Cinq axes et commandes intelligentes prennent en charge la fabrication médicale

Début 2020, le petit atelier M5 du Minnesota a étendu ses capacités de micro-usinage en achetant une machine-outil Kern Micro Vario à cinq axes. Peu de temps après, il en a acheté un autre.

Ces achats ont repoussé les limites de précision et de tolérance de M5 et ont conduit M5 à devenir un fournisseur essentiel pour de nombreuses entreprises d'équipements médicaux essentiels. Aujourd'hui, l'atelier de quatre personnes crée tout, des moules micro-fluidiques pour les vaccins aux composants d'outils de chirurgie cérébrale en passant par les micro-moules de prototypes de stimulateurs cardiaques. "Deux des meilleures décisions d'investissement que nous ayons jamais prises", déclare le propriétaire Jon Baklund.

Outils de micro-usinage

Les pièces du stimulateur cardiaque nécessitaient huit trous de 0,005 pouce, et les exigences de stérilité signifiaient que les pièces ne pouvaient pas être touchées par des mains humaines. Baklund a souligné l'importance de l'automatisation mécanique et de la précision de la machine pour répondre à ces exigences.

Atteindre cette précision était particulièrement difficile car la dilatation thermique peut causer des problèmes d'usinage à ces micro-niveaux - mais la machine-outil Kern a contourné ces problèmes grâce à une configuration qui pompe de l'eau froide dans toute la structure pour la rendre plus stable en température que son environnement extérieur. "Cela se traduit souvent par d'énormes économies de coûts pour les fabricants, qui n'ont plus besoin d'acquérir des unités de climatisation géantes et plus encore pour stabiliser leurs salles", a déclaré le président de Kern, Toni Mangold.

Alex Madsen, fabricant d'outils et concepteur principal de M5, note d'autres améliorations de processus :"J'utilise régulièrement des fraises en bout de 0,003" de diamètre sur des aciers trempés avec ces machines, ce qui donne souvent des finitions de surface comme des miroirs. De plus, le cinquième axe contribue à la durée de vie de l'outil. Pouvoir usiner cinq côtés d'une pièce à la fois évite d'avoir à fixer un second serrage. »

Commandes dynamiques et accessibles

Bien qu'il n'ait aucune expérience préalable de l'usinage cinq axes ou de la commande TNC Heidenhain 640 du Micro Vario, Madsen terminait les travaux en une semaine et demie à partir du moment où M5 a reçu son premier Micro Vario.

"La première chose que j'ai remarquée à propos de la commande Heidenhain, c'est qu'elle utilise un langage plus verbal pour les changements d'outils et des choses comme ça", déclare Madsen. "Même si je tape manuellement un code G, l'écran de programmation fournit une description de ce que c'est et ce que je dois rechercher. La table d'outils est agréable et les cycles de palpage sont également faciles à suivre.”

Les commandes comportent également un gestionnaire de bureau à distance, permettant aux employés de M5 de travailler à distance et de configurer des tâches la nuit. Entre cette capacité et la tendance de Madsen à travailler chaque jour sur cinq ou six types de pièces différents sur deux machines fonctionnant simultanément, l'atelier nécessite un travail de simulation précis. Avec des fonctionnalités telles que la surveillance dynamique des collisions en option, qui aide à prévenir les pannes de broche, Madsen déclare que le contrôle offre :"Je fais essentiellement un rendu complet de ma pièce sur le contrôle, et il y a eu des moments où il affiche un demi-millième pas off qui était dans le code G. Ainsi, sur ces pièces vraiment minuscules où j'ai besoin de finitions de surface ultra-fines, je peux le prouver sur le contrôle et faire confiance à ce que je vois."