Une nouvelle technique de mesure rapide et précise de tubes médicaux

Le contrôle dimensionnel des tubes pour l’industrie médicale en production nécessite une grande rapidité et précision de mesure et une réelle simplicité d’utilisation. Fortement implantée dans l’industrie médicale depuis de nombreuses années, avec ses célèbres SmartScopes pour les applications nécessitant 3 dimensions, OGP a développé un nouveau système de mesure en 2 dimensions parfaitement adapté au contrôle rapide des tubes.

Une nouvelle technologie développée, basée sur un scanner 2D optique, permet la mesure précise et rapide d’épaisseurs, de diamètres, de distances ainsi que de toutes les dimensions au standard GPS (spécification géométrique des produits) suivant l’ISO 14660.

Un système de reconnaissance de formes permet d’identifier immédiatement le type de pièce à mesurer sans intervention de l’opérateur. Ce modèle, doté d’une surface utile de 130 x 200 mm pour une hauteur d’échantillon maxi de 30 mm, permet de couvrir la totalité des tubes médicaux (un autre modèle offre une surface de 300×400 mm pour une hauteur d’échantillon maxi de plus de  100 mm).

La mesure se fait soit individuellement, soit par disposition d’une panoplie de tubes sur une palette hors scanner, avant le contrôle de tous les  échantillons disposés sur celle-ci, et ce sans l’aide d’aucun accessoire de guidage pour la mise en place. Les palettes peuvent être percées de diamètres différents, l’opérateur choisissant la palette qui convient le mieux à sa série de tubes. Comme aucun élément n’est mobile, les tubes restent en parfaite position pendant la mesure.

Comment s’effectue la mesure ?

Une fois les pièces disposées sur la table à l’aide de la palette, l’opérateur appuie sur un bouton et le scan entre en action ; il faut moins d’une minute pour  obtenir les résultats. La fonction d’auto-identification permet de détecter quelle pièce est en cours de scan ; ainsi, la gamme de mesure correspondante est chargée sans même que l’opérateur n’ait besoin de sélectionner la référence de l’échantillon.

Si la définition CAO du tube n’est pas disponible, la fonction d’extraction de forme, très utile également en rétro-conception, va se révéler une aide précieuse pour effectuer des mesures sur le nuage de points ainsi scannés.

Il est également possible, d’effectuer une mesure sans faire de gamme. Dans ce cas, on superpose directement, comme on le fait avec un projecteur de profil, le calque CAO à l’image de la pièce et on effectue un balançage manuel permettant tout un ensemble de mesures, y compris les variations d’épaisseur de toiles.

Comment apparaissent les résultats ?

Aussitôt la mesure terminée, le puissant moteur graphique du logiciel affiche automatiquement les cotes prévues dans la gamme, soit sous forme traditionnelle (cotation fonctionnelle), soit en utilisant le moteur GPS qui calculera et affichera les résultats de la cotation par enveloppe.

Bien évidemment, le champ d’application des scanners va bien au-delà des tubes médicaux, car de nombreux systèmes sont en fonction dans l’industrie automobile – joints d’étanchéité plats, balais d’essuie-glace, mais également le contrôle de profilés plastiques industriels ou  aluminium pour les huisseries. Deux niveaux de précision de 10µm ou 5µm sont disponibles, pour le plus petit appareil  permettant une mesure précise et fiable des tubes.

Ce scanner, par sa conception simple et robuste, est utilisable en laboratoire ou en ligne de production. La traçabilité des mesures est assurée, soit par le système de rapport interne au logiciel fourni, soit par intégration à un système de PGI (progiciel de gestion intégré ou ERP) pour une meilleure productivité de la fabrication.

La 3ème dimension

Lorsque des mesures tridimensionnelles sont nécessaires, la gamme SmartScope est présente. Elle permet des mesures combinant optique, laser et sondes contact Renishaw.

L’application ci-contre montre le contrôle complet en panoplie d’une articulation de prothèse de hanche à l’aide d’un SmartScope Vantage 300 équipé d’un laser interférométrique TTL Telestar développé par OGP.

La complexité des composants et la diversité des matériaux entrant dans  la fabrication des accessoires et appareils médicaux, a amené les fabricants,  pour assurer leur contrôle qualité, à rechercher des systèmes de mesure tridimensionnels précis, rapides , fiables, faciles à mettre en œuvre et permettant l’accès à l’ensemble des formes du composant, de façon à en vérifier les caractéristiques dimensionnelles dans un seul et même référentiel et sans démontage lors du contrôle.

Ces composants regroupant la quasi totalité des problématiques de mesure tridimensionnelle que  l’on peut rencontrer dans d’autres secteurs d’activité : pièces de petites dimensions < 5 mm , polies miroir ou translucides, rigides ou déformables, formes 3D complexes concaves ou convexes, tolérances serrées (< 0.01 mm). Une machine de mesure 3D traditionnelle ne peut résoudre l’ensemble de cette problématique, et la solution était jusqu’alors d’utiliser deux ou trois systèmes de technologies différentes pour obtenir le résultat voulu.

Au-delà du montant de l’investissement, l’inconvénient pour l’entreprise réside dans la multiplicité des logiciels de mesure, la formation des personnels à ceux-ci, les temps de mise en œuvre par le nombre et l’incompatibilité des gammes de mesure, la difficulté de rapprocher les résultats du fait de la prise de référentiels différents avec des outils de mesure différents, l’incertitude de mesure et la traçabilité complexe qui en résulte et, enfin, les maintenances multiples en termes de coût.

La problématique devient encore plus complexe avec l’utilisation de plus en plus fréquente en production pour du contrôle automatisé de séries issues de  moules multi-empreintes, avec un niveau de traçabilité des mesures maximal, exigeant un contrôle depuis les prototypes et les e.i. par la R&D et les métrologues, jusqu’à l’atelier de production en bord de ligne.

Enfin, avec le packaging, nécessaire à la protection et à la stérilité de certaines pièces qui est aussi un maillon important du produit fini, les caractéristiques du moyen de contrôle engagé doivent être polyvalentes et de haut niveau. Le cahier des charges ainsi posé, c’est tout naturellement que les SmartScopes se sont imposés dans tous ces secteurs de pointe depuis plus de trente ans.

Les raisons de ce succès sont multiples. L’avancée des technologies de mesure et la miniaturisation des capteurs, rendues possibles par la R&D d’OGP, a permis d’embarquer sur les machines de mesure SmartScopes l’ensemble des technologies nécessaires au contrôle dimensionnel précis et rapide des composants les plus complexes, et ce à partir d’un seul et même logiciel , sur une seule et même machine de mesure 3D.

Le métrologue dispose de l’ensemble des technologies de mesure les plus modernes : Optique, Contact, laser, 4ème et 5ème axes et ce d’un simple click. Il est donc possible de mesurer en 3D une  pièce unitaire ou en série,  en alternant la mesure optique, le contact et le laser en mode point à point ou scanning continu à l’aide de la même interface opérateur, un modèle de simplicité.

Tout ceci est embarqué sur  des mécaniques précises,  robustes, stables et éprouvées depuis plus de 30 ans, équipées d’optiques zoom à ré-étalonnage automatique (rattrapage de jeu), 100% conçues par OGP et de très haut niveau ( grande ouverture et faible profondeur de champ), utilisant des lentilles asphériques à faible dispersion, qui restituent une image nette et contrastée, constante sur tout le champ vidéo, et permettant des mesures rapides et fiables aussi bien sur des arêtes métalliques vives que sur des arêtes diffuses et de faible contraste.

Les sources de lumière froides à LED, totalement programmables en intensité et en direction qui restituent un éclairage optimum lors des mesures effectuées.

Les utilisateurs témoignent

In’Tech Medical est un groupe industriel qui conçoit et réalise des instruments pour la chirurgie orthopédique, un partenaire de référence des grands opérateurs mondiaux d’implants et de prothèses orthopédiques. Pour son site de Toulon, In’Tech Medical a choisi la machine de mesure 3D optique et de palpage Smartscope d’OGP équipée du logiciel de métrologie  Zone 3 pour gagner du temps sur ses contrôles qualité.

La machine de mesure multi-capteurs OGP est en libre-service pour les opérateurs. Elle combine la vidéo et le palpage mécanique pour vérifier toutes les cotes dimensionnelles des pièces supprimant ainsi toute manipulation manuelle. Les opérateurs visualisent la conformité de leurs produits et interviennent si besoin sur les correcteurs de leurs centres d’usinage.

Le choix de la solution technique OGP, outre la réputation de robustesse et son SAV, est surtout lié au logiciel Zone 3. Celui-ci représente la nouvelle génération de logiciels de métrologie pour les machines de mesure 3D. « Avec le même logiciel, vous réalisez des mesures dimensionnelles liées à la cotation ISO GPS, des comparaisons de profils et de surfaces quelconques », confie Michael Candela, responsable contrôle qualité à In’Tech Medical (site Toulon).

Zone 3 intègre une programmation basée sur le modèle CAO de la pièce. Son avantage est de proposer la création de gammes de contrôle sans la pièce et sans la machine ! « Le mode offline permet de programmer sur une machine virtuelle se comportant comme la machine réelle, explique Raphaël Martineau, responsable Produit OGP. Grâce à sa simplicité de programmation, on divise les temps de création et d’exécution de gamme par 4 par rapport à un logiciel standard. D’un simple clic sur la CAO, l’utilisateur valide les cotes à contrôler ».

Plus besoin de la pièce pour la contrôler, c’est cela l’avantage de la simulation 3D avec OGP. Après une année d’utilisation, le constat de Michael Candela est clair : « grâce à la programmation Offline et à la simulation 3D, on gagne 80% de temps sur la création de programmes, avec une machine de mesure toujours disponible pour la production. Nous contrôlons plus vite et nous créons nos programmes de mesure en avance de phase pour être prêts dès le lancement de l’industrialisation de nouvelles pièces ».

• OGP France exposera à Global Industrie Lyon au stand 1G29

EQUIP’PROD  •  N° 108 Mars 2019