Brevet FR2617749A1 — publié le 19890113

L'invention a pour objet un procédé de traitement superficiel de finition des matières dont la surface est susceptible de polissage. Le mot polissage est employé ici pour désigner les ' opérations par lesquelles La surface d'une matière est travaiLLée à l'aide d'outils ou de poudres abrasives qui laissent des traces sur cette surface. L'emploi de poudres abrasives de plus en plus fines pour le polissage d'une surface est connu depuis longtemps. Les premiers miroirs ont été réalisés de cette façon sur des surfaces métalliques faciles à polir comme le cuivre, par exemple. Toutefois, le but d'un tel polissage, dit de qua- lité miroir, est que l'outil ou l'abrasif de polissage utilisé ne laisse pas de traces visibles à l'oeil nu. On sait aussi que, inversement, on peut réaliser un polissage moins poussé d'une surface en y laissant volontairement des traces de polissage, soit pour dissimuler un état de surface ou un état géométrique non totalement satis- faisants, soit simplement comme procédé technique pour la réalisation d'un motif décoratif. L'invention se situe dans ce domaine technique que l'on peut appeler celui du polissage à traces visibles. Les polissages de ce genre connus jusqu'à présent peuvent être classés dans deux catégories: - la catégorie du polissage à traits rectilignes parallèles qui ont tous une même direction sur la totalité de la surface polie, - la catégorie du polissage à traits circulaires réalisés sous forme de nombreux cercles qui se recouvrent partiellement afin de couvrir ensemble la totalité de la sur- face polie. L'invention a pour but principal d'apporter un procédé de polissage à traces visibles d'une surface sur la- quelle apparaissent des zones polies de grandeurs et de confi- gurations quelconques déterminées, directement adjacentes les unes les autres, dans lesquelles les traces visibles ont au moins une direction générale déterminée dans chaque zone mais ont des directions générales nettement différentes entre les zones voisines, lesdites zones étant soit sans plage de séparation perceptible entre elles, soit avec une plage de séparation perceptible et de largeur prédéterminée entre des zones adjacentes. L'invention couvre aussi toute surface polie avec traces visibles de polissage sur laquelle il existe des zones polies selon des directions générales différentes sans plage de séparation perceptible entre des zones adjacentes. Avant l'exécution d'une opération de polissage à traces visibles sur différentes zones limitées adjacentes d'une surface ayant des dimensions plus grandes que celles de chacune desdites zones et ayant un état initial, selon un premier aspect de l'invention on couvre cette surface en dehors d'une première zone d'un cache ayant une épaisseur qui est au plus de 40 Vm, on fait adhérer ce cache à la surface à l'aide d'un moyen convenable, on polit ladite pre- mière zone en y faisant apparaître -des traces visibles ayant une première direction générale, on retire le cache, on couvre ensuite cette première zone déjà polie et une partie du reste de la surface de la même façon à l'aide d'un cache en laissant dégagée une deuxième zone à polir adjacente à la première zone, on polit cette deuxième zone en y faisant appa- raître des traces visibles ayant une deuxième direction géné- rale, on continue en répétant ce processus autant de fois que l'on veut obtenir sur ladite surface des zones polies à traces visibles à directionsgénérales différentes entre lesquelles on ne voit pas de plage de séparation perceptible à l'oeil. L'épaisseur de 40 pm du cache utilisé est une valeur critique à partir de laquelle on commence à discerner entre les zones voisines à traces visibles orientées différemment une plage de séparation; celle-ci est une plage de très faible Largeur o la surface soumise au polissage conserve son état initial. Plus L'épaisseur du cache est accrue à partir de 40 pm, plus la place de séparation devient large et visible. Le polissage à traces visibles parallèles s'éxécute par une opération, couramment appelée brossage, pour laquelle on se sert d'un support mécanique et d'un abrasif capable de rayer la surface travaillée. Pendant l'opération le cache est soumis à l'action de l'abrasif de la même façon que la surface travaillée, Il est donc nécessaire de se servir d'un cache qui résiste à l'abrasion au moins pendant la durée de l'opération. Une épaisseur du cache inférieure à 40 pm peut être choisie lorsque la matière qui constitue ce cache est suffisamment résistante. Un feuillard métallique mince, d'une épaisseur de pm à 40 pm par exemple, peut être utilisé pour constituer un cache conforme à l'invention. Si le métal est de l'acier trempé et si la matière dont la surface est travaillée est magnétisable, comme certaines nuances d'acier inoxydable, le cache peut être tenu en place sur une zone à protéger par attraction magnétique à travers la matière travaillée. En général, il est préférable de se servir d'un adhésif pour faire tenir le cache sur la partie de la surface qui doit être protégée. On trouve dans le commerce des feuil- les de faible épaisseur, en différentes matières (métal ou matière métallisée ou matière plastique) garnies sur une face d'une couche de matière adhésive.-Ces feuilles convien- nent bien pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. En variante, on peut déposer soi-même sur une surface du cache un adhésif suffisamment résistant, par exemple du type cyanoacrylate. Il y a lieu de tenir compte que l'épaisseur de la couche d'adhésif fait partie de la valeur de l'épaisseur mentionnée plus haut. D'autres moyens équivalents peuvent servir à faire tenir le cache sur la surface à protéger. Quand la pièce travaillée est poreuse (par exempLe traversée par une mul- titude de petits trous) on peut faire tenir le cache par une dépression suffisante réalisée à- travers cette pièce. Dans certaines circonstances, il est possible, principale- ment quand le cache est métallique, de Le faire tenir sur la surface à protéger en le plaquant contre celle-ci à l'aide de moyens mécaniques de serrage et de maintien. Des considérations économiques peuvent intervenir aussi dans le choix du cache. Quand on tient compte du prix, le cache préféré est un cache en matière plastique, généra- lement en polyester, couvert d'un adhésif sur une face et métallisé sur la face opposée, par une couche de chrome qui lui procure la résistance désirée à l'abrasion. On trouve dans le commerce un cache de ce type, vendu sous la dénomina- tion FASCAL, d'une épaisseur de 25 microns. Un tel cache en polyester métallisé à l'aide d'une couche de chrome convient parfaitement à l'application du procédé de l'inven- tion. Son bord qui limite la zone travaillée par brossage à traces visibles supporte> sans être détériorée, 400 à 500 passages du moyen abrasif utilisé, avec une force pressante manuelle de plusieurs daN. Le polissage à traces visibles s'effectue à l'aide de tout-moyen convenable approprié à la nature de la matière travaillée. On peut employer des brosses métalliques ou des feuilles pour polissage vendues dans le commerce composée d'un support souple en papier, en tissu, en polyester, etc... sur une face duquel a été fixée une poudre abrasive en oxyde d'aluminium, en oxyde de zirconium, en mélange de ces deux oxydes, en carbone de silicium, ou une poudre d'émeri, de corindon, de diamant... On trouve aussi dans le commerce des tampons de polissage constitués par un bloc ou une feuille de matière souple analogue à une éponge portant sur une face une couche d'alumine ou de carbure de silicium, par exemple le produit de ce genre vendu sous l'appellation "scotch-brit" convient bien pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. 26 1 7 7 4 9 Pour bien faire comprendre l'invention, on donnera maintenant des explications plus détaillées en se reportant au dessin annexé dans lequel: - la figure I est une vue en coupe à grande échel- le d'un cache qui adhère à une surface soumise au polissage selon le procédé de l'invention, - la figure 2 est un graphique qui montre l'influ- ence de l'épaisseur du cache sur la largeur de la plage de séparation existante entre deux zones polies à traces visi- bles, la force exercée pendant le polissage ayant été infé- rieure à 1 daN, - la figure 3 est un graphique analogue à celui de la figure 1, mais la force exercée pendant le polissage ayant été comprise entre 3 et 4 daN, - la figure 4 est un exemple d'une surface traitée conformément au procédé de l'invention pour y faire appa- raître un motif décoratif, - les figures 5 et 6 sont deux exemples supplémen- taires de l'application du procède de l'invention. La figure 1 montre une plaque métallique 1 qui-a une surface 2 sur laquelle on veut réaliser un motif décora- tif en utilisant le procédé de l'invention. Pour protéger une zone 3 de la surface qui ne doit pas être modifiée au cours d'une opération, on couvre cette zone 3 à l'aide d'un cache 4 ayant une épaisseur totale e. Cette épaisseur e comprend l'épaisseur d'une couche d'adhésif 5, celle d'un support en polyester 6 et celle d'une couche de chrome 7. Cette dernière confère au cache 4 la résistance superficielle nécessaire à l'abrasion. Le cache 4 se termine par un bord 8 qui limite une zone travaillée 9 de la surface 2. On effectue Le polissage à traits visibles parallèles de la zone travail- lée 9 à l'aide d'une feuille de "scotch-brit" 10 couverte sur une face d'une couche abrasive 11 d'oxyde d'aluminium. On donne à la zone travaillée 9 l'apparence dési- rée en appuyant la feuille abrasive 10 contre la surface 2 comme indiqué par une flèche F1 et en la déplaçant alter- nativement dans des sens opposés indiqués par une flèche double F2; ces mouvements alternés peuvent être au nombre de 20 à 30 par exemple. Pendant leur exécution la feuille abrasive 10 franchit le bord 8 du cache 4 et "monte" sur ce dernier. Le bord 8 et la face supérieure du cache 4 doi- vent résister sans altération à l'abrasion jusqu'à la fin de ces mouvements alternés. Ces derniers font apparaitre des traces de rayures parallèles dans la zone découverte travaillée 9 de la surface 2. Du fait de l'épaisseur du cache 4 quand la feuille abrasive 10 "monte" sur ce dernier en franchissant le bord 8, la couche abrasive 11 quitte le contact de la surface 2 avant d'avoir atteint le bord 8. Il existe donc le long du bord 8 du cache 4 une plage 12 non travaillée, conservant l'apparence initiale de la surface 2. Cette plage 12 a une largeur ú dont la valeur dépend principalement de l'épais- seur du cache 4 et secondairement de la force exercée sur la feuille abrasive 10 dans le sens de la flèche Fl. Les graphiques 2 et 3 montrent plus exactement l'in- fluence sur la largeur 9 d'une part de l'épaisseur totale e du cache 4, d'autre part de la force Fl. Sur ces deux graphiques l'épaisseur e est indiquée en abcisses en microns et la largeur Z en ordonnées en mm. La figure 2 se rapporte au cas o la force F1 a une valeur ne dépassant pas 1 daN. Avec des épaisseurs du cache 4 de 25 à 40 microns la largeur ú de la plage 12 est - nettement inférieure à 0,1 et indiscernable à l'oeil nu. Avec une épaisseur de 40 microns du cache 4, la plage 12 a une largeur ú qui dépasse à peine 0,15mm: elle commence à pouvoir être distinguée à l'oeil nu mais elle est encore peu discernable surtout avec un recul de quelques mètres. A mesure que l'épaisseur du cache 4 augmente la largeur devient de plus en plus nettement visible pour atteindre 0,4 mm à une épaisseur de 55 microns; 0,9 mm à une épais- seur de 60 microns; 1 mm à une épaisseur de 75 microns; 1,3 mm à une épaisseur de 100 microns. Le graphique de la figure 3 est analogue à celui de la figure Z mais la force d'appui en sens F1 de la feuille abrasive 10 était de 3 à 4 daN. L'accroissement de la force a pour effet de réduire la largeur. de la plage 12. Avec une épaisseur de 40 mi- crons la largeur Z ne dépasse pas 0,1 mm; les valeurs maxi- males suivantes ont été trouvées: épaisseur e largeur Z en microns en mm 0,3 0,4 0,8 75 0,9 1,1 En pratique, on observe que les points précis d'interruption des traces parallèles à proximité du bord 8 du cache 4 ne se trouvent pas sur une ligne exactement paral- lèle à ce bord 8. La valeur de la largeur 2 fluctue donc dans une bande de valeurs comme les graphiques le montrent. Il doit être entendu aussi que les mesures faites sont forcément imprécises et que les chiffres indiqués.représen- tent plutôt des ordres de grandeur. Néanmoins il ressort clairement des figures 2 et 3 que l'épaisseur de 40 microns du cache 4 est une limite en-dessous de laquelle on ne dis- tingue pas de plage de séparation entre deux zones 9 travail- lées dans des directions différentes et au-dessus de laquelle une plage de séparation commence à être visible. On peut donc choisir soit de ne pas faire apparaître, soit de faire apparaître une telle plage de séparation plus ou moins large en choisissant l'épaisseur du- cache 4. Plusieurs caches iden- tiques superposés permettent d'obtenir facilement des épais- seurs multiples d'une épaisseur minimale. Les figures 4 à 6 montrent des exemples de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Sur La figure 4 la sur- face 2' d'un bloc de matière présente six zones A, B, C, D, E, F sur lesquelles ont été réalisées des traces visi- bles parallèles dans des directions différentes entre des zones adjacentes, par protection successivement à l'aide de caches 4 de 25 microns d'épaisseur. Aucune plage de séparation n'apparait entre deux zones voisines A et E, A et B, par exemple, aux extrémités des traces visibles de ces zones. Il est possible de réaliser des traces croisées comme on le voit sur la plage F. La figure 5 montre que la surface 2" peut se trouver dans un état initial, par exemple un état poli ou un état mat, sans traces visibles, que l'on peut conserver en dehors des plages o sont réalisées des traces visibles. La figure 6 montre que les traces visibles parallèLes ne sont pas nécessairement rectilignes mais qu'elles peuvent être incurvées comme sur les zones G, H, I. En outre, les traces visibles, rectilignes ou incurvées, ne sont pas obligatoirement parallèles; elles peuvent être concourantes comme sur la zone K. Ce dernier résultat s'obtient moins facilement, il peut nécessiter l'emploi successivement d'un plus grand nombre de caches 4. REVENDICATIONS 1. Surface polie portant des traces visibles de polissage en des zones adjacentes (A,B,C,D,E,F,) dans au moins une direction générale dans chaque zone et dans des directions généraLes différentes dans Les différentes zones caractérisée en ce que certaines au moins desdites zones (A à F) sont directement adjacentes sans plage de séparation perceptible entre elles. 2. Procédé pour le polissage à traces visibles d'une surface (2) pour y faire apparaître des zones polies (A à F) de grandeurs et de configurations quelconques déter- minées adjacentes dans lesquelles les traces visibles de polissage ont au moins une direction générale déterminée dans chaque zone et des directions générales différentes entre les zones voisines, caractérisé en ce qu'on protège les zones de ladite surface autres qu'une zone travaillée à l'aide d'un cache (4)'appliqué contre la surface (2) et résistant à l'abrasion ayant une épaisseur (e) choisie à une valeur allant jusqu'à 40 microns, puis on exécute l'opération de polissage à traces visibles de la zone travaillée, de sorte que des zones adjacentes sont directement en contact sans plage de séparation discernable entre elles. 3. Procédé pour le polissage à traces visibles d'une surface (2, 2') ayant un état initial, pour y faire apparal- tre des zones polies (A à F) de grandeurs et de configura- tions quelconques déterminées adjacentes dans lesquelles les traces visibles de polissage ont au moins une direction générale déterminée dans chaque zone et des directions géné- rales différentes entre les zones voisines, caractérisé en ce qu'on protège les zones de ladite surface autres qu'une zone travaillée à l'aide d'un cache (4) appliqué contre la surface (2, 2') et résistant à l'abrasion ayant une épaisseur (e) choisie soit à une valeur allant jusqu'à 40 microns, soit à une valeur supérieure à 40 microns, puis on exécute l'opération de polissage à traces visibles de la zone travail- lée, de sorte qu'on obtient respectivement soit des zones adjacentes directement en contact sans plage de séparation discernable entre elles, soit des zones adjacentes séparées par une plage de séparation discernable de largeur prédé- terminée o La surface (2) conserve son état initial. 4. Procédé pour l'exécution d'une opération de polis- sage à traces visibles sur différentes zones limitées adjacentes (A à F) d'une surface (2, 2') ayant des dimen- sions plus grandes que celles de chacune desdites zones et ayant un. état initial, caractérisé en ce qu'on couvre ladite surface (2,2') en dehors d'une première zone (A) d'un cache (4) ayant une épaisseur qui est au plus de 40 microns, on fait adhérer ce cache (4) -à la surface (2) à l'aide d'un moyen convenable, on poLit Ladite première zone (A) en y faisant apparaître des traces visibles ayant une première direction générale, on retire le cache (4), on couvre ensuite cette première zone polie (A) et une partie de la surface (2) en laissant dégagée une deuxième zone (B) adjacente à la premiè- re zone (A), on polit cette deuxième zone (B) en y faisant apparaitre des traces visibles ayant une deuxième direction générale, on répète ces opérations autant de fois que l'on veut obtenir sur ladite surface (2) des zones polies à traces visibles à directionsgénérales différentes entre lesquelles il n'existe pas de plage de séparation perceptible à l'oeil entre des plages adjacentes. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4 caractérisé en ce que l'on utilise pour faire adhérer le cache (4) à la surface (2) l'un des moyens sui- vants: adhésif, attraction magnétique, dépression, serrage mécanique. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4 caractérisé en ce que l'on emploie pour exécuter le polissage à traces visibles sur les zones (A à F) l'un des moyens suivants: brosse métallique, support souple ayant une face garnie d'une poudre abrasive. 1 1 7. Procéde selon L'une quelconque des revendica- tions 2 à 4 caractérisé en ce que L'on utilise comme cache (4) une feuille en polyester ayant une face couverte d'une couche de matière adhésive et la face opposée couverte d'une couche d'un métal dur résistant à l'abrasion, l'épaisseur totale de cette feuille étant de 25 microns. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que l'on utilise pour exécuter le polissage à traces visibles une feuille en matière spongieuse ayant une face principale couverte d'une couche abrasive en oxyde d'aluminium.