Usiner avec une précision chirurgicale

Le vieillissement de la population mondiale est le moteur de la croissance extraordinaire du marché du matériel médical qui impose des exigences élevées aux fournisseurs de ce secteur, en termes de qualité des produits et de délais de production. Pour faire face à cette problématique, Mazak a étudié leurs principaux problèmes d’usinage et propose de nombreuses solutions.

Le vieillissement de la population joue un rôle important dans la volonté de perpétuer la croissance dans le secteur du matériel médical. Qu’il s’agisse d’appareils orthopédiques, tels que les prothèses du genou ou de la hanche, de vis à os ou d’instruments chirurgicaux, d’implants dentaires ou orthopédiques, ce marché continue de progresser à grands pas et impose davantage d’exigences à ses fournisseurs. En outre, le matériel fabriqué, souvent en matériaux exotiques tels que le titane ou le chrome-cobalt, nécessite des machines agiles et performantes ainsi que des solutions d’usinage innovantes.

Les fournisseurs ayant investi dans les toutes dernières technologies de découpe des métaux sont aptes à répondre à ces demandes en termes de qualité des produits et de délais de production courts auxquels sont astreints les acteurs majeurs de ce secteur. Plus précisément, la production médicale, notamment parmi les nombreux fabricants sous-traitants qui constituent une partie essentielle de la chaîne logistique, exige des machines compactes pouvant réaliser des tâches multiples dans la découpe des formes complexes, comme par exemple les instruments orthopédiques.

Associer performances et réduction des coûts

Les fabricants de matériel médical ont besoin de machines très rapides pouvant découper avec précision de petites pièces complexes à partir de matériaux difficiles. Celles-ci doivent être équipées de broches à grande vitesse et à haute performance, capables de réaliser des finitions de surface de qualité supérieure. Cependant, même si l’usinage est complexe et les normes de qualité élevées, il ne peut y avoir aucun compromis sur le rendement, car l’industrie vise à réduire ses coûts. Pour toutes ces raisons, les machines Mazak de la gamme Integrex i ont été sélectionnées par de nombreux fabricants de matériel médical à travers le monde ; celles-ci proposent des solutions complètes Done-in- One avec un usinage 5 axes et multitâches, et s’avèrent capables de réaliser les contours et les formes requises avec une excellente finition de surface.

L’Integrex i-100ST et i-150 sont des machines adaptées à la production de petites pièces complexes. Elles combinent les capacités d’un centre de tournage ultra-puissant et celles d’un centre d’usinage 5 axes, pour la production de pièces en une seule prise ; ce qui offre des réductions drastiques en termes de délais de production et améliore la précision de la pièce. De plus, lorsque l’usinage 5 axes est associé à une solution d’automatisation, la production en tire de plus grands bénéfices. La machine multifonctions compacte Integrex i-100 Bartac-ST est idéale pour l’usinage de petites pièces complexes telles que les instruments chirurgicaux et les tiges prothétiques. Elle dispose de deux broches de tournage, d’une tourelle inférieure et d’un axe B accueillant une broche de fraisage pour l’usinage 5 axes ainsi que pour les opérations Done-in-One. Elle est capable de gérer des barres jusqu’à un diamètre de 102mm. Son système intelligent de chargement de barre, combiné au déchargement de pièce intégré, optimise le fonctionnement sans opérateur et sans surveillance, réduisant alors considérablement les coûts de production.

Répondre à toutes les demandes, de l’usinage 5 axes au tournage

La capacité à usiner à grande vitesse des matériaux difficiles, tels que le titane et les métaux non ferreux, est une condition préalable pour de nombreux fabricants de matériel médical ; en particulier pour ceux qui sont impliqués dans la production de pièces orthopédiques, telles que les prothèses articulaires du genou et de la hanche. Le Variaxis i-500 est une solution destinée à ce type de tâche ; il permet de réaliser l’usinage de contours de surfaces complexes et multiples sur de petites pièces exigeant une haute précision. Pour ce type d’usinage nécessitant une grande vitesse alliée à la haute précision, le Variaxis offre des niveaux élevés de productivité en raison de la large gamme de broches disponibles, y compris une broche ultra rapide de 25 000 tr/min.

Cependant, il ne faut pas oublier que les applications médicales ne nécessitent pas toutes une solution d’usinage 5 axes ou multitâches. De nombreuses applications exigent une solution de tournage, mais qui puisse être alliée à une puissance de broche élevée. La solution pour le secteur médical est le Quick Turn 250 MSY, un centre de tournage haute performance équipé d’une broche secondaire et d’un axe Y, disposant d’une nouvelle tourelle dotée du Smooth Mill Drive de 10 000 tr/min. La machine est également dotée de la commande CNC SmoothG ergonomique, et de la fonctionnalité 3D Assist pour une programmation rapide et efficace ainsi que de la fonctionnalité Intelligent Thermal Shield pour une précision optimisée.

Des solutions également dans la découpe de tubes

Le secteur médical comprend également des produits tels que le mobilier hospitalier qui nécessite de la découpe de tubes. Le Space Gear 510 Mk II de Mazak est une machine de découpe laser 2D/3D capable de découper des tôles plates ou des tubes, des tuyaux et des profilés, à l’aide d’un mandrin rotatif CNC et de supports pour les pièces longues.

Le mode 3D utilise une tête de découpe compacte avec une rotation de ±360° sur l’axe A et de ±135° sur l’axe B, afin de maintenir un angle de découpe optimal par rapport à toutes les surfaces réalisées. Un profileur sans contact permet de conserver une distance constante d’écartement et empêche que la pièce ne soit rayée. Ce sont, en tout, six axes de commande CNC qui permettent de découper des préparations de soudure, des éléments en angle et bien plus encore, et ce en une seule prise.

Avec les lasers CO2, la découpe de matériaux réfléchissants tels que l’aluminium, l’or, le cuivre, le laiton et le bronze, s’est toujours avérée problématique. Pour le secteur médical, il existe aujourd’hui une solution. Il s’agit de la gamme de machines laser Fibre « Optiplex Fiber », conçue pour découper les matériaux réfléchissants à des vitesses supérieures, comparées à celles de son homologue en CO2. Les coûts de fonctionnement sont ainsi considérablement réduits. La gamme Optiplex Fiber est équipée de la technologie Zeta 9, qui comprend six fonctions intelligentes de réglage et trois fonctions intelligentes de contrôle, conçues pour réduire considérablement les manipulations de l’opérateur et pour améliorer le rendement et la qualité de découpe. Les fonctions intelligentes comprennent le changement de buse automatique, le réglage du point focal et le calibrage automatique, ainsi que des fonctions intelligentes de contrôle comme la détection de perçage, de plasma ou de brûlure.

Le secteur médical nécessite de nombreuses applications d’usinage différentes, pour la fabrication du matériel orthopédique ou celle de l’équipement chirurgical et même celle du matériel hospitalier. Pour ce secteur, il est donc indispensable de choisir un fournisseur tel que Mazak capable d’offrir un très large éventail de machines et de supports d’applications permettant aux utilisateurs d’atteindre la meilleure solution pour toutes leurs opérations d’usinage ou d’automatisation.

N° 88 Avril 2017