Depuis de nombreuses décennies, la fabrication des composants de la montre mécanique se résume à l’usinage précis de laiton, d’acier et de rubis.
Au cours de cette longue période de stabilité technologique, les fabricants traditionnels ont acquis une expertise quasi inégalable. Lorsqu’Ulysse Nardin a décidé de redevenir une véritable manufacture, l’entreprise a observé les matières et les techniques utilisées dans d’autres industries microtechniques.
Elle a également examiné les différents développements technologiques réalisés hors de la tradition manufacturière afin d’en découvrir leurs applications potentielles. Les procédés mettant en jeu la Photolithographie sélective se sont rapidement imposés pour la célèbre Manufacture comme les technologies les plus prometteuses.
En investissant dans les technologies et les matières du futur, Ulysse Nardin désire poursuivre son rôle de pionnier et participer activement à l’évolution de l’industrie horlogère. Dans un même temps, en maîtrisant ces techniques, Ulysse Nardin assure son approvisionnement en composants stratégiques modernes et performants.
Les technologies « DRIE » et « LIGA » sont deux familles de procédés qui permettent d’envisager des solutions novatrices dans la conception et la fabrication des composants. Elles ouvrent des perspectives insoupçonnées. Un bon nombre d’applications sont déjà en cours d’évaluation dans notre concept « InnoVision ».
L’Echappement en Silicium, pourquoi ?
Certains spécialistes s’interrogent encore sur les avantages de l’échappement en Silicium Ulysse Nardin. La réponse est multiple :
- il permet d’utiliser le très bon coefficient de frottement non lubrifié du silicium sur lui-même et sur l’acier ;
- il combine les trois caractéristiques avantageuses du Silicium : son élasticité, son coefficient de frottement et la précision du procédé !
- Et enfin, il pousse à l’imagination et à la création de composants qui permettent ainsi l’exploitation de nouvelles opportunités.
Ces trois réponses sont contenues dans la vision d’Ulysse Nardin et se concrétise dans leur concept « InnoVision ».
Au cours de cette longue période de stabilité technologique, les fabricants traditionnels ont acquis une expertise quasi inégalable. Lorsqu’Ulysse Nardin a décidé de redevenir une véritable manufacture, l’entreprise a observé les matières et les techniques utilisées dans d’autres industries microtechniques.
Elle a également examiné les différents développements technologiques réalisés hors de la tradition manufacturière afin d’en découvrir leurs applications potentielles. Les procédés mettant en jeu la Photolithographie sélective se sont rapidement imposés pour la célèbre Manufacture comme les technologies les plus prometteuses.
En investissant dans les technologies et les matières du futur, Ulysse Nardin désire poursuivre son rôle de pionnier et participer activement à l’évolution de l’industrie horlogère. Dans un même temps, en maîtrisant ces techniques, Ulysse Nardin assure son approvisionnement en composants stratégiques modernes et performants.
Les technologies « DRIE » et « LIGA » sont deux familles de procédés qui permettent d’envisager des solutions novatrices dans la conception et la fabrication des composants. Elles ouvrent des perspectives insoupçonnées. Un bon nombre d’applications sont déjà en cours d’évaluation dans notre concept « InnoVision ».
L’Echappement en Silicium, pourquoi ?
Certains spécialistes s’interrogent encore sur les avantages de l’échappement en Silicium Ulysse Nardin. La réponse est multiple :
- il permet d’utiliser le très bon coefficient de frottement non lubrifié du silicium sur lui-même et sur l’acier ;
- il combine les trois caractéristiques avantageuses du Silicium : son élasticité, son coefficient de frottement et la précision du procédé !
- Et enfin, il pousse à l’imagination et à la création de composants qui permettent ainsi l’exploitation de nouvelles opportunités.
Ces trois réponses sont contenues dans la vision d’Ulysse Nardin et se concrétise dans leur concept « InnoVision ».
Un mouvement mécanique sans lubrifiant
Chaque ingénieur rêve dans l’industrie horlogère de présenter un produit fiable à long terme et qui nécessiterait peu de révision. Ulysse Nardin poursuit continuellement cet objectif. Certains jalons ont déjà été posés depuis longtemps :
- Nivarox a proposé le « Lubrifar », une couche de bisulfure de molybdènea (MoS2) au début des années 70. L’application de MoS2 a grandement progressé depuis.
- Durant la même décennie, « L’Astrolon » de Tissot a su créer la sensation, avec son frottement acier sur POM sans aucune lubrification !
Ces deux exemples prouvent que cette préoccupation technologique ne date pas d’aujourd’hui.
La solution qu’Ulysse Nardin propose se distingue totalement de toutes les autres car, elle allie:
-la précision du gravage Silicium (DRIE)
-la précision et la résistance mécanique du Nickel (LIGA)
-les propriétés élastiques du Silicium
-le bon coefficient de frottement à sec du Silicium
-le fabuleux potentiel que représentent les techniques multi niveaux que l’entreprise Sigatec a développé.
L’absence de lubrifiant n’est qu’une facette de l’ « InnoVision » d’Ulysse Nardin. Elle comporte en effet les 10 innovations suivantes. Elles peuvent toutes être qualifiées de révolutionnaires.
Chaque ingénieur rêve dans l’industrie horlogère de présenter un produit fiable à long terme et qui nécessiterait peu de révision. Ulysse Nardin poursuit continuellement cet objectif. Certains jalons ont déjà été posés depuis longtemps :
- Nivarox a proposé le « Lubrifar », une couche de bisulfure de molybdènea (MoS2) au début des années 70. L’application de MoS2 a grandement progressé depuis.
- Durant la même décennie, « L’Astrolon » de Tissot a su créer la sensation, avec son frottement acier sur POM sans aucune lubrification !
Ces deux exemples prouvent que cette préoccupation technologique ne date pas d’aujourd’hui.
La solution qu’Ulysse Nardin propose se distingue totalement de toutes les autres car, elle allie:
-la précision du gravage Silicium (DRIE)
-la précision et la résistance mécanique du Nickel (LIGA)
-les propriétés élastiques du Silicium
-le bon coefficient de frottement à sec du Silicium
-le fabuleux potentiel que représentent les techniques multi niveaux que l’entreprise Sigatec a développé.
L’absence de lubrifiant n’est qu’une facette de l’ « InnoVision » d’Ulysse Nardin. Elle comporte en effet les 10 innovations suivantes. Elles peuvent toutes être qualifiées de révolutionnaires.
Un barillet sur roulement à billes.
Dans le modèle Freak 28'800 (commercialisé dès avril 2005) le barillet est guidé par un roulement à billes qui permet un meilleur maintien tant vertical qu’horizontal tout en limitant les pertes par frottement. Ce roulement n’est pas lubrifié. Ulysse Nardin utilise déjà depuis 1985 un tel système de roulements à billes pour sa pièce astronomique : L’Astrolabium. Si les matériaux sont choisis judicieusement en fonction des vitesses et des pressions en jeu, ce système peut se passer de toute lubrification.
Echappement Dual Ulysse.
Cet échappement qui fonctionne sans lubrifiant a été introduit sur le marché en 2005. Il s’agit d’une invention de Ludwig Oechslin et Lucas Humair qui se caractérise par son angle de levée extrêmement faible (31 degrés). L’entreprise horlogère l’a réalisé en Silicium, en Nickel-Phosphore, en Diamant et en Diamond Coated Silicium. Dans la montre « InnoVision », Ulysse Nardin a opté pour le silicium.
Des Paliers en Silicium.
La façon la plus triviale et immédiate de mettre à profit les bonnes caractéristiques de frottement sans lubrifiant du silicium consiste à remplacer les rubis avec leur huilier par des paliers en silicium sans huilier. Ce qui a été fait sur la platine InnoVision d’Ulysse Nardin.
Précision du procédé et bon coefficient de frottement exploités simultanément.
La position relative de chaque point de pivotement relève d’une grande importance. En réalisant des ponts directement en silicium avec les trous pour faire pivoter les mobiles, Ulysse Nardin a fait « coup double ».
Il s’agit d’une première mondiale de grande importance. Cette technique sera vraisemblablement appliquée dans divers produits prochainement. La précision relative de positionnement est cinq fois meilleure pour un pont silicium monolithique que pour un pont usiné en laiton avec des rubis chassés. De plus, le constructeur est affranchi du diamètre de huilier et de la bande de laiton qui doit entourer le rubis. Il peut ainsi placer le point de pivotement plus proche du bord.
Renforcement d’un pont en Silicium.
Un pont doit parfois résister à des contraintes mécaniques supérieures à ce que le silicium ne supporte. Il est alors nécessaire de le renforcer. La manière immédiate la plus simple consiste à réaliser en laiton ou en acier une partie de la pièce et de constituer un sandwich dans lequel l’âme en laiton ou en acier résistera à la contrainte.
Cette méthode a été utilisée par Ulysse Nardin dans le passé, mais une meilleure solution a été trouvée grâce aux synergies entre Sigatec, Mimotec et la Manufacture. Il s’agit d’un pont bi-matière qui allie les deux technologies DRIE et LIGA.
Sans perdre la précision du procédé, le wafer de silicium déjà gravé devient la base du procédé LIGA ce qui permet d’ancrer l’élément en Silicium au coeur du Nickel à faire croître. La perte de réalignement est de l’ordre de 2 microns.
-Le procédé photolithographique apporte sa précision
-Le silicium apporte ses caractéristiques de frottement
-Le nickel apporte sa résistance mécanique.
Cette première mondiale représente un parfait exemple des combinaisons que l’entreprise du Locle a sur rendre possible possibles afin de tirer le meilleur profit des atouts de chaque matière sans souffrir de leurs points faibles.
L’exploitation de l’élasticité du silicium !
La très bonne réponse élastique du silicium à toute sollicitation mécanique est connue depuis peu. Ulysse Nardin a appris les bonnes performances de frottement sans lubrifiant. Ses ingénieurs ont conçu un palier amortisseur de chocs pour le balancier qui exploite ces deux qualités.
En général, un amortisseur classique comporte 5 micro-éléments, le bloc, le chaton, la pierre, le contre-pivot et le ressort. Sur l’amortisseur en silicium Ulysse Nardin, les fonctions de ressort, de palier et de contre-pivot sont assurées par un seul élément monolithique.
Il s’agit donc d’une première mondiale et d’une extraordinaire simplification d’un microsystème complexe obtenu grâce à une nouvelle technologie et à un nouveau matériau.
Les pivots de l’axe de balancier tournent directement dans le trou borgne de la portion centrale d’un palier en silicium dont la partie extérieure, en forme de spires élastiques absorbe les chocs.
Le retour au centre ne souffre d’aucun frein, aucun frottement n’entre en jeu. Dans un amortisseur classique, le ressort doit pousser le chaton qui frotte dans le bloc, sur un cône ou sur un plat.
Le Spiral.
Plusieurs firmes se sont mises à fabriquer des spiraux de la même manière que Nivarox, parfois en utilisant un type d’Invar différent. Ulysse Nardin a renoncé à cette voie et a réalisé depuis 2000, des spiraux en diamants, en silicium et diamond coated silicium. Le spiral en silicium semble être une bonne solution pour la Marque horlogère, elle désire également en maîtriser la fabrication.
Nouveaux procédés.
Si les procédés relatifs au silicium dans la microélectronique ont évolué intensivement et constamment depuis 50 ans, ceux relatifs à la micro mécanique ne prennent leur essor seulement qu’aujourd’hui. L’entreprise Sigatec est très active dans ce développement et a mis au point des techniques pour fabriquer en une pièce des microcomposants qui nécessitaient auparavant plusieurs pièces et un assemblage délicat. Trois exemples de mise à profit de ces techniques ont pris place dans l’InnoVision d’Ulysse Nardin :
Le plateau.
Cette pièce triviale dans sa version classique requiert un décolletage de précision, une reprise par étampage, la fabrication de la cheville en rubis et le chassage de la cheville dans le plateau. Peu de firmes maîtrisent un tel développement. Grâce à l’attaque double face mise au point par Sigatec, Ulysse Nardin peut présenter un plateau monobloc d’une parfaite précision. C’est une première mondiale d’une importance non négligeable.
Le bloqueur et son dard de l’échappement “Dual Ulysse”.
Cet élément est difficile à fabriquer avec les techniques classiques. Par le procédé de l’attaque double face, Ulysse Nardin réalise cette pièce d’un seul tenant et sans retoucher le dard.
Comme l’ancre de l’échappement à ancre suisse, l’alignement du dard devient un critère crucial de bon fonctionnement. Cet alignement est obtenu par gravage « DRIE ». Aucune retouche n’est nécessaire.
Cette première mondiale d’ Ulysse Nardin sera décisive pour la reconnaissance du silicium comme matériau idéal pour la fabrication des échappements.
Roue et pignon.
L’attaque à 2 étages depuis la même face offre de multiples possibilités, par exemple la réalisation d’un ensemble roue/pignon en une seule pièce.
D’une manière générale, les mobiles horlogers sont constitués d’une roue en laiton chassée ou rivetée sur un pignon en acier. Parfois, des mécanismes exigent une indexation angulaire entre les dents de la roue et les ailes du pignon. La fabrication d’un tel mobile en une seule pièce est alors un avantage énorme. Dans le Freak, cette exigence n’existe pas. La Manufacture locloise a toutefois choisi d’utiliser un mobile d’échappement pour démontrer et éprouver sa méthode.
Il s’agit d’une première mondiale qui va certainement séduire de nombreux constructeurs concurrents.
Dans le modèle Freak 28'800 (commercialisé dès avril 2005) le barillet est guidé par un roulement à billes qui permet un meilleur maintien tant vertical qu’horizontal tout en limitant les pertes par frottement. Ce roulement n’est pas lubrifié. Ulysse Nardin utilise déjà depuis 1985 un tel système de roulements à billes pour sa pièce astronomique : L’Astrolabium. Si les matériaux sont choisis judicieusement en fonction des vitesses et des pressions en jeu, ce système peut se passer de toute lubrification.
Echappement Dual Ulysse.
Cet échappement qui fonctionne sans lubrifiant a été introduit sur le marché en 2005. Il s’agit d’une invention de Ludwig Oechslin et Lucas Humair qui se caractérise par son angle de levée extrêmement faible (31 degrés). L’entreprise horlogère l’a réalisé en Silicium, en Nickel-Phosphore, en Diamant et en Diamond Coated Silicium. Dans la montre « InnoVision », Ulysse Nardin a opté pour le silicium.
Des Paliers en Silicium.
La façon la plus triviale et immédiate de mettre à profit les bonnes caractéristiques de frottement sans lubrifiant du silicium consiste à remplacer les rubis avec leur huilier par des paliers en silicium sans huilier. Ce qui a été fait sur la platine InnoVision d’Ulysse Nardin.
Précision du procédé et bon coefficient de frottement exploités simultanément.
La position relative de chaque point de pivotement relève d’une grande importance. En réalisant des ponts directement en silicium avec les trous pour faire pivoter les mobiles, Ulysse Nardin a fait « coup double ».
Il s’agit d’une première mondiale de grande importance. Cette technique sera vraisemblablement appliquée dans divers produits prochainement. La précision relative de positionnement est cinq fois meilleure pour un pont silicium monolithique que pour un pont usiné en laiton avec des rubis chassés. De plus, le constructeur est affranchi du diamètre de huilier et de la bande de laiton qui doit entourer le rubis. Il peut ainsi placer le point de pivotement plus proche du bord.
Renforcement d’un pont en Silicium.
Un pont doit parfois résister à des contraintes mécaniques supérieures à ce que le silicium ne supporte. Il est alors nécessaire de le renforcer. La manière immédiate la plus simple consiste à réaliser en laiton ou en acier une partie de la pièce et de constituer un sandwich dans lequel l’âme en laiton ou en acier résistera à la contrainte.
Cette méthode a été utilisée par Ulysse Nardin dans le passé, mais une meilleure solution a été trouvée grâce aux synergies entre Sigatec, Mimotec et la Manufacture. Il s’agit d’un pont bi-matière qui allie les deux technologies DRIE et LIGA.
Sans perdre la précision du procédé, le wafer de silicium déjà gravé devient la base du procédé LIGA ce qui permet d’ancrer l’élément en Silicium au coeur du Nickel à faire croître. La perte de réalignement est de l’ordre de 2 microns.
-Le procédé photolithographique apporte sa précision
-Le silicium apporte ses caractéristiques de frottement
-Le nickel apporte sa résistance mécanique.
Cette première mondiale représente un parfait exemple des combinaisons que l’entreprise du Locle a sur rendre possible possibles afin de tirer le meilleur profit des atouts de chaque matière sans souffrir de leurs points faibles.
L’exploitation de l’élasticité du silicium !
La très bonne réponse élastique du silicium à toute sollicitation mécanique est connue depuis peu. Ulysse Nardin a appris les bonnes performances de frottement sans lubrifiant. Ses ingénieurs ont conçu un palier amortisseur de chocs pour le balancier qui exploite ces deux qualités.
En général, un amortisseur classique comporte 5 micro-éléments, le bloc, le chaton, la pierre, le contre-pivot et le ressort. Sur l’amortisseur en silicium Ulysse Nardin, les fonctions de ressort, de palier et de contre-pivot sont assurées par un seul élément monolithique.
Il s’agit donc d’une première mondiale et d’une extraordinaire simplification d’un microsystème complexe obtenu grâce à une nouvelle technologie et à un nouveau matériau.
Les pivots de l’axe de balancier tournent directement dans le trou borgne de la portion centrale d’un palier en silicium dont la partie extérieure, en forme de spires élastiques absorbe les chocs.
Le retour au centre ne souffre d’aucun frein, aucun frottement n’entre en jeu. Dans un amortisseur classique, le ressort doit pousser le chaton qui frotte dans le bloc, sur un cône ou sur un plat.
Le Spiral.
Plusieurs firmes se sont mises à fabriquer des spiraux de la même manière que Nivarox, parfois en utilisant un type d’Invar différent. Ulysse Nardin a renoncé à cette voie et a réalisé depuis 2000, des spiraux en diamants, en silicium et diamond coated silicium. Le spiral en silicium semble être une bonne solution pour la Marque horlogère, elle désire également en maîtriser la fabrication.
Nouveaux procédés.
Si les procédés relatifs au silicium dans la microélectronique ont évolué intensivement et constamment depuis 50 ans, ceux relatifs à la micro mécanique ne prennent leur essor seulement qu’aujourd’hui. L’entreprise Sigatec est très active dans ce développement et a mis au point des techniques pour fabriquer en une pièce des microcomposants qui nécessitaient auparavant plusieurs pièces et un assemblage délicat. Trois exemples de mise à profit de ces techniques ont pris place dans l’InnoVision d’Ulysse Nardin :
Le plateau.
Cette pièce triviale dans sa version classique requiert un décolletage de précision, une reprise par étampage, la fabrication de la cheville en rubis et le chassage de la cheville dans le plateau. Peu de firmes maîtrisent un tel développement. Grâce à l’attaque double face mise au point par Sigatec, Ulysse Nardin peut présenter un plateau monobloc d’une parfaite précision. C’est une première mondiale d’une importance non négligeable.
Le bloqueur et son dard de l’échappement “Dual Ulysse”.
Cet élément est difficile à fabriquer avec les techniques classiques. Par le procédé de l’attaque double face, Ulysse Nardin réalise cette pièce d’un seul tenant et sans retoucher le dard.
Comme l’ancre de l’échappement à ancre suisse, l’alignement du dard devient un critère crucial de bon fonctionnement. Cet alignement est obtenu par gravage « DRIE ». Aucune retouche n’est nécessaire.
Cette première mondiale d’ Ulysse Nardin sera décisive pour la reconnaissance du silicium comme matériau idéal pour la fabrication des échappements.
Roue et pignon.
L’attaque à 2 étages depuis la même face offre de multiples possibilités, par exemple la réalisation d’un ensemble roue/pignon en une seule pièce.
D’une manière générale, les mobiles horlogers sont constitués d’une roue en laiton chassée ou rivetée sur un pignon en acier. Parfois, des mécanismes exigent une indexation angulaire entre les dents de la roue et les ailes du pignon. La fabrication d’un tel mobile en une seule pièce est alors un avantage énorme. Dans le Freak, cette exigence n’existe pas. La Manufacture locloise a toutefois choisi d’utiliser un mobile d’échappement pour démontrer et éprouver sa méthode.
Il s’agit d’une première mondiale qui va certainement séduire de nombreux constructeurs concurrents.
L’ InnoVision d’ULYSSE NARDIN.
Ulysse Nardin assure que ses applications découlent de raisons techniques. Elles visent notamment à :
- supprimer toute lubrification
- tirer profit de la précision du procédé
- relever la simplification apportée par l’attaque double face ou à 2 niveaux
- rallier la combinaison des technologies LIGA et DRIE
Toutes ces raisons ont conduit Ulysse Nardin à suivre cette voie.
L’horlogerie mécanique s’est réveillée, nos collègues développent de nouveaux concepts, l’imagination reprend le pouvoir. Ulysse Nardin a pris activement part à l’initialisation de ce processus bienvenu.
L’Innovision d’Ulysse Nardin marque une étape importante. Les premiers tests semblent très positifs pour la Marque locloise. Ils démontrent des résultats encore plus probants que ceux attendus.
La totalité des 10 innovations présentées par Ulysse Nardin fonctionnent simultanément dans le modèle « InnoVision » .
- supprimer toute lubrification
- tirer profit de la précision du procédé
- relever la simplification apportée par l’attaque double face ou à 2 niveaux
- rallier la combinaison des technologies LIGA et DRIE
Toutes ces raisons ont conduit Ulysse Nardin à suivre cette voie.
L’horlogerie mécanique s’est réveillée, nos collègues développent de nouveaux concepts, l’imagination reprend le pouvoir. Ulysse Nardin a pris activement part à l’initialisation de ce processus bienvenu.
L’Innovision d’Ulysse Nardin marque une étape importante. Les premiers tests semblent très positifs pour la Marque locloise. Ils démontrent des résultats encore plus probants que ceux attendus.
La totalité des 10 innovations présentées par Ulysse Nardin fonctionnent simultanément dans le modèle « InnoVision » .
