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Le Vulkalloy® Ni, un Alliage Métallique innovant en horlogerie. Le cas d’usage de la roue d’échappement à ancre suisse.
Contexte et enjeux
La réserve de marche d’une montre mécanique est fortement limitée par les pertes d’énergies dues aux frottements et aux chocs localisés au niveau du rouage et de l’oscillateur du régulateur.
Elle est affectée aussi par les moments d’inertie des composants et l’énergie cinétique nécessaire à leur entrainement. Un mouvement horloger voit l’essentiel de ses pertes par frottement localisées au niveau des pivots des roues et de l’ancre tandis que ses pertes par chocs sont principalement localisées au niveau des interfaces entre l’ancre, la roue d’échappement et l’oscillateur.
Supprimer ces frottements et diminuer les pertes lors de ces chocs permet de diminuer l’énergie nécessaire à l’entrainement du rouage complet et à celui des oscillateurs. La réserve de marche peut être alors augmentée, comme la fiabilité du système.
Les matériaux couramment utilisés sont les laitons pour le rouage et les aciers spéciaux pour la roue d’échappement, l’ancre et le ressort de compensation du régulateur.
L’Alliage Vulkalloy® base Nickel est une réponse à ces enjeux du fait de ses excellentes propriétés mécaniques et tribologiques nettement supérieures aux solutions existantes. Il est particulièrement adapté à la réalisation de mécanismes flexibles fortement sollicités mécaniquement et en frottement.
Il permet la réalisation de pièces de grande précision avec des états de surface excellents.
Il est en outre amagnétique et possède une très bonne tenue à la corrosion !
Retrouvez les caractéristiques détaillées du Vulkalloy(®) Ni en téléchargeant la fiche matériau
La roue d’échappement en Vulkalloy® Ni comparée à celle en Durnico
Il est possible de faire état de gains de moment d’Inertie et de puissance dus à la limite élastique élevée du Vulkalloy® base Ni.
En effet, le Vulkalloy® base Ni a une limite élastique 40 % supérieure à celle du Durnico (2800 Mpa au lieu de 2000 Mpa), ce qui permet d’alléger les pièces et donc de réduire le moment d’Inertie (J : ½ MR²) d’environ 40 %.
L’énergie cinétique d’entrainement (½ *J*V²) peut, par conséquent, être réduite d’autant, ce qui ouvre la voie à une diminution de la puissance nécessaire à l’entrainement et/ou à une augmentation des fréquences de fonctionnement de l’ensemble.
Le Vulkalloy® Ni permet d’augmenter la réserve de marche disponible d’un mouvement horloger ainsi que sa performance, sa fiabilité et sa durabilité grâce à ses propriétés mécaniques et fonctionnelles exceptionnelles.
En outre, l’utilisation du Vulkalloy® base Ni permet une économie d’énergie au niveau des contacts frottant roue / ancre grâce à son coefficient de frottement très bas. Le Vulkalloy Ni présente en effet un coefficient de frottement de l’ordre de 0.06 en régime lubrifié, environ deux fois inférieur à celui des autres métaux utilisés dans les mouvements horlogers. La puissance dissipée, directement proportionnelle au coefficient de frottement (P = Pt*Hv*Cf), est diminuée de 50 % par rapport à l’existant. De plus, le taux d’usure du Vulkalloy® base Ni est également nettement plus bas que les solutions métalliques actuelles.
