Les secrets pour un micro-assemblage réussi

Micro-taraudages dans le domaine horloger

| Rédacteur: Gilles Bordet

Micro-Safelock, assemblage vissé sécurisé pour l'horlogerie

Une des problématiques rencontrée dans la fabrication des montres est la fâcheuse tendance qu'ont les vis à se dévisser. La conception, les complications, le design de l'habillage d'une montre mécanique détermine le nombre, la dimension et la forme des vis de serrage. Une montre peut en posséder jusqu'à 20 types différents. La vis a pour mission le montage de différents composants permettant un démontage ultérieur. La nature même du principe de fonctionnement d'une vis génère différents problèmes tel que le dévissage intempestif, la rupture de la tête de vis, l'arrachement de filets ou encore le cisaillement. Les vibrations et les chocs sont les principales raisons de ces problèmes qui peuvent occasionner d'importants dégâts à la montre. Son utilisation quotidienne la soumet aux mêmes contraintes que celles de son porteur, un match de tennis, une randonnée en VTT, une séance de fitness ou de natation génère des contraintes susceptibles de desserrer les vis à plus ou moins long terme. Les éléments les plus sensibles pouvant être affectés sont le plus souvent la masse oscillante, les ponts ou la tirette. Ces phénomènes sont difficiles à contrecarrer aux vues des dimensions minuscules des vis et des matières tendres utilisées. Actuellement la colle ou le frein filet restent les principales solutions pour remédier à ce problème mais ils posent aussi des difficultés lors des opérations de SAV quand il faut les dévisser.

Il s'agit d'un véritable problème pas souvent évoqué, Francis Ryf de chez DC Swiss précise : « Pourtant il s'agit d'un thème qui fait actuellement le sujet d'une analyse dénommée pudiquement - Etudes des paramètres influençant la tenue des vis dans le cadre de l'ASRH » et poursuit par « L’Association Suisse pour la Recherche Horlogère à Neuchâtel, dont DC Swiss est membre, est partie prenante de l'étude concernant la mesure officielle des filetages intérieurs et extérieurs ». « La société Safelock SA, membre du DC Swiss Group, propose un micro assemblage vissé fiable à 100% sur la base d'une expertise technique et spécifique à chaque cas d’application » explique Francis Ryf. Cette nouvelle solution technologique présentée par DC Swiss se base sur le diagnostic de l'assemblage vissé classique actuel.

La problématique des montages vissés classiques est dépendante de la géométrie du filet elle-même dépendante du système généralisé du jeu de tolérances. Il faut prévoir suffisamment d'espace entre les flancs du filet pour permettre son assemblage. Dans le cas d'un filetage symétrique à 60 °, son principal défaut en cas de contraintes externes c'est que plus de 60% de la force de traction est exercée sur le premier filet et le reste se divise de manière inégale sur les 4 filets suivants. Le dernier filet, le cinquième dans notre cas, n'absorbe alors plus que 3% de l'effort de traction ce qui génère une mauvaise tenue mécanique. La solution proposée par DC pour remédier à ce problème c'est l'assemblage sécurisé Micro Safelock qui répond à une norme de filetage intérieur asymétrique avec une rampe à 30° en forme de cale associé à un filetage extérieur, la vis en l’occurrence, à profil standard à 60°. L'assemblage des 2 éléments correspond à un serrage autobloquant avec un effort de traction qui se réparti de manière quasiment uniforme sur l'ensemble des filets grâce à une surface de contact bien supérieure à celui d'un assemblage classique à 60°. Avec 24% de charge sur le premier filet et encore 17% sur le cinquième la répartition des charges est optimale.

Le système breveté Spiralock utilisé depuis plus de 40 ans, que DC Swiss a pu expérimenter avec succès et à plusieurs reprises, notamment en fabricant des tarauds à profil Spiralock de M3 à M16 pour la fabrication d'éléments en titane pour le domaine de l'aéronautique/aérospatial ainsi que pour le sport automobile. C'est en s'inspirant de ce dernier que Safelock SA a conçu et breveté son système Micro Safelock pour des diamètres normalisé compris entre 0,3 et 1,4. Ce système dispose des mêmes avantages, à savoir un montage autobloquant, une répartition des charges sur l'ensemble des filets et l'orientation des contraintes vers une compression. Cela diminue fortement la fatigue de l'assemblage vis/écrou et permet un grand nombre de cycles de démontage/remontage sans en altérer les caractéristiques. Autre avantage, à diamètre équivalent, le couple de serrage est réduit de 25% par rapport à un assemblage classique avec frein filet. Néanmoins pour assurer une résistance optimale d'un micro assemblage fileté inférieur à 1,5 mm aux vibrations et aux chocs l'utilisation d'une vis standard n'est plus possible. Pour assurer un montage indévissable, la vis avec filetage Safelock, développée par Safelock SA, dispose de toutes les caractéristiques pour garantir un montage totalement sécurisé. Pour y parvenir le diamètre du noyau de la vis Safelock a été augmenté de 19% par rapport à une vis aux normes NIHS ce qui augmente sa surface en coupe de 40% ! La longueur du pas à elle été raccourcie de l'ordre de 15 à 30% en fonction du diamètre concerné dans le but d'augmenter au maximum la surface de contact entre les 2 éléments. Cela permet de proposer des vis plus courtes pour une même longueur filetée. Cette configuration taraudage et vis Safelock est idéale lors de l'utilisation de vis à petite tête réalisées à partir de matériaux tendres avec une longueur filetée réduite à 3 ou 4 filets. Les tolérances serrées, de l'ordre de 2 microns, au niveau de la concentricité, de la conicité ainsi que du diamètre extérieur du filetage permettent un contact hélicoïdal ininterrompu entre la vis et le taraudage. Mécaniquement seule cette condition garantit un montage totalement à l'abri d'un desserrage intempestif. Tous les tests de résistances aux chocs ont été effectués en collaboration avec le laboratoire Dubois à la Chaux-de-Fonds et aucuns dévissages n’ont été constatés sur toutes les éprouvettes soumises.

La gamme Micro-Safelock

Au niveau des outils, le programme Micro Safelock comprend des tarauds coupants en HSSE-PM et en carbure, des tarauds à refouler, des fraise à tourbillonner à 1 ou 3 dents et des jauges de contrôle pour des dimensions de SL 0,3 à SL 1,4 (SL pour Safelock). Quant aux vis réalisées en interne grâce à une nouvelle technologie développée par DC, elles n'ont pas d'autres particularités que leur filetage Safelock. Le filet est usiné en une seule opération et c'est ce qui permet d'obtenir de telles tolérances sur des vis avec des diamètres et des pas aussi petits. Voilà pourquoi les vis Safelock sont assurées à 100% quant au respect de leurs tolérances dimensionnelles et géométriques. Le coût d'une vis Safelock n'est pas supérieur à celui d'une vis standard montée par collage. Mais son utilisation par les manufactures horlogères prendra un plus de temps car ces dernières commandent leur vis par milliers et disposent de tous les calibres pour de la visserie standard. Cela implique de travailler avec 2 références de vis ce qui peut être une difficulté pour le SAV mais l'aspect visuelle du filet d'une vis SL élimine toute confusion et de plus elle ne peut être vissée dans un taraudage standard. D’ailleurs Safelock SA propose des contrats de licence pour permettre à ses clients de fabriquer eux-mêmes leurs vis. Par contre une fois le procédé intégré à la production, c'est à dire les taraudages et les vis Safelock, rien ne diffère - mis à part les nombreux avantages du système - au niveau du montage des éléments si ce n'est le gain de temps car les colles et frein filets n'ont plus lieu d'être. Mais c'est encore plus au démontage que la combinaison vis et taraudage Safelock prend tout son sens. Il est toujours plus facile d'assurer chimiquement une vis lors de son montage que d'éliminer ces produits de scellement lors de son démontage en SAV. Un montage Safelock se monte et se démonte, se visse et se dévisse sans altérations de ses performances mécaniques un nombre incalculable de fois mais il saura aussi, car une bonne montre est une montre fiable, libérer la vis 50 ans après son montage au premier coup de tournevis. <<

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