31 Juillet 2015  |  Horlogerie
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 05/2015

Un capteur de force et de déformation

Josef Ludwig*

Précision, perfection et valorisation. Aucun secteur industriel n’incarne aussi bien ces valeurs que l’industrie horlogère. En y regardant d’un peu plus près, notamment dans les musées consacrés à cette technique, on remarque que de nombreuses idées et inventions techniques modernes sont en fait inspirées des anciens maîtres horlogers. On pourrait même dire que les innovations de notre temps y plongent leurs racines!

Dès ses origines, la société Ludwig Nano Präzision GmbH basée à Northeim, en Allemagne, se consacre à la construction d’appareils de précision, notamment aux solutions de mesure. Elle vient de développer un nouveau capteur de force et de déplacement, le «LNP nano touch», dont la précision s’exprime principalement par les propriétés élastiques du guidage de la touche mobile.
 
Palpage d'une aiguille des secondes.
 
Une sensibilité extrême
Le développement de ce capteur est basé sur le modèle de la pièce maîtresse d’une horloge: le balancier. Une échelle incrémentale ultra-précise (résolution de 10 nm et plage de mesure 4 mm) et un entraînement linéaire sans friction avec une génération de force de 0,6 mN à 1,4 N, assurent de nombreuses possibilités de fonctionnement et d’utilisation. L’application de forces de balayage extrêmement minimes ne pose aucun problème pour le palpage (sans détérioration) des surfaces sensibles des composants horlogers, même les plus délicats.
La détection automatique d’une surface d’eau à l’aide d’une bille en rubis de 2 mm démontre ce degré de sensibilité élevé. La détection de la fine pointe d’une aiguille des secondes, par exemple, s’effectue sans déformation visible.
La mesure de force et de déplacement de la mesure des courbes caractéristiques d’un peson détecte non seulement la force appliquée, mais également le déplacement et le temps. Ici, le tracé peut être effectué proportionnellement à la vitesse, par rapport au déplacement ou à la force. Cette fonction est utilisée pour mesurer les modules d’élasticité des ressorts de flexion, par exemple.
 
Le capteur de force et de déplacement «LNP nano touch»
 
Des solutions spécifiques à l’industrie horlogère
De la collaboration entre les sociétés Ludwig Nano Präzision GmbH et Brütsch/Rüegger Outils SA sont nées des solutions spécifiquement dédiées à l’industrie horlogère. La mesure des dimensions internes du boîtier constitue en l’occurrence la première application. Pour cela, on procède à une mesure point-à-point délicate vers le bas et vers le haut. Ces points sont non seulement affichés, mais peuvent également être enregistrés puis édités sous forme de protocole de mesure. Les dimensions du double palpeur sont calibrées et sauvegardées avant la mesure, en fonction de la force de palpage à appliquer.
La souplesse de variation de la force permet d’utiliser le système pour de nombreuses applications et méthodes de mesure, par exemple pour mesurer la dureté des élastomères, en particulier des joints de boîtes de montres.
La mesure de la micro-dureté (IRHD) constitue un élément primordial pour la détermination des propriétés intrinsèques des élastomères. Avec les appareils de test courants, il est en général nécessaire, notamment lorsqu’il s’agit de produits de grande taille, de découper de petits échantillons de la pièce finie (méthode destructive) afin de pouvoir l’évaluer. Cet appareil est, en revanche, capable de réaliser directement des mesures de dureté non destructives avec des billes de pression IRHD sur les joints toriques, même les plus fins.
Il suffit d’actionner un bouton pour que chaque mesure, y compris le balayage de la surface, s’effectue de manière entièrement automatisée et conforme aux normes, afin d’exclure toute erreur de manipulation par une force de serrage inadaptée. A cette occasion, l’ensemble de la course de pénétration du stylet de palpeur dans le matériau est enregistré, et pas uniquement la profondeur de pénétration, après 30 s. Ces données permettent d’obtenir des informations supplémentaires, telles que l’écoulement du matériau ou l’éventuel contre-effet ressort lors de l’application d’une force de mesure. La détermination de l’e-module selon Scott fait aussi partie de l’évaluation. Outre les informations de déplacement, la force est également enregistrée, afin de pouvoir produire un diagramme force/déplacement.
Le système de palpage lui-même, est conçu de façon modulaire. Il comprend également, outre une colonne manuelle, une colonne mécanique avec microscope vidéo ainsi qu’une table croisée manuelle ou motorisée en option. Cette dernière permet de simplifier les travaux de détection et de mesure dans des structures géométriques accidentées et rend la navigation de l’aiguille de balayage plus aisée et confortable, jusqu’au point de mesure.
 
Mesure à l’intérieur d’une corne de carrure.
 
Mesure progressive sur des platines de montres
La mesure progressive sur des platines constitue une autre application dans le domaine de l’industrie horlogère. Elle nécessite d’utiliser une procédure d’enregistrement indépendante du temps, spécifiquement programmée pour cette application. La platine est décalée manuellement sur la plaque de granit (de façon similaire à une mesure avec un comparateur) ou le cas échéant, à l’aide d’une table croisée. Les informations correspondantes relatives à la hauteur sont uniquement enregistrées en cas de mouvement de la pièce. Ce procédé permet de déterminer les différences de niveaux. Il ne permet pas de fournir des informations sur la longueur. Une table croisée disponible en option permet une mesure de profils correcte.
 
L’analyse des mesures.
 
Note:
Brütsch/Rüegger Outils SA exposera ce produit au salon EPHJ-EPMT-SMT 2015, stand E39.
 
Brütsch/Rüegger Outils SA
8902 Urdorf
Tél: 044 736 63 63
www.brw.ch
 
 

* LNP – Ludwig Nano Präzision GmbH, Northeim (Allemagne)


23 Décembre 2019  |  Horlogerie

Une entreprise valaisanne lance l’or 24 carats à forte dureté

L’or 24 carats est composé d’au moins 99,9 % d’or pur. Il est de couleur jaune vif comme les pépites d’or que l’on trouve à l’état brut. Mais il était jusqu’ici inexploitable en joaillerie ou en microélectronique car il est trop tendre et montre une fâcheuse tendance à se déformer. Or l’entreprise Mimotec, basée à Sion en Valais, annonce être parvenue à élaborer un or 24 carats à forte dureté destiné à l’habillage horloger; mais pas seulement !
05 Avril 2017  |  Horlogerie

Automatisation d’un établi d‘horlogerie

Pour répondre aux exigences croissantes de flexibilité et de rapidité, l’entreprise Lécureux a décidé de changer les automates de ses systèmes de montage horlogers. Pour ce faire, après une évaluation approfondie, elle a choisi de travailler avec B&R Industrie-Automation AG. La rapidité ainsi que la précision du positionnement sont plus élevées par rapport aux modèles précédents et la traçabilité des données a été nettement améliorée.
POLYMEDIA SA | Av. de Riond-Bosson 12 | CH-1110 Morges | T: +41 (0)21 802 24 42 | F: +41 (0)21 802 24 45 | info@polymedia.ch