Brevet FR3005064A1 — publié le 20141031

SYSTEME DE METALLISATION PAR EVAPORATION SOUS VIDE L'invention se rapporte à un système de métallisation par évaporation sous vide. Le principe d'un tel système consiste à chauffer un métal au moyen par exemple d'un filament, puis de le déposer par évaporation sur un objet placé à distance. Cette manipulation s'effectue généralement sous un vide poussé. Des systèmes de métallisation par évaporation sous vide existent et ont déjà fait l'objet de brevets. On peut, par exemple, citer le brevet US3662708, qui décrit un appareil apte à supporter un substrat destiné à être métallisé par le dépôt d'un revêtement sous vide. La particularité de cette invention est que le porte-substrat peut être mis en rotation au moyen d'une armature électromagnétique. Il est à noter que pour un tel système de dépôt, la pièce support dans laquelle se produit la fusion du métal avant de le déposer sur le substrat, est complètement fixe. Il en résulte qu'un tel système est peu souple d'utilisation, car le positionnement fixe de ladite pièce support ne lui permet pas de s'adapter à une pluralité de tailles et de géométries de substrats à traiter. Ce système n'est limité qu'a un seul type de d'objet à métalliser. Les systèmes de métallisation par évaporation sous vide selon l'invention, présentent une grande souplesse d'utilisation car ils peuvent s'adapter facilement et rapidement à une grande variété de formes et de tailles de pièces à métalliser. En effet, cette adaptation s'effectue au moyen de manipulations aisées, ne nécessitant aucun outillage perfectionné, ni modifications structurelles profondes desdits systèmes. L'invention a pour objet un système de métallisation par évaporation sous vide, comprenant au moins un bobinage de chauffage supporté par au moins un bras placé sur une plateforme, ledit bobinage permettant d'assurer le chauffage d'un métal à déposer sur un objet. La principale caractéristique d'un système de métallisation selon l'invention est que la position de chaque bras est ajustable suivant au moins une direction de l'espace. Le bobinage de chauffage est généralement représenté par un filament qui sert à chauffer un métal, qui peut par exemple être constitué d'aluminium, dans le but de l'évaporer puis de le déposer sur un objet à métalliser. Le fait que la position de chaque bras soit ajustable dans au moins une direction de l'espace, permet de positionner au plus juste la source de chauffage par rapport à la géométrie et à la taille de l'objet à métalliser, dans le but d'optimiser les conditions de dépôt dudit métal sur ledit objet. De cette manière, le positionnement du bobinage de chauffage sera fonction notamment de la taille et de la géométrie dudit objet. Il est à préciser qu'un système de métallisation selon l'invention peut comprendre une pluralité de bobinages de chauffage et qu'il est conçu pour assurer un dépôt métallique par évaporation sous vide sur plusieurs objets à la fois. Un tel système de métallisation est particulièrement adapté par exemple, à la réalisation d'un dépôt d'aluminium sur un réflecteur d'un projecteur de véhicule automobile. Il est supposé que chaque bras est conducteur d'électricité, dans la mesure où le bobinage va dégager de la chaleur lorsqu'il est traversé par un courant électrique. Un bobinage est typiquement représenté par un filament métallique en spirales assimilable à un ressort. Il est supposé que la plateforme constitue une partie inférieure du système de métallisation et de laquelle émerge chaque bras de soutien dudit bobinage. Avantageusement, chaque bobinage est supporté par deux bras dont 20 chacun possède une position ajustable. De cette manière, chaque bobinage se retrouve stabilisé entre deux bras de maintien et conserve ainsi au sein du système de métallisation une position fixe et précise. De façon préférentielle, les deux bras sont verticaux et chaque bobinage joint les extrémités supérieures desdits bras. Il s'agit d'une 25 configuration conventionnelle pour laquelle le bobinage s'étend horizontalement entre les deux extrémités supérieures desdits bras. Préférentiellement, au moins l'un des deux bras est déplaçable horizontalement pour faire varier la distance de séparation desdits bras. De cette manière, l'écartement des deux bras peut être réglé précisément en 30 fonction de la longueur de chaque bobinage de chauffage. Il n'est plus ainsi nécessaire d'utiliser un bobinage surdimensionné, dicté uniquement par un écartement figé entre deux bras fixes. Au contraire, un écartement variable entre les deux bras, va permettre d'ajuster la longueur de bobinage, qui est la plus adaptée au besoin réel en matière de chauffage de métal. De façon avantageuse, la plateforme est dotée d'au moins une paire de 5 fentes horizontales, chaque bras soutenant un même bobinage étant inséré dans une fente et étant apte à coulisser dans celle-ci pour faire varier la distance entre lesdits bras. Préférentiellement ces fentes sont rectilignes et servent d'organes de guidage permettant d'orienter le déplacement de chaque bras. Plus généralement, un système de métallisation selon l'invention est 10 doté d'une pluralité de paires de fentes, chaque paire étant associé aux deux bras soutenant un bobinage de chauffage. Avantageusement, chaque bras possède une hauteur réglable. De cette manière, chaque bobinage peut être placé à la distance la plus appropriée de l'objet à métalliser, quelle que soient la géométrie et la taille 15 dudit objet. En effet, s'il est supposé que la métallisation d'un objet est optimisée pour une distance donnée, chacun desdits bobinages pourra aisément être déplacé pour être placé à cette distance, en tenant compte des caractéristiques dimensionnelles et de forme de cet objet. De façon préférentielle, la plateforme comprend au moins deux barres 20 cylindriques, les bras soutenant un même bobinage étant montés sur une barre par l'intermédiaire d'une bague, dont la position autour de ladite barre est réglable. Autrement dit, une bague constitue une pièce d'interface entre un bras et une barre, et va constituer un support réglable, qui va orienter la position de chaque bras dans l'espace. Chaque bras est fixé de façon rigide à 25 une bague, si bien qu'un mouvement de la bague par rapport à une barre va entrainer simultanément le même type de mouvement du bras. Avantageusement, les barres sont parallèles et horizontales, les deux bras soutenant un même bobinage étant montés chacun sur une barre différente. Pour une telle configuration, chaque bobinage va s'étendre selon 30 une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe desdites barres. De façon avantageuse, chaque bague possède une position variable le long de chaque barre. De cette manière, la position des bras est ajustable le long des barres. Il suffit de desserrer chaque bague, puis de la faire coulisser le long d'une barre, et enfin de la figer dans sa nouvelle position pour pouvoir déplacer un bras le long de la barre. De façon préférentielle, chaque bague possède une position variable autour de chaque barre. Autrement dit, la bague peut être desserrée, puis subir une rotation autour de la barre avant d'être figer dans sa nouvelle position. Grâce à cette bague, chaque bras peut subir une rotation autour de l'axe de révolution d'une barre, afin de lui permettre d'occuper une position inclinée par rapport à une position verticale. De façon avantageuse, chaque bague comprend une fente s'étendant transversalement par rapport à l'axe longitudinal d'une barre, un bras étant inséré dans ladite fente. La fente présente dans chaque bague, ajoute un degré de liberté de déplacement pour chaque bras, qui, en plus de pouvoir être incliné par rapport à une position verticale et d'être déplacé le long de chaque barre, peut être déplacé transversalement par rapport à ladite barre. Il est à signaler que le bras peut être inséré dans ladite fente, soit directement, soit par l'intermédiaire d'une pièce d'interface rigidement fixée audit bars. Avantageusement, le bobinage de chauffage est un filament réalisé dans un matériau à choisir parmi du tungstène, du molybdène et du tantale. L'invention a pour deuxième objet une utilisation d'un système de métallisation selon l'invention pour le dépôt d'une couche mince d'aluminium sur un réflecteur de projecteur d'un véhicule automobile. Un système de métallisation par évaporation sous vide selon l'invention, présente l'avantage de posséder des bobinages de chauffage dimensionnés au juste nécessaire, sans être surdimensionnés à cause d'un écartement figé entre deux bras de soutien. Ils ont de plus l'avantage d'assurer une métallisation d'une qualité optimisée quelle que soit la géométrie et la taille de l'objet à traiter, en permettant de positionner les bobinages de chauffage à la distance la plus adaptée par rapport audit objet. On donne, ci-après, une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un système de métallisation par évaporation sous vide selon 5 l'invention, en se référant aux figures 1 et 2. - La figure 1 est une vue partielle et en perspective d'un système de métallisation par évaporation sous vide selon l'invention, - La figure 2 est une vue schématisée d'un bobinage de chauffage et de ses deux bras de soutien appartenant à un système de 10 métallisation selon l'invention, En se référant à la figure 1, un système 1 de métallisation par évaporation sous vide, comprend une plateforme 2 dotée de barres cylindriques 3 horizontales et parallèles entre elles, plusieurs paires de bras 4 verticaux et conducteurs, ainsi que des bobinages 5 de chauffage reliés 15 auxdits bras 4. En se référant à la figure 2, chaque bobinage 5 de chauffage, qui est typiquement réalisé au moyen d'un filament 6 de tungstène en spirales, est fixé à une paire de bras 4 de soutien, dont chacun est implanté sur une barre 3 différente. Chaque bras 4 se présente sous la forme d'un corps cylindrique 7 20 possédant une tête 8 supérieure cylindrique élargie, ledit bras 4 étant solidarisé à une barre horizontale 3 au moyen d'une bague 9 en deux parties. Chaque bras 4 est conducteur, et permet d'assurer la circulation d'un courant électrique dans chaque filament 6. Chaque bague 9 possède une partie inférieure 10, qui est annulaire et 25 incurvée, et une partie supérieure 11 qui est complémentaire de ladite partie inférieure 10 pour venir se refermer autour d'une barre 3. Les deux parties 10,11 de la bague 9 sont vissées l'une à l'autre autour de la barre 3. De cette manière, un léger desserrage de la bague 9 permet de la faire coulisser le long d'un axe longitudinal X de la barre 3, et/ou de lui faire subir une rotation autour dudit axe X. La zone supérieure de la partie supérieure 11 de la bague 9 définit une surface plane et horizontale 13 dans laquelle a été creusée une fente rectiligne et horizontale, s'étendant selon un axe transversal Y de ladite barre 3. Une pièce relais 14 de forme parallélépipédique rectangle et qui s'étend horizontalement selon un axe transversal Y de ladite barre 3, relie un bras 4 à une bague 9. Plus spécifiquement, ladite pièce relais 14 possède une première extrémité 15 dans laquelle est inséré le corps cylindrique 7 du bras 4, et une deuxième extrémité 16 venant se placer dans la fente de la partie supérieure 11 de la bague 9. Ainsi, en fonction de la position de ladite pièce relais 14 dans la fente de la bague 9, la position de chaque bras 4 est réglable selon une direction transversale Y de chaque barre 3. Puisque chaque bras 4 est solidarisé rigidement à une bague 9, dont la position peut être réglée le long d'une barre 3, la position de chaque bras 4 est également ajustable suivant un axe longitudinal X de ladite barre 3. La hauteur de chaque bras 4 est variable au moyen d'un écrou 17 de liaison inséré dans la première extrémité 15 de la pièce relais 14 et qui est traversé par le corps cylindrique 7 du bras 4 de soutien. La mise en rotation du bras 4 dans l'écrou 17 autour de son axe longitudinal, provoque un déplacement linéaire dudit bras 4 le long d'un axe vertical, la direction dudit déplacement étant perpendiculaire à l'axe longitudinal de la pièce relais 14. Il faut également souligner que chaque bague 9 pouvant être déplacée en rotation autour de la barre 3, chaque bras 4 peut être inclinée par rapport à une direction verticale autour d'un axe longitudinal X de ladite barre 3. Il en résulte que chaque bras 4 est pivotant autour d'un axe longitudinal X de la barre 3. Chaque filament 6 en tungstène s'étend horizontalement en reliant les extrémités supérieures 18 des têtes élargies 8 des deux bras 4. Comme l'indique la figure 1, les deux bagues 9 d'une paire de bras 4 soutenant un bobinage chauffant 5 peuvent être placées à des abscisses différentes le long des barres 3 autour desquelles elles sont placées, permettant audit bobinage 5 de s'étendre horizontalement dans une direction légèrement inclinée par rapport à un axe transversal Y desdites barres 3. Un système de métallisation comprend ainsi une pluralité de bobinages chauffants 5 soutenu chacun par deux bras 4, dont la position est réglable en translation suivant un axe longitudinal X des barres 3 et suivant un axe transversal Y desdites barres 3, et réglable en inclinaison autour dudit axe longitudinal X desdites barres 3. Lesdits bras 4 possèdent également une hauteur réglable au moyen d'un écrou 17 implanté dans la pièce relais 14. Par conséquent, grâce à cette grande variabilité de positions des bras 4, chaque bobinage chauffant 5 peut être positionné de façon optimisée, de façon à garantir une bonne qualité de métallisation sur un large éventail 10 d'objets de taille et de géométrie différentes. 15 20 25 REVENDICATIONS1. Système de métallisation (1) par évaporation sous vide comprenant au moins un bobinage (5) de chauffage supporté par au moins un bras (4) placé sur une plateforme (2), ledit bobinage (5) permettant d'assurer le chauffage d'un métal à déposer sur un objet, caractérisé en ce que la position de chaque bras (4) est ajustable suivant au moins une direction de l'espace. 2. Système de métallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bobinage (5) est supporté par deux bras (4) dont chacun possède une position ajustable. 3. Système de métallisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux bras (4) sont verticaux, et en ce que chaque bobinage (5) rejoint les extrémités supérieures desdits bras (4). 4. Système de métallisation selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'au moins l'un des deux bras (4) est déplaçable horizontalement pour faire varier la distance de séparation desdits bras (4). 5. Système de métallisation selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la plateforme (2) est dotée d'au moins une paire de fentes horizontales, et en ce que chaque bras (4) soutenant un même bobinage (5) est inséré dans une fente et est apte à coulisser dans celle-ci pour faire varier la distance entre lesdits bras (4). 6. Système de métallisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chaque bras (4) possède une hauteur réglable. 7. Système de métallisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la plateforme comprend au moins deux barres (3) cylindriques, et en ce que les bras (4) soutenant un même bobinage (5) sont montés sur une barre (3) par l'intermédiaire d'une bague (9), dont la position autour de ladite barre (3) est réglable. 8. Système de métallisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que les barres (3) sont parallèles et horizontales, et en ce que les deux bras (4) soutenant un même bobinage (5) sont montés chacun sur une barre (3) différente. 9. Système de métallisation selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que chaque bague (9) possède une position variable le long de chaque barre (3). 10.Système de métallisation selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que chaque bague (9) possède une position variable autour de chaque barre (3). 11.Système de métallisation selon les revendications 5 à 10, caractérisé en ce que chaque bague (9) comprend une fente s'étendant transversalement par rapport à l'axe longitudinal d'une barre (3), et en ce qu'un bras est inséré dans ladite fente. 12.Système de métallisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le bobinage (5) de chauffage est un filament (6) réalisé dans un matériau à choisir parmi du tungstène, du molybdène et du tantale. 13. Utilisation d'un système de métallisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, pour le dépôt d'une couche mince d'aluminium sur un réflecteur de projecteur d'un véhicule automobile.