Brevet FR2565870A1 — publié le 19851220

Procédé defabrication d'outils diamantés sur support souple et outils en résultant. La présente invention concerne la fabrication d'outils diamants pour usages divers, en particulier pour le polissage de laboratoire. Pour le polissage métallographique par exemple, on utilise déjà des disques ou des plateaux recouverts de poudre de diamant, mais la concentration en diamant étant importante, celle-ci est alors un obstacle à l'evacuation de la matière résultant de l'abrasion, ainsi qu'a l'accès du liquie d'arrosage ou de lubrification s'il y a lieu. De plus la nécessité d'obtenir un échantillon parfaitement plan conduit à un coût élevé du plateau, lequel doit être usiné et rectifié avec précision avant de le recouvrir de la couche diamantée, puis celle-ci rodée après diamantage. En outre, la concentration importante de diamant contribue également au coût élevé du produit. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients précédents, c'est-à-dire de réaliser des plateaux de polissage ou autres outils diamantés qui soient beaucoup plus économiques d'emploi, tout en étant aussi précis, et qui soient plus efficaces par une meilleure évacuation de la matière résultant de l'abrasion ainsi que par un meilleur accès du liquide d'arrosage. Ce résultat est obtenu selon l'invention en limitant la partie consommable de l'outil à une feuille diamantée mince et souple que l'on fixe par tout moyen approprié sur un plateau ou un support approprié, précis mais non consommable. D'autres part, ladite feuille diamantée ntest pas diamantée uni formément sur toute sa surface mais comporte de nombreuses zones diamantées limitées séparées par des zones non diamantées. Plus particulièrement le procédé de fabrication de. la feuille mince diamantée consiste à utiliser une feuille mince et souple d'un produit conducteur ou rendu conducteur sur au moins une face par une mince couche métallique, puis à réaliser sur cette surface conductrice une épargne partielle isolante, par un procédé de sérigraphie, par une résine photosensible, ou encore par le dépôt d'un film perforé auto-adhésif, afin d'isoler électriquement la surface conductrice excepté dans des zones successives qui doivent être recouvertes de diamant, et à réaliser enfin la fixation des diamants dans ces zones laissées à nu par dépôt simultané de diamants et d'un métal, par exemple du nickel,par voie électrolytique ou chimique. On réalise de préférence dans une première phase la fixation primaire de diamants par dépôt électrolytique de nickel, la partie conductrice continue de la feuille étant utilisee comme cathode, puis dans une deuxième phase on renforce cette fixation des diamants par un dépôt secondaire plus épais de nickel électrolytique, ou encore par un dépôt de nickel chimique, ce dernier permettant d'obtenir une meilleure planéité de la couche diamantée. Selon les cas on peut travailler avec deux bains successifs, par exemple deux bains électrolytiques ou un bain électrolytique et un bain chimique, mais on put également mettre en oeuvre le procédé avec un seul bain avec des diamants en suspension, soit dans une solution pour dépôt électrolytique, soit dans une solution pour dépôt chimique. D'autres particularité de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation et de mise en oeuvre pris comme exemple et représenté sur la dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente un disque de support souple avant traitement; la figure 2 ce même disque après application de l'épargne; la figure 3 est une coupe fragmentaire à grande échelle de la figure 1; la figure 4 une coupe similaire de la figure 2; la figure 5 une coupe correspondante après la première phase de fixation des diamants, et la figure 6 une coupe correspondante après la deuxième phase de fixation. Selon l'invention on part d'une feuille mince 1 qui peut avoir la forme d'un disque, comme dans l'exemple représenté sur la figure 1, ou toute autre forme rectangulaire ou en bande, selon l'utilisation. Au moins la face de cette feuille destinée à recevoir les diamants doit être conductrice, pour l'application du dépôt électrolytique, ou métallique pour l'application du dépôt chimique. Pour cela la feuille mince 1 pourrait être métallique dans son ensemble et isolée sur sa face arrière par une couche de protection, mais pour une raison d'économie, de souplesse et de facilité de collage, il est préférable d'utiliser un support plastique souple, représenté par 2 sur la figure 3, recouvert d'une mince couche de métal 3. Le support plastique mince 2 peut etre une feuille de matière thermoplastique, ou thermodurcissable, ou encore stratifiée, et etre recouverte d'une mince couche métallique, par exemple de cuivre, comme on en utilise pour la fabrication des circuits imprimés. Conformément à l'invention, après nettoyage, dégraissage et activation de cette surface conductrice 3, on réalise sur celle-ci une épargne isolante 4 qui isole électriquement cette surface, en laissant toutefois subsister un grand nombre d'orifices 5 dans lesquels le métal, par exemple le cuivre, reste à nu. Le tracé le plus simple est celui représente sur la figure 2, dans lequel la surface couverte 4 est continue et les orifices 5 sont de nombreux trous circulaires, plus petits et plus nombreux qu'il ntapparalt sur le dessin. Toutefois une infinité d'autres motifs géométriques seraient utilisables, pourvu que conformément à l'invention on ait une certaine alternance de zones à nu, destinées à être recouvertes de diamants, et de zones épargnées 4 qui ne seront pas recouvertes. Cette épargne peut etre réalisée par sérigraphie, avec une peinture ou un vernis isolant. Elle peut aussi être réalisée à l'aide d'une résine photosensible (photorésist), positive ou négative, traitée par insolation à travers un masque représentant le motif voulu, puis dissoute sélectivement. Enfin elle peut également être réalisée à l'aide d'un film isolant perforé autoadhésif ou thermocollant. Dans le suite du procédé, on place le disque 1, ainsi recouvert de son épargne, et éventuellement à nouveau activé et et desoxyde dans un bain électrolytique en réunissant électriquement la surface continue conductrice 3 à la cathode, le bain électrolytique lui-même étant du type à anode soluble ou insoluble. En outre, conformément à l'invention, ce bain électrolytique comprend en suspension un grand nombre de diamants microscopiques 6. On réalise ainsi par le simple passage du courant un dépit électroly- tique du métal de 11 électrolyte, généralement du nickel, lequel comme illustré sur la figure 5, se dépose essentiellement dans les zones 7 situées entre la couche conductrice 3 et les diamants 6 qui se sont déposés dans les orifices 5, assurant ainsi la fixation primaire de ces diamants 6 dans ces zones. Enfin on opere de préférence dans une deuxième phase une fixation secondaire des diamants 6 en immergeant la feuille précédente dans un bain pour dépôt chimique permettant le dépit d'une couche régulière de nickel, représentée en 8 sur la figure 6, sur les plots diamantés afin d'assurer un véritable sertissage des diamants 6. Si l'épargne 4 est resté en place, comme dans l'exemple qui précède, ce dépôt de sertissage 8 n'a lieu que sur les plots diamantés. Il est toutefois possible à titre de variante de retirer l'épargne 4 à l'aide d'un solvant approprié après l'exécution de la première phase pour que la seconde phase produise un dépôt de nickel sur toute la surface du support 1. Naturellement si on le désire on peut réaliser un plus grand nombre de phases de fixation afin de déposer plusieurs couches superposées de diamants. D'autre part la phase de dépôt électrolytique pourrait être remplacée par une phase de dépôt chimique, de même que la deuxième phase pourrait avoir lieu par électrolyse. Enfin il est parfaitement possible d'appliquer le procédé à l'aide d'un bain unique dans lequel les deux phases se succedent. Ce bain unique contient alors du diamant en suspension dans une solution pour dépôt électrolytique, ou dans une solution pour dépôt chimique. Dans ce dernier cas on obtient une multicouche de métal et de diamants dont l'épaisseur n'est plus fonction du passage d'un courant mais varie seulement avec le temps d' immersion. Dans tous les cas on obtient un disque souple diamanté qui peut être fixé sur le support rigide et précis d'entraînement par simple collage, par exemple à l'aide d'un enduit auto-adhésif ou d'un film adhésif double face. De cette manière, le support ainsi fabriqué constitue la seule partie consommable de l'coutil qui, apres usure de sa couche diamantée, peut être restauré très rapidement et économiquement en décollant la couche usée et en la rempla çant par une couche neuve, sans aucun usinage ni rodage. Par ailleurs, l'outil ainsi constitué comporte des zones diamantées séparées par des passages libres qui permettent une très bonne évacuation des particules de matière résultant de l'abrasion ainsi que du liquide d'arrosage, ce qui donne une très grande longévité à chaque support consommable, un bon mordant et une excellente planéité qui est celle de l'outil de base grâce à la souplesse du support. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'outils diamantés caractérisé par le fait que l'on fixe, de préférence par collage ou auto-adhésif, sur un outil non consommable, rigide et précis une feuille consommable diamantée (1) comportant une alternance de zones (5) diamantées séparées par des zones (4) non diamantees. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on réalise la feuille souple diamantée en partant d'une feuille souple (l) ayant au moins une face (3) métallique et conductrice, que l'on réalise sur cette face une épargne isolante (4) ménageant des zones successives (5) dans lesquelles le métal (3) reste à nu, puis que l'on réaliser dans ces zones un dépôt électrolytique ou chimique d'un métal, de préférence du nickel, à l'aide d'un bain d'électrolyse ou de dépit chimique contenant des diamants en suspension. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dépôt de métal a lieu au cours de deux phases successives, l'une opérant de préférence par voie électrolytique, au cours de laquelle du métal (7) est déposé principalement entre les diamants (6) et la couche conductrice (3), de manière à assurer l'accrochage primaire des diamants (6), et une deuxième phase, réalisée de préférence par voie chimique, au cours de laquelle une couche plus important (8) de métal recouvre au moins partiellement les diamants (6) de manière à assurer leur sertissage. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le support souple 1 utilisé est constitué par un isolant mince (2) recouvert de cuivre (3), du type utilisé pour la fabrication des circuits imprimés. 5. Procédé selon une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'épargne 4 est réalisé par sérigraphie avec une peinture ou vernis isolant. 6. Procédé selon une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'épargne est réalisée à l'aide d'une résine photosensible positive ou négative traitée par insolation à travers un masque, puis dissoute sélecti- vement. 7. Procédé selon une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'épargne est réalisée à l'aide d'un film isolant perforé auto-adhesif ou thermocol lant. 8. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les deux phases ont lieu simultanément dans un bain unique, électrolytique ou chimique. 9. Procédé selon une des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que l'épargne est laissée jusqu'à la phase finale du procédé, et que l'opera- tion de dépôt métallique de sertissage (8) a lieu uniquement sur les surfaces diamantées. 10. Procédé selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait que l'on retire l'épargne (4) à l'aide d'un solvant approprié entre la première et la deuxième phase, et que le dépôt métallique de sertissage (8) a lieu sur toute la surface du support souple (1). 11. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lton réalise successivement plusieurs couches superposées de diamants (6) par répétition ou prolongation du procédé. 12. Support diamanté consommable résultant de la mise en oeuvre du procédé selon unes des revendications précédentes et caractérisé principalement par la présence de zones diamantées (5) séparées par des zones non diamantées (4) sur un support souple (1).