用于组装至少两个元件的方法与流程

本发明涉及一种用于组装至少两个元件以形成用于便携式设备的特别是由陶瓷制成的外部部件的方法，以及由该方法获得的外部部件。每个元件由具有不同物理和/或美学特性的材料形成。

本发明将应用于预期的外部部件的组装制造，该外部部件优选但不排它地用于钟表领域。优选地，这种部件例如可以是旨在被放置在表壳上的表圈、表链链节、表盘、表壳或扣钩元件。

本发明还将应用于在移动和蜂窝电话、便携式计算机终端等非穷举的领域中使用以形成例如移动电话或平板电脑的壳体的外部部件的制造，或者在珠宝或餐具领域中的外部部件的制造。

本发明尤其用于由硬质材料——即抗冲击和抗刮擦材料——制成的元件的组装。这些硬质材料尤其可以是工业陶瓷。此外，每个元件可以由二氧化锆或“氧化锆”、二氧化铝或“氧化铝”制成，或者由结合了陶瓷支承体和金属基质的复合材料或“金属陶瓷”制成。根据本发明的外部部件的每个元件也可以由人造蓝宝石或红宝石制成。

背景技术：

出于美观的原因，有时希望制造外部部件，尤其是外部钟表部件，其根据部件的面积而具有不同外观。举例来说，众所周知的是用双色陶瓷制造具有两个不同的颜色区域的表圈。

已知的技术包括例如通过部分掩蔽(mask)部件的不希望被改变外观的一个或多个区域，并通过使用化学或物理气相沉积(cvd或pvd)技术施加具有不同外观的涂料或金属层来对由第一材料制成的部件进行连续的表面处理。这些处理的主要缺点在于，当部件的处理过的表面与硬度高于沉积层的异物接触时，它可能被刮伤并暴露出第一材料，这一点对于美观于消费者而言至关重要的产品来说是不可接受的。

当外部部件由工业陶瓷制成时，已知的是直接通过注射成型——特别是通过两种不同颜色的陶瓷材料的双注射成型——和烧结来制造双色部件。然而，为了在两种材料之间获得并不容易得到的清晰的界限，这种制造技术实施起来很复杂。事实上，很难调整烧结参数来使得一方面颜色处于最佳配置，另一方面又避免一种颜色扩散到另一种颜色的现象，这种现象不利于获得部件的不同颜色部分之间的清晰的界限。

纯粹从美学角度来说，可以通过浸渍(impregnation)对由单一元件形成的部件进行着色，从而可以在所述部件的不同区域获得不同的颜色。然而，颜色受到形成部件的材料的着色以及浸渍技术的限制。此外，烧结步骤同样涉及参数的调整，并且不会产生最佳结果。

制造双色部件的另一种已知方法是通过使元件的邻接部分粘合来将不同颜色的元件彼此组装。然而，由这种技术获得的部件不可避免地比一件式部件更脆。此外，取决于待组装元件的尺寸，粘合操作会很复杂和繁琐。

技术实现要素：

本发明的一个目的是通过提供一种制造简单且经济的外部部件——特别是钟表外部部件——来克服前述现有技术的缺点，该外部部件取决于部件的区域而具有不同的外观。

本发明的另一个目的是提供一种外部部件，特别是双色部件，其中部件的不同颜色部分之间的界限是清楚的。

为此，本发明涉及一种用于至少组装第一元件和第二元件以在组装后形成用于便携式设备的外部部件的组装方法，包括以下步骤:

a)制造第一元件；

b)制造第二元件；

c)在第一元件中设置至少一个第一凹槽，在第二元件中设置至少一个第二凹槽；

d)使第一和第二元件端对端地放置且通过插入并锁定在第一和第二凹槽中的至少一个第三连接元件来和保持第一和第二元件。

因此，本发明源于这样的总的发明构思：组装至少两个事先单独制造的具有不同性质和/或颜色的元件，以便在机械和美学方面获得每个元件的最佳配置。

根据有利的实施例，将第三元件插入并锁定在第一和第二凹槽中的步骤包括通过嵌入至少部分非晶态的金属材料来填充第一和第二凹槽。

事实上，非晶态材料的粘度在低温下急剧下降，这意味着它们可以在低应力水平下成形。更具体地说，非晶态金属在其玻璃化转变温度和结晶温度之间成形。例如，对于铂基非晶态金属，镶嵌过程在约300℃(摄氏度)下进行，以达到103pa.s(帕斯卡秒)的粘度、应力为1mpa(兆帕)，而不是在玻璃化转变温度下的1012帕斯卡秒的粘度。这种粘度使得可以获得改进的粘附特性。非晶态金属在此温度范围内的低粘度首先允许它们在低压水平下完全地填充它们被约束的空间。因此，在填充凹槽的情况下，这种完全匹配轮廓的能力使得可以精确填充凹部。

此后，低温成型允许使用以前由于耐热性差(例如机械性能下降、氧化或低熔点)或抗热震性差而没有使用过的材料。

由至少部分非晶态的金属材料制成的嵌入体的使用允许例如使用热压实现低应力和低温成形。

金属嵌入件可以加工在外部部件的可见或不可见表面上，在至少在端对端放置的所述元件的接触表面的任一侧延伸的接合部分上制成。这种金属嵌入件在至少一个凹槽内制成，该凹槽特别是以沿着使元件彼此接合的每个部分制成的至少一个凹部的形式。

根据替代实施例，第一和第二元件由导电材料制成，或者凹槽的壁涂覆有导电层，其特征在于将第三元件插入并锁定在第一和第二凹槽中的步骤包括通过电铸工艺对第一和第二凹槽进行金属填充。

根据本发明的其它有利变型:

-第一元件的材料不同于第二元件的材料。

-第一元件具有第一外观，第二元件具有与第一元件的第一外观不同的第二外观。

-当两个元件端对端放置时，第一凹槽与第二凹槽连通。

-在步骤d)之后，存在修整所述第三元件直到第一、第二和第三元件的表面彼此无缝连接的步骤。

-所述第一材料和所述第二材料是多晶或单晶陶瓷材料，由氧化铝、氧化锆、碳化钨、氮化硅、碳化硅或金属陶瓷制成。

-形成第三元件的材料选自以下组:贵金属或半贵金属。

-形成第三元件的材料选自包括金合金、铂合金或钯合金的组。

-每个凹槽具有梯形横截面，每个凹槽的侧壁是从内部朝着外部的方向倾斜并会聚。

-在所述第一元件和第二元件的上侧或下侧加工每个凹槽。

-每个凹槽在第一元件和第二元件的整个长度上延伸。

-每个凹槽的深度在0.05毫米和4毫米之间。

-所述外部部件在例如是手表的便携式钟表设备上。

本发明还涉及通过实施这种组装方法获得的外部部件。

本发明还涉及一种外部部件，其至少包括:

-在至少一个接合区域中组装的第一元件和第二元件；

-第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽设置在第一元件中，第二凹槽设置在第二元件中，所述第一凹槽和第二凹槽至少延伸到每个接合区域中；

-第三元件，该第三元件在第一元件和第二元件的每个接合区域中至少部分地填充第一凹槽和第二凹槽。

根据本发明的外部部件的有利的第一实施例，所述第三元件是嵌入在所述第一和第二凹槽中的至少部分非晶态的金属材料。

根据本发明的外部部件的第二实施例，所述第三元件是电铸在所述第一和第二凹槽中的金属材料。

有利地，外部部件形成表圈、表链链节、表盘、表壳或扣钩元件。因此，该部件可以具有环形形状，其中每个元件由环形的弧部分组成，以形成特别是表圈。

附图说明

下文将参考附图更详细地描述本发明，附图以非限制性示例的方式给出，表示用于组装几个元件以获得外部部件的不同步骤，其中:

-图1示意性地示出了两个单独的半环形元件的正视图，其突出显示了不同的材料。

-图2示意性地示出了两个邻接元件在彼此固定之前的正视图。

-图3示意性地示出了图2的一个元件的垂直剖视图，示出了设置在一个元件中的凹槽。

-图4示意性地示出了金属镶嵌过程之后两个元件的正视图。

-图5示意性地示出了图4的一个元件的垂直截面图，显示了金属嵌入件的过度厚度。

-图6示意性地示出了在去除金属嵌入件的多余厚度后获得的环形外部部件的正视图。

-图7示意性地示出了图6的部件的垂直剖视图。

-图8示意性地示出了由三个单独元件形成的移动电话保护壳类型的外部部件的透视图。

-图9示意性地表示三个元件之一的横截面视图，示出了设置在下表面中的凹槽。

-图10示意性地示出了三个元件组装后的外部部件的仰视图，示出了各种凹槽的形状和长度的示例，从而赋予这种金属嵌入件以美学外观。

所述附图显示了本发明的组装方法的某些实施步骤的示例，一方面，该组装方法由能够形成旨在被放置在便携式钟表设备上的环形件的两个半环形元件获得扁平环形的外部部件，另一方面，附图显示了由三个元件制成的移动电话外壳的例子。

更广泛地说，本发明使得能够由通过金属嵌入件彼此组装的更多元件获得外部部件。获得的部件可以具有任何形状——圆形、环形、卵形或多边形——并且组装的元件具有互补的形状，其布置提供了外部部件的整体形状。这种部件可以具有多边形、平行六面体形状、锥形或更复杂的形状，或者具有凸的或凹的侧边。

具体实施方式

本发明涉及一种通过组装几个元件——至少第一元件2和第二元件3——来制造外部部件1的方法。获得这种部件1的这种组装可以用更多的元件来实现，例如第三元件4，如图8、9和10所示的示例可见。

如上所述，本发明提出由元件2、3、4获得一组件，同时保持每个元件的最佳美学和/或物理特性。为此，在第一阶段，制造第一元件2。还制造了第二元件3。也可以制造另一个元件4以及任何其它附加元件。

有利的是，如果第一元件2和第二元件3具有相同的形状，它们可以用不同的材料和/或处理工艺在相同的模具中相继地制造。

根据另一个实施例，若干个元件2、3、4可以在同一模具内用不同的材料和/或处理工艺同时制成为单一件。然后，特别是通过切割操作将所形成的零件分离成尽可能多的元件2、3、4，这些元件被成形且随后组装以形成所述部件1。

第一和第二元件2、3可以由相似或相同的材料制成，但是优选地，第一元件2的材料不同于第二元件3的材料。至于其它元件4，其材料可以不同于另外两个元件2、3的材料，或者仅仅是不同于旨在被组装至其上的的元件2、3的材料(即，其它元件4可以由与并未和其邻接的元件2、3相同的材料制成)。

材料的差异包括结构差异和美学差异。事实上，相同的基材可以具有不同的外观，但同时保持几乎相同的特性。因此，第一元件2的材料的外观可以不同于第二元件3或另一元件4的材料的外观。

优选地，所述第一材料和所述第二材料是多晶或单晶陶瓷材料，其由氧化铝、氧化锆、碳化钨、氮化硅、碳化硅或金属陶瓷制成。

元件2、3、4的形状对应于要制造的部件1的整体形状的一部分。在图1至7所示的示例性实施例中，第一和第二元件2、3为半圆形——特别是环形的弧段——使得一旦组装，部件1具有圆形或环形形状。

根据图8至10所示的另一个实施例，部件1是用于移动电话类型的便携式设备的壳体5，该便携式设备通常为矩形的平行六面体形状，特别是具有倒圆边缘。壳体5的该部件1由三个元件2、3、4形成，这些元件呈矩形的条带形式，在其纵向端部上方覆盖有边缘，这些元件的组件提供了所述部件1的整体形状。

可以设想其它形状，例如多边形部件1，其中元件2、3、4中的每一个都代表其一个或多个侧面。简而言之，元件2、3、4的形状是互补的，以获得组装成一体件的外部部件1的形状。

为此，本发明提出在第一元件2中设置至少一个第一凹槽6，在第二元件3中设置至少一个第二凹槽7。至少存在与元件2、3、4一样多的凹槽6、7。同一个元件2、3、4可以包括多个凹槽6、7，如图9和10的示例所示，其中同一个元件2、3、4具有四个凹槽6、7。此外，同一元件2、3、4的凹槽6、7可以重合、相交或共享其长度的一部分，如图10的示例所示。

可以使用为此目的提供的工具通过磨蚀或激光切割或任何其它合适的技术来机械地加工凹槽6、7。

优选地，每个凹槽6、7被加工成具有梯形横截面，每个凹槽的侧壁从内部——即从凹槽的底部——向外倾斜并会聚。有利的是，每个凹槽6、7的宽度大于其深度。

此外，每个凹槽6、7可以具有0.05毫米至4毫米之间的深度。此外，为了避免削弱部件1，每个凹槽6、7的深度不能超过每个元件2、3、4的厚度的90％。

应当注意，取决于所执行的加工操作，凹槽6、7的深度和宽度可以在其长度上变化。特别地，如图10的示例所示，凹槽6、7的端部的宽度可以比元件2、3、4之间的接合区域9处的宽度小，在接合区域处凹槽6、7较宽。

每个凹槽6、7可以具有倾斜的侧面或壁8，这些侧面或壁8从内部朝凹槽的外部方向会聚。换句话说，侧壁8具有负角度，这将使得可以保持组装材料。简而言之，每个凹槽6、7具有锥形形状，在元件2、3、4的一侧开口。

为此，可以在所述第一元件2和第二元件3的上表面或下表面以及任何其它元件4上加工凹槽6、7。简而言之，可以从上面或下面制造凹槽，使得取决于部件1如何被用作外部部件，凹槽可见或者不可见。因此，在凹槽形成在部件的可见面上的情况下，当部件被安装在例如表壳上之后，填充材料可以用作装饰元件。在表圈的情况中，例如，可以设想凹槽具有界定了具象性(figurative)和/或装饰性元素——例如数字、字母或任何其它图案——的边缘。

此外，每个凹槽6、7可以在第一元件2和第二元件3以及任何其它元件4的整个长度上延伸。这是图1至7的示例性实施例的情况，其中凹槽6、7设置在每个第一元件2和第二元件3的中部并沿着其长度布置，以便提高将被插入其中的组装材料的连续性。

在图8至10所示的示例性实施例中，凹槽6、7在元件2、3、4的一部分表面上延伸。

无论如何，当两个元件2、3端对端放置时，第一元件2的第一凹槽6与第二元件3的第二凹槽7连通。简而言之，凹槽6、7被制造成使得，凹槽各自端部中的至少一个与使它们的元件2、3、4接合的边缘重合，以在元件2、3、4之间提供凹槽6、7的连续性。

在本发明的组装期间，第一元件2和第二元件3端对端放置。因此，它们以特定的对齐方式彼此相对地定位，以便获得部件1的期望的形状配置。

元件2、3、4以这种方式在它们各自的接合边缘的其中一个边缘处端对端地布置。然后将它们各自的边缘接合在一起，以紧密接触的形式布置。因此，当制造元件2、3、4时，可以具有加工所述元件2、3、4的接合边缘的调整步骤，以在它们之间——至少在接合区域9中——获得完美的接触线。

此外，在所述构型中，可以通过任何合适的方式(特别是机械方式)、通过暂时结合(temporarybonding)等特别在为此目的而提供的支撑件上使元件2、3、4暂时地彼此锁定或接合。

有利地，根据本发明的组件需要借助于至少一个第三连接元件10来保持，该第三连接元件10插入并锁定在第一和第二凹槽6和7中。简而言之，凹槽6、7填充有第三元件10，这确保了元件2、3、4之间的无缝组装，从而至少在接合区域9中形成连续的机械连接。

如上所述，对于具有朝向每个凹槽6、7的开口会聚的倾斜侧壁的截面的凹槽，插入第三元件10由此形成将第三元件保持在凹槽中的燕尾型机械连接。

第三元件10的材料在组成和外观上都不同于元件2、3、4的其它材料。特别地，在第一实施例中，第三元件10包括至少部分非晶态的金属材料，即具有延展性的非晶态或部分非晶态金属材料，其可以被热压以改变形状而不会破裂或断裂，并且可以嵌入凹槽6、7内。这种嵌入体特别是通过部分非晶态的第三材料10的变形而完全填充每个凹槽6、7的内部容积。

典型地但非穷举地，可以在本发明的方法中实施的这种非晶态金属合金可以是例如具有原子百分比为zr67.5ti8.65ni9.65cu10.44be3.76的化学成分的锆合金。有利地，形成第三元件10的所述材料选自以下组:贵金属或半贵金属。更准确地说，形成第三元素10的所述材料可以选自包括金合金、铂合金或钯合金的组。例如，非穷举性地，可以实施的这种非晶态贵金属合金的化学成分可以具有以下原子百分比：“pt852”铂是pt57.5cu14.7ni5.3p22.5，“au18k”金、“pd600”钯是pd43cu27ni10p20或“pd900”钯是pd77.5cu6si16.5。

有利地，形成第三元件10的所述材料是晶态类型。这种材料可以是金属的，例如铝或含铝的合金。由铝制成的第三元件10可以使用热工艺而被容易地嵌入。

根据本发明的组装方法的第二实施例，第一和第二元件2、3由导电材料制成，或者凹槽6、7的壁涂覆有导电材料。因此，将第三元件10插入并锁定在第一和第二凹槽6和7中的步骤可以包括通过电铸/电成型(或电镀)工艺进行金属填充。

将注意到的是，在嵌入阶段提供足够量的第三元件10，以在接合区域9中且优选在凹槽6、7的所有剩余长度上完全填充每个凹槽6、7。然而，可以设想由第三元件10在接合区域9外部的部分上填充的凹部，以提供独特的外观。

在嵌入或电铸填充过程中，多余的第三元件10形成在凹槽6、7的开口外部。因此，一旦插入第三元件10，本发明的方法提供后续步骤，包括修整所述第三元件10，直到第一元件2、第二元件3和第三元件10的表面彼此无缝连接。优选地，通过铣削或车削来实现修整。该步骤移除第三元件10的多余材料，直到其与元件2、3、4的表面齐平。因此，第三元件10完美地结合在其它元件2、3、4中。

可以提供对元件2、3、4、10进行抛光的可选附加步骤，以使表面光滑，并且在部分可见组件的情况下，给出光滑和无瑕疵的美学外观。

因此，根据本发明的组装方法使得有可能获得外部部件1，该外部部件1至少包括通过上述组装方法组装的第一元件2和第二元件3。

在每种方法中，本发明还涉及这样的外部部件1，其至少包括在至少一个接合区域9中组装的第一元件2和第二元件3。第一凹槽6设置在所述第一元件2中，第二凹槽7设置在所述第二元件3中，所述第一凹槽6和第二凹槽7至少延伸到每个接合区域9中。这种部件1还包括至少部分非晶态的金属材料的嵌入体，其在第一元件2和第二元件3的每个接合区域9中至少部分地填充第一凹槽6和第二凹槽7。

如前所述，这种部件1可以由多于两个元件2、3形成，具有一个或多个其它元件4，并且具有一个或多个插入相应凹槽6、7中的第三元件10。

外部部件1旨在放置在例如为手表的便携式钟表设备上。特别地，以非限制性方式，外部部件1可以形成表圈。部件1可以通过任何固定方式——特别是以卡扣配合的方式——固定地或可移动地安装在手表上。

因此，应当理解，钟表部件1可以形成外部部件——例如表圈、表链链节、表盘、表壳或扣钩部件——的全部或部分，或者可以形成钟表机芯构件的全部或部分。举例来说，可以设想用完全或部分地用陶瓷制造摆轮、擒纵叉、桥夹板或条夹板、振荡摆锤或者甚至轮副——例如擒纵轮。也可以设想根据本发明全部或部分地由陶瓷制造表壳、表盘、显示器、装饰件、标记(index)、嵌花、凸缘件、表圈、推动件、表冠、表壳背部、指针或表链。

当然，本发明并不局限于所示的示例，而是能够进行对本领域技术人员来说显而易见的各种变型和修改。特别地，本发明并不局限于外部部件或者甚至不局限于钟表领域。因此，举例来说，不排除将本发明的陶瓷部件1的组件用于餐具或珠宝领域。

附图标记列表

1外部部件

2第一元件

3第二元件

4其它元件

5壳体

6第一凹槽

7第二凹槽

8(第一凹槽和第二凹槽的)侧壁

9接合区域

10第三元件