该存储元件具有与将在钟表部件上制造的所述功能性元件有关的至少一个基准数字图示以及与所述至少一个基准数字图示有关的描述性数据。

本发明还涉及一种计算机程序，其包括当所述程序被控制单元运行时实施这一方法的步骤的程序代码指令。

附图说明

阅读结合附图仅仅以非限制性的示例示出的多个实施例之后，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，其中：

-图1是根据本发明的实施例的与用于在钟表部件上制造功能性元件的系统有关的示意性图示；

-图2是根据本发明的实施例的与用于在钟表部件上制造功能性元件的方法有关的流程图；

-图3是根据本发明的实施例的包含配备有至少一个功能性元件的钟表部件的钟表的示意性图示；

-图4是根据本发明的实施例的系统的打印装置的示意性视图。

具体实施方式

参见图1，一种用于在钟表30的钟表部件10上制造功能性元件20的系统1包括控制单元2和打印装置3。

功能性元件20被理解为表示能够以可逆的方式改变其状态的所述钟表部件10的并因此钟表30的组成元件。所述功能性元件20的这一状态的改变允许实现钟表30的显示功能和/或在所述钟表30的机芯的运行过程中建立旨在执行所述钟表的功能的步骤。这一状态的改变可以是所述功能性元件20的颜色的或物理性质的或化学性质的改变。这种改变优选地以构成所述功能性元件20的分子的电子状态的改变为基础，这一改变由能够改变所包含的物质的电子密度的外部激励因素诱发。

在这种情况下，作为非限制性且非穷举的方式，这种功能性元件可以是：电致发光元件、磷光元件、光致发光元件、导电元件、半导体元件、绝缘元件、电活性元件、磁性元件、光致变色元件、电致变色元件、热致变色元件、离子变色元件和机械致变色元件。

在钟表30中，其上限定功能性元件20的钟表部件10是优选地具有非复杂形状——即具有简单形状——的部件。在这种情况下，作为非限制性且非穷举的方式，所述部件10可以是：表圈、指针、表盘内圈(rehuat)、表壳、表壳底部、摆锤、表盘、表镜、表带或机芯的组成部分。应该注意的是，所述钟表部件10也可以是用于形成这种部件10的基板。在这种构造中，钟表部件10具有功能性元件20的构造/构建/印刷表面，其是平坦的且优选为平面的。

在该系统1中，控制单元2连接到打印装置3，以便特别是确保对所述打印装置3的控制。控制单元2可以是计算机或微控制器，其中它包括硬件资源和软件资源，特别是与存储元件5交互的至少一个处理器4。所述控制单元2能够执行用于实施计算机程序的指令。

在所述控制单元2中，除了计算机程序之外，存储元件5还包括与至少一个基准数字图示9a有关的数据以及与所述至少一个基准数字图示9a有关的描述性数据9b，该基准数字图示9a可以由功能性元件20再现并且将被构建在钟表部件10上。基准数字图示9a包括例如三维(3d)基准图示或二维(2d)基准图示。应当注意，基准数字图示9a由系统1的连接到控制单元2并且可以包括三维和/或二维数字化装置的设计模块生成，或者通过由控制单元2运行的软件工具生成，其中该软件工具用于基于照片或图像进行2d/3d虚拟建模，或者用于设计三维虚拟数字对象(例如，计算机辅助设计软件，其首字母缩写cad更广为人知)。

在图1和4中，这种打印装置3包括打印构件6、附着构件7和驱动构件8。打印构件6包括多个打印单元，特别是喷墨打印墨盒，每个墨盒包括打印头和至少一个贮存器12a-12d。在本实施例中，每个墨盒包括至少一个打印头和至少一个喷墨贮存器12a-12d。在所述墨盒中，油墨具有至少一种可包含在流体中的颗粒。提供这种流体是为了确保当它从打印单元中喷出时，所述至少一种颗粒被输送到所述颗粒要沉积于其上的载体(在本例中是钟表部件10)上。这种流体可以是任何基本原料，其能够确保所述输送和/或还能帮助将至少一种颗粒与构成钟表部件10的载体或已经存在于所述钟表部件10上的至少一种颗粒的层连接。作为非限制性和非穷尽性的方式，流体可以从溶剂、粘弹性聚合物、油、水和水溶液中选择。举例来说，如果它是粘弹性聚合物，则所述流体是未聚合的液相粘弹性聚合物流体，优选为可光聚合的。应当注意，在一变型中，所述至少一种颗粒可以沉积在所述载体上，而不需要这种流体来确保其输送。在所述打印构件6中，至少一个墨盒必须包括具有至少一种功能性颗粒的功能性油墨14a。这种油墨可以是例如电致发光油墨、磷光油墨、光致发光油墨、导电油墨、半导体油墨、电活性油墨、磁性油墨、光致变色油墨、电致变色油墨、热致变色油墨、离子变色油墨和机械致变色油墨。

所述打印构件6的其它墨盒可包括其它类型的油墨，例如：

-具有至少一种着色或有色颗粒的有色油墨14b；或者

-具有至少一种无色或透明或半透明的颗粒的无色或透明或半透明的油墨14c，例如漆。

作为非穷尽的和非限制性的方式，由至少一种功能性颗粒和至少一种有色或着色颗粒组成的层和/或由至少一种无色或透明或半透明颗粒组成的层可以：

-仅有白色；

-具有由于存在至少一种无色或透明或半透明的颗粒而具有哑光或光洁度的白色；

-仅有黑色；

-具有由于存在至少一种无色或透明或半透明颗粒而具有哑光或光洁度的黑色；

-具有无色漆；

-具有由于存在至少一种无色或透明或半透明的颗粒而具有哑光或光洁度的无色漆；

-具有多种颜色，由于四色打印技术实现了青、品红、黄和黑等基本色(称为cmyk系统)，允许从三原色中再现多种颜色，蓝绿称为青，品红和黄称为红，在这些颜色中加入了黑色。

另外，这种打印装置3还能够以低分辨率或大于或等于2400dpi(每英寸像素)的高分辨率帮助在钟表部件10上制造功能性元件20。

在该打印装置3中，驱动构件8能够使打印构件6相对于系统1的载体元件在多个方向上移动，钟表部件10可以布置于所述载体元件上。所述载体元件可包括用于钟表部件10的可移除的连接元件，例如粘合元件，其中所述载体元件能够在打印头12a-12d之前移动钟表部件10。设置附着构件7用于确保将至少一种颗粒的层附着到载体，在本例中载体是钟表部件或已经存在于所述钟表部件10上的第一层或初始层。所述附着构件7包括能够发射紫外线(uv)辐射和/或红外辐射和/或空气流特别是热空气流的模块。所述模块能够在钟表部件10的表面的整个或部分安装区域上产生辐射或空气流，其中在功能性元件20能够构建在所述安装区域上其上的。应当注意，当如上所述的不同油墨包含粘弹性聚合物流体时，该模块是具有紫外线(uv)辐射源的光聚合模块，因此能够在功能性元件20可以构建于其上的钟表部件10的表面的整个或部分安装区域上产生uv辐射。

这种系统1能够实施图2中所示的在钟表部件10上制造功能性元件20的方法。该方法特别适用于在不使用毯式中间转印元件的情况下直接在钟表部件10上制造所述功能性元件20，这归功于所述钟表部件10的特定特征。所述特定特征涉及所述部件10的非复杂的，即简单的形状，并且涉及这样的事实：所述部件包括所述功能性元件20的构造/构建/打印表面，其是平坦的且优选是平面的。

所述方法包括生成至少一个基准数字图示9a的步骤41。这种基准数字图示9a对应于要构造于钟表部件10上的功能性元件20的特定结构定义。在所述步骤41中，所述基准数字图示9a可以由三维/二维数字化制造，或者当控制单元2运行2d/3d虚拟建模软件或用于设计三维虚拟数字对象的软件(例如计算机辅助设计软件，其首字母缩写cad更广为人知)时被制造。一旦生成，所述基准数字图示9a以控制单元2的存储元件5中的数字数据文件的格式存档。换句话说，这种文件包括与基准数字图示9a有关的信息数据。

该方法随后包括确定与所述基准数字图示9a有关的描述性数据9b的步骤42。这种步骤22由控制单元2实施，因此允许确定描述性数据9b，该数据尤其有助于选择在钟表部件10上生产功能性元件20所需的油墨的一种类型或多种类型，以及打印构件6的运动方向。在所述步骤42中，处理所述文件，特别是与基准数字图示9a有关的信息数据。更具体地，在该处理期间，控制单元2确定作为基准数字图示9a的特征的元素，例如：

-所述基准数字图示9a的至少一个尺寸；这可以是，例如厚度、长度、宽度、表面积、体积等；

-视觉的/美学的/结构的，即基准数字图示9a的视觉的和/或美学的和/或结构的方面，例如颜色和/或质地等；

-功能性元件20必须具有的物理的和/或化学的功能性特征，例如：

·导电性，半导电性或绝缘性；

·半导电性；

·电致发光性；

·光致发光(例如对紫外线辐射的反应)性；

·磷光；

·“x变色”(光致变色，电致变色，热致变色，离子变色，机械致变色......)；

·电活性；

·磁性；

·等等。

应当注意，在一个变型中，所述处理可以包括特别地实施将所述图示9a沿横向方向和/或纵向方向数字划分/切割成至少两个层的过程，所述横向方向可以是水平的、垂直的或倾斜的，所述纵向方向可以是水平的、垂直的或倾斜的。在这种情况下，控制单元2因此确定作为每个所述层的特征的元素，这些元素将被再现以用于在钟表部件10上构建功能性元件20。

特征元素构成与基准数字图示9a相关的、存档在控制单元2的存储元件5中的描述性数据9b。

用于制造所述功能性元件20的方法还包括将钟表部件10布置在系统1的载体元件上的步骤43。该方法还包括选择要被再现于钟表部件10上以在其上构建功能性元件20的基准数字图示9a的步骤44。因此在所述选择步骤44中，可以使用连接到控制单元2的人机界面(hmi)来选择所述基准数字图示9a。应当注意，所述选择步骤44可以在配置步骤43之前或之后相同地实现。

所述方法还包括处理钟表部件10的表面，特别是在将在其上制造功能性元件20的所述表面的安装区域中的表面的处理步骤45。所述处理步骤45可以在生成步骤41、确定步骤42、配置步骤43或选择步骤44中的一个或另一个之前或之后同等地实施。这种处理步骤45可以通过实施大气等离子体、低压等离子体、火焰、电晕放电、有机层沉积、清洁浴或电镀处理技术，使用粘合底漆的处理技术或一种或另一种或多种所述处理技术的组合来执行。这种步骤45可以在真空下进行，也可以不在真空下进行。另外，如下面将要看到的那样，应该注意的是，特别是当所述功能性元件20由至少一种功能性颗粒组成的至少两层构造时，所述处理步骤45有助于确保在钟表部件10的平表面和所述钟表部件10上所制造的功能性元件20之间的良好粘附，特别是在构成所述功能性元件20的、被称为初始层的第一层和所述表面之间的良好粘附。

该方法然后包括由控制单元2生成至少一个用于控制打印装置3的控制命令的步骤46，所述至少一个控制命令旨在再现用于在钟表部件10上构建功能性元件20的基准数字图示9a。生成所述至少一个控制命令的所述步骤46基于与基准数字图示9a有关的描述性数据9b而执行。所述至少一个控制命令包括用于在钟表部件10上制造功能性元件20的标准，特别是用于控制打印装置3并且特别是打印构件6和附着构件7的标准。作为非限制性和非详尽性的方式，所述制造标准包括与以下方面有关的数据：

-选择墨盒，该墨盒包括再现基准数字图示9a以及取决于它们容纳的油墨而特别是用于再现基准数字图示9a的功能性特征和视觉的/美学的/结构的方面所需的打印头12a-12d；

-每个墨盒的打印头12a-12d相对于用于再现功能性特征和视觉的/美学的/结构的方面的钟表部件10的表面的安装区域的运动和/或相对于基准数字图示9a的至少一个尺寸的运动；

-每个墨盒的打印头12a-12d相对于用于再现功能性特征和视觉的/美学的/结构的方面的钟表部件10的表面的安装区域和/或相对于基准数字图示9a的至少一个尺寸的距离和/或位置；

-每个墨盒的打印头12a-12d相对于用于再现功能性特征和视觉的/美学的/结构的方面的钟表部件10的表面的安装区域和/或相对于基准数字图示9a的至少一个尺寸的位置的持续时间；

-从打印头12a-12d喷射的墨流，特别是为了再现功能性特征和视觉的/美学的/结构的方面的钟表部件10的表面的安装区域和/或相对于基准数字图示9a的至少一个尺寸而喷射的液滴的数量。

该方法随后包括借助于打印装置3构造由被打印于钟表部件10上的至少一种功能性颗粒组成的至少一个层的步骤47，以便形成功能性元件20。所述至少一种功能性颗粒包含在上述功能性油墨中。应注意，层可仅由至少一种打印的功能性颗粒形成，或由所述至少一种颗粒和其它有色和/或无色/透明/半透明的打印颗粒形成。

对于构建在钟表部件10上的由被打印的至少一种功能性颗粒组成的每个层，所述构造步骤47包括两个子步骤48、49。第一子步骤是用于施加至少一种功能性颗粒层至所述钟表部件10——特别是所述组件10的表面的安装区域——上的子步骤48。所述层的所述施加可以连续地或选择性地进行。如上所述，所述至少一种颗粒是功能性颗粒。应理解，除了至少一种功能性颗粒之外，所述层还可包含选自有色或无色/半透明/透明颗粒的多种其它类型的颗粒。此外，所述施加子步骤48包括由控制单元2对包含描述要再现的所述基准数字图示9a的数据的所述至少一个控制命令的执行。作为施加所述层的一部分，所述至少一个命令的执行使得可以控制包含所述至少一种功能性颗粒的至少一种油墨的沉积和包含至少一种有色或无色/半透明颗粒的其它可选类型的油墨的沉积。第二子步骤是处理所述至少一种功能性颗粒层的步骤49，该子步骤直接跟随施加子步骤48并且有助于完成所述层在钟表部件10上的打印以获得打印在所述钟表部件10上的所述至少一种颗粒的层。处理至少一种功能性颗粒层的所述子步骤49包括将所述层附着到钟表部件10上的至少一种功能性颗粒的阶段。所述附着阶段包括将至少一种功能性颗粒层暴露于特别是热空气流和/或光辐射中，特别是紫外线(uv)或红外线辐射中。因此，所述附着阶段旨在将处于糊状或液态的至少一种功能性颗粒的层转变、附着或连接(如基质中的颗粒)成处于固态、刚性、弹性、干燥、固化和/或不熔状态的至少一种打印的功能性颗粒的层。应该注意的是，这种转变具有非常快速地进行的优点，通常在不到一秒的时间内进行。

在功能性颗粒包含在粘弹性聚合物油墨中，即包含能够输送所述至少一种功能性颗粒的粘弹性聚合物流体的油墨的示例中，构造步骤47包括涂敷/施加子步骤48，在该施加子步骤中，控制单元2执行包括描述要再现的所述基准数字图示9a的数据9b的所述至少一个控制命令。随后，根据所述至少一个执行的控制命令，打印装置3将至少一个功能性颗粒层直接施加/涂敷到为此目的设置的钟表部件10的表面的安装区域上。所述层包含功能性油墨，所述功能性油墨具有由粘弹性聚合物流体输送的所述至少一种功能性颗粒；在本文中，所述油墨也称为粘弹性聚合物功能性油墨。所述粘弹性聚合物功能性油墨层也被称为初始层或第一层。然后在处理所述层的子步骤49中，所述第一层以及因此构成所述层的一种或多种颗粒则经受聚合作用。所述子步骤49包括将所述层附着到安装区域的阶段。在所述阶段中，所述层通过暴露于由附着构件7发射的并且旨在将所述层转变成丙烯酸酯聚合物功能性墨层(又称为粘弹性聚合物功能性油墨层或打印粘弹性聚合物功能性油墨层)的光辐射——特别是紫外线(uv)辐射——而光聚合。应注意，所述聚合/打印的粘弹性聚合物油墨也可称为光固化油墨或光聚合聚合物油墨。随后，根据所述至少一个执行的控制命令，打印装置3可以将至少一种功能性和/或有色和/或无色/半透明/透明颗粒构成的第二层施加到已经存在于所述钟表部件10上的至少一种聚合的粘弹性聚合物流体构成的第一层上。所述第二层可包含具有由粘弹性聚合物流体输送的所述至少一种相应颗粒的功能性油墨和/或有色油墨和/或无色/半透明/透明油墨；在本文中，所述油墨也称为粘弹性聚合物功能性油墨、粘弹性聚合物有色油墨和粘弹性聚合物无色/半透明/透明油墨。然后在处理子步骤49中，所述第二层以及构成所述层的一种或多种颗粒经受聚合作用。所述第一层和第二层通过充分叠加或叠合而布置在钟表部件10上。在一个变型中，第二层可以施加到第一层上并且直接施加到钟表部件10的表面的安装区域上。在这些条件下，根据相应的变型，所述聚合作用使得可以将第一层附着到钟表部件10的表面以及将第二层施加到第一层，或附着到所述第一层以及附着到钟表部件10的表面的安装区域。

所述方法接着包括步骤50：在直到钟表30被设计时为止的包装之前，将钟表部件10从系统1的载体元件中移除。

应该注意，所述钟表部件10上的功能性元件20可以是有色的、多色的、单色的、透明的或半透明的，并且例如可以包括可具有突出部的图案或装饰元件，或包含在可具有突出部的图案或装饰元件中。

应注意，至少一种颗粒组成的层应理解为意指以选择性或者连续的方式沉积在为此目的而设置的钟表部件10的表面的安装区域上的层，并且其可以经受通过暴露于光辐射或空气流来附着的阶段。在本发明的上下文中，层可以在所有点处具有恒定的厚度或者不均匀的厚度，这通过以下方式获得：借助于所述至少一个打印头12a-12d至少一次单独通过要在其上构建功能性元件20的钟表部件10的表面的安装区域，根据所述打印头12a-12d相对于钟表部件10的位置，通过至少一个喷墨打印头12a-12d沉积至少一种油墨的可变数量的液滴。应注意，每一液滴包含至少一种颗粒。

本发明还涉及一种计算机程序，该计算机程序包括当所述程序由控制单元2运行时，用于执行该方法的步骤41至50的程序代码指令。