Outils coupants pour les implants chirurgicaux, le sens des responsabilités

Pour ses implants neurochirurgicaux, la société Miethke est consciente de sa grande responsabilité en matière de fonctionnalité, de sécurité et du haut degré de qualité requise pour ses produits. Chaque implant inséré abrite la qualité de vie et la confiance d’une personne souffrant d’hydrocéphalie. Pour la production de composants divers en titane, l’entreprise allemande (située à Potsdam) a misé sur les outils de précision de la société Paul Horn GmbH de Tübingen.

Le système ventriculaire humain, composé de quatre chambres cérébrales interconnectées (ventricules) et le liquide céphalorachidien circulant apportent au cerveau des nutriments. La fonction du liquide céphalorachidien est de protéger le cerveau de dommages mécaniques. Il régule également la pression intracrânienne, maintient l’humidité du tissu cérébral et transporte les produits métaboliques.

Le liquide céphalorachidien est renouvelé environ trois fois par jour. Chez l’homme en bonne santé, la production et la réabsorption du liquide céphalorachidien sont équilibrées. L’hydrocéphalie génère une quantité de liquide céphalorachidien généralement supérieure à celle qui peut être absorbée. Il en résulte un élargissement des ventricules cérébraux et, par conséquent, une augmentation de la pression intracrânienne. C’est là que les implants neurochirurgicaux de Christoph Miethke GmbH & Co. KG entrent en action.

« Une utilisation d’implant requiert de notre part la meilleure qualité possible des composants au stade de la production, ce qui inclut également une optimisation constante des processus de fabrication », souligne Willi Engel, technicien d’usinage. Les outils Horn sont utilisés dans de nombreuses opérations d’usinage dans la production de Miethke. « Nous collaborons intensivement avec Horn depuis plus de deux ans. Les conseillers techniques responsables sont des interlocuteurs privilégiés qui nous soutiennent en théorie et en pratique ».

Collaboration Horn et Miethke : un niveau d’exigence élevé

Le système Supermini type 105 est utilisé pour la fabrication du couvercle de valve à paroi mince en titane de la valve proGAV 2.0. D’une part, un outil pour les plongées axiales, d’autre part, un outil spécial pour la finition du couvercle. « Pour assurer un ajustement étroit du couvercle d’une longueur de 0,5 mm, nous avons conçu un outil Supermini avec un rayon d’angle de 0,05 mm », explique Christian Gries, technicien chez Horn. Willi Engel ajoute que « l’usinage du titane présente toujours des difficultés en matière de dissipation de chaleur et de contrôle de copeaux. Utilisé comme implant, le système nous impose des critères stricts en matière de surface et d’absence de bavures sur le composant. » L’optimisation des trajectoires de déplacement à l’aide d’un système FAO a permis aux collègues expérimentés du service d’usinage de doubler la durée de vie des outils qui est passée de 1 000 à 2 000 pièces. « Nous avons trouvé les meilleures solutions pour tirer parti des performances des plaquettes de coupe ». Sur la machine de Miethke, le couvercle de la valve fait figure de marathonien avec une production annuelle de 10 000 exemplaires.

La production d’embouts cannelés pour les réservoirs a requis une nouvelle optimisation du processus. Des tuyaux en silicone sont fixés sur les embouts. La forme de l’embout a été copiée. Eu égard à la précision des formes requise et au long temps consacré à l’usinage et à l’équipement, il était nécessaire de prendre des mesures. Christian Gries a suggéré de remplacer le copiage par l’utilisation d’une plaquette de coupe réversible profilée à trois arêtes de coupe de type S32T. « De cette façon, le perçage du moule ainsi que le taraudage simultané de l’embout peuvent être effectués en une seule opération », explique Christian Gries. Six semaines ont suffi aux responsables pour mettre en œuvre la conversion. Les premiers tests de la plaquette de coupe réversible, affûtée avec précision, étaient déjà encourageants. Néanmoins, une petite bavure est apparue lors du perçage. L’optimisation du profil de coupe et l’extension de l’arête latérale ont permis de résoudre cette difficulté. « Nous avons livré deux variantes de l’outil spécial dans un délai de six semaines. Le système Horn Greenline nous permet de réagir rapidement ». Willi Engel est également satisfait de cette conversion. « Nous fabriquons des dizaines de milliers d’embouts cannelés par an. Le changement nous permet désormais de gagner environ 20 secondes par composant et nous avons aussi augmenté la durée de vie à 1 500 embouts cannelés par arête de coupe. De surcroît, les temps de réglage sont plus courts. »

Autres outils Supermini Horn utilisés

En plus d’un système de dérivation, une préchambre (pédiatrique) peut être intégrée et positionnée sur la calotte crânienne. Une telle préchambre permet de prélever des échantillons de liquide céphalorachidien, d’appliquer des médicaments et de contrôler la pression. Un prélèvement de liquide céphalorachidien et l’ajout de médicaments peuvent être effectués par ponction de la membrane de silicone avec une canule. La base en titane évite le perçage par une canule. Pour ce composant, la production de Miethke mise aussi sur le système Supermini de type 105. Ce système est également utilisé pour un perçage 8H7. Avec la géométrie HP, la première étape consiste à pré-percer dans la masse jusqu’à un diamètre de 7 mm. Une géométrie axiale est utilisée pour produire la cale étalon sur le diamètre 8H7. Signes d’une coopération fructueuse  entre les deux entreprises… d’ailleurs, Willi Engel ne s’en cache pas : « Horn s’investit à fond pour satisfaire les besoins, c’est extraordinaire. » 

EQUIP PROD • N°141 Février 2023