Quand simplicité d’utilisation et fiabilité en 5 axes simultanés, rime avec sérénité

Afin de relever ses défis en matière d’usinage de précision et maintenir ses hauts niveaux de qualité, la société Ensinger Machining (implantée dans l’Ain), qui s’est vu confier la tâche d’usiner le premier cœur artificiel par Carmat, s’est tournée vers la solution logicielle hyperMILL d’Open Mind.

Située en Auvergne Rhône-Alpes (à Beynost dans l’Ain), Ensinger Machining (anciennement UMP) a été rachetée par le groupe en 2000. L’entreprise compte trente personnes et réalise un chiffre d’affaires supérieur à 4M€ (hors crise du Covid-19). L’entreprise répond aux demandes de ses clients pour des pièces très techniques. Usineur de leur propre production de plastiques, elle les accompagne dans leur projet depuis la préconisation de la matière jusqu’à la fabrication des pièces plastiques sur-mesure. Selon Loïc Chergui, directeur général d’Ensinger Machining : « Notre force s’appuie sur un triptyque : des hommes, des moyens et une méthodologie. 50% de l’effectif travaille en périphérie de la production. Il nous faut, en effet, offrir savoir-faire, qualité et garantie de traçabilité complète, de la résine au produit fini. »

Concernant les hommes, l’équipe est stable – moyenne d’ancienneté de dix ans – et régulièrement formée. L’entreprise est certifiée ISO9001 et EN9100. Une politique d’investissements intenses a été mise en place il y a dix ans. Le parc machines, composé de 20 centres de fraisage CN et de tours CN bi-broches bi-tourelles, est récent et les équipements sont toujours à la pointe de la technologie. Le taux d’utilisation des machines est proche de 100% grâce à un système qualité performant et à une politique de maintenance préventive plutôt que corrective.  Plus de 10% de l’effectif travaillent au service qualité et bénéficient d’équipements de pointe installés dans deux laboratoires de contrôle climatisés.

Le choix d’hyperMILL pour utiliser les machines-outils 5 axes au maximum de leurs capacités

En 2019, afin d’accompagner la montée en gamme des pièces techniques et pour utiliser les machines-outils au maximum de leurs capacités, Ensinger Machining s’est équipée d’un nouveau logiciel FAO. En effet, le logiciel utilisé jusqu’alors avait atteint ses limites en usinage 5 axes (usinage 3 axes + 2 positionnés). C’est lors d’une visite sur un salon professionnel que M. Quincy, responsable Méthodes, a assisté à une démonstration et a été techniquement convaincu par la solution hyperMILL . Une consultation a été tout de même lancée, qui durera six mois et validera le choix de M. Quincy : « J’ai été séduit par la simplicité de prise en main et d’utilisation du logiciel hyperMILL, l’interface utilisateur est bien conçue. Ce qui m’a frappé et est vraiment essentiel, c’est la fiabilité grâce à la prévention des collisions avec l’environnement machine. On peut tout simuler avant de lancer le programme dans l’atelier. Je fais 100% confiance aux programmes que je génère. Nous avons réellement fait un bond technologique en 5 axes avec hyperMILL. » 

L’usinage du premier cœur artificiel

Pour l’usinage du premier cœur artificiel, l’entreprise Carmat a fait confiance au groupe Ensinger, en charge de la réalisation et de l’usinage des pièces plastiques implantables, de pièces d’essais ainsi que les outillages utilisés lors de l’opération. Ce projet a été initié il y a plus de dix ans. L’objectif est de fournir une solution pérenne aux patients qui souffrent d’insuffisance cardiaque terminale, sans possibilité de traitement alternatif du fait de la pénurie d’organes humains en bon état. 

L’usinage des pièces de structure du cœur – Peek Optima – est réalisé en Allemagne. Les pièces d’essais sont réalisées par Ensinger Machining en Tecapeek MT et Tecason P MT. Ces matériaux sont non implantables mais peuvent être en contact avec le corps humain durant un temps limité. Ensinger Machining produit des centaines de pièces d’essais chaque année.

« La force du groupe Ensinger réside dans sa capacité à adapter l’entité à la pièce à réaliser, qu’elle soit implantable ou non, rappelle Loïc Chergui. Le coût de réalisation des pièces implantables, nécessitant par exemple une salle blanche, est supérieur à la réalisation de pièces non implantables. Nous ne concevons pas la pièce mais partageons nos connaissances avec nos clients concernant le design technique. Nous pouvons également créer des matières sur-mesure, si besoin est. En tout cas, quelle que soit la pièce à réaliser, nous trouvons toujours une solution pour l’usiner. »

Comme il l’explique, le projet Carmat a été un des facteurs de développement des connaissances et compétences de l’équipe d’Ensinger Machining en usinage 5 axes simultanés. Les pièces très techniques à réaliser ont davantage une problématique de géométrie plutôt que de cotes. L’usinage des matières plastiques exige un réel savoir-faire en raison des problèmes de stabilité géométrique. Il faut, par exemple, maîtriser le traitement thermique afin d’éliminer les tensions résiduelles dans la matière. Avant de lancer le programme d’usinage, il faut effectuer un travail de méthodologie pour analyser la meilleure façon d’appréhender la pièce et de limiter ainsi les défauts géométriques des pièces. 

Comme le détaille M. Quincy, responsable Méthodes chez Ensinger Machining : « Le gabarit du cœur artificiel ne comporte aucune surface plane. Mais les nombreuses stratégies de balayage proposées par hyperMILL permettent de réaliser un usinage sur-mesure, par rapport aux différentes géométries, et ainsi obtenir une qualité de surface impeccable. »

Les points forts de la solution hyperMILL

Plus généralement, pour les pièces qu’il doit usiner, M. Quincy apprécie particulièrement certaines fonctionnalités ou stratégies proposées par le logiciel FAO. Citons la reconnaissance de formes qui permet d’éviter les erreurs et procure des gains de temps conséquents. Pour exemple, il mentionne les présentoirs à vis d’implantation pour la chirurgie. Au lieu de sélectionner une par une chaque géométrie (les vis ont des diamètres et des longueurs différentes), le logiciel sélectionne et regroupe automatiquement, en une seule opération, toutes les géométries identiques.

Pour tous les parcours 3 et 5 axes, la fonction « Calcul longueur sortie d’outil – allonger ou réduire » permet des gains de temps d’usinage et un meilleur état de surface. Le logiciel calcule automatiquement la longueur minimum de l’outil par rapport aux collisions. On peut utiliser des outils plus courts qui génèrent moins de vibrations.

Par ailleurs, sur les pièces complexes avec beaucoup de balayage, les temps de calculs étaient très longs avec l’ancien système FAO utilisé. L’ordinateur était souvent bloqué avec une impossibilité de faire d’autres choses en simultané. Ce problème n’existe plus avec hyperMILL qui effectue les calculs en temps masqué. Globalement, le gain de temps de programmation est de 20% comparé avec le système précédent.

Pour le responsable Méthodes, le logiciel est tellement facile à utiliser qu’il n’a pas besoin du service hot-line proposé par Open Mind. L’équipe suit des formations selon ses besoins, souvent basées sur des cas concrets, à partir de pièces qu’elle doit usiner. Ce qui est très apprécié. « L’équipe d’Open Mind est composée de personnes très compétentes et à l’écoute. Pour tout renseignement technique, elle est très réactive. » Et d’ajouter : « Avant hyperMILL, j’allais systématiquement dans l’atelier pour vérifier que tout se passe bien sur la machine. Changer de logiciel nous a apporté de la sérénité, aussi bien en programmation que dans l’atelier. »

EQUIP PROD • N°141 Février 2023