Fabrication de précision :le parcours d'un atelier dans la fabrication de pièces d'équipement médical

Que faut-il pour fabriquer des pièces destinées à la fabrication de précision ? Qu'est-ce que cela fait d'être un petit fabricant de pièces médicales ? Nous explorons les opportunités avec une nouvelle perspective d'une entreprise basée au Michigan qui le fait aujourd'hui :Rocket Machining &Design.

La fabrication de précision est une grosse affaire, en particulier dans la fabrication médicale. Aux États-Unis, le marché devrait atteindre 173 milliards de dollars en 2019, selon la société de conseil en dispositifs médicaux Emergo. Les ateliers de travail de petite et moyenne taille à la recherche de nouveaux marchés pourraient trouver leur place sur le marché lucratif des fournitures et dispositifs médicaux. Mais avec cette opportunité, il y a des défis dans les types d'équipements et les compétences nécessaires pour concourir pour les emplois de fabrication de ces petites pièces complexes.

Un exemple d'entrée réussie dans la fabrication de pièces médicales de précision est Rocket Machining &Design, qui a ouvert ses portes le 17 décembre 2017 et achevé sa première partie le 31 janvier 2018.

Situé à Springfield, dans le Michigan, Rocket Machining &Design n'est pas loin de Kalamazoo, siège du géant des dispositifs médicaux Stryker (voir encadré). Bien que Rocket ait débuté dans d'autres types de travaux d'usinage, notamment l'automobile, l'énergie et les fluides, la société a rapidement été présentée à Stryker par l'intermédiaire de son représentant MSC.

"C'est une excellente relation, et récemment, nous avons grandi et repris une grande partie du travail de Stryker", déclare Duane Spurling Jr., associé directeur de Rocket Machining.

La plupart des pièces fabriquées par Rocket Machining &Design sont des composants et des prototypes d'instruments chirurgicaux.

Les types de machines nécessaires à la fabrication de pièces médicales

Pour son travail médical, Rocket utilise des machines CNC Haas, dont une TL-1 et une ST-30, ainsi que des fraiseuses Haas et une rectifieuse plane.

"Actuellement, nous tournons les pièces médicales, puis nous les mettons dans l'usine, ou vice versa, ce qui a été un peu difficile", explique Spurling.

"Maintenant que nous voyons plus de ces pièces arriver, nous savons qu'il est important pour nous d'avoir une machine qui soit produite en une seule, donc nous sommes en train d'acheter un tour d'outillage en direct, peut-être un Haas ST qui peut gérer des barres jusqu'à 20 mm de large », dit-il.

Vous avez besoin de connaître les techniques préférées pour travailler avec du titane de qualité médicale, du chrome-cobalt et des alliages d'acier inoxydable à base de nickel ? Lisez "8 tactiques indispensables pour l'usinage médical de précision".

Outillage et matériaux typiques nécessaires à la fabrication de pièces médicales

Rocket Machining &Design utilise principalement des outils de coupe et de tournage Walter, et cela a été un processus d'apprentissage.

"Nous avons dû travailler sur l'identification des bons inserts en carbure, résoudre les problèmes de rinçage et essayer de trouver le bon rayon de nez", explique Spurling. "Lorsque vous usinez de si petites pièces, il est important de pouvoir obtenir ce que nous voulons de l'outil."

Pour la plupart de ses prototypes médicaux, Rocket utilise de l'acier inoxydable A2 et 17-4, bien qu'ils aient également utilisé des barres d'acier 303, 304, 4140 et de l'acier inoxydable 440 à quelques reprises.

"Certains de nos [matériaux] en acier inoxydable que nous avons pré-durcis depuis le début, nous devrons donc tourner les choses à fond", déclare Spurling. "Il est très important de pouvoir transformer ces matériaux et d'avoir le bon carbure, car cela consommera très rapidement de l'outillage."

L'importance des micro-outils de coupe pour les pièces d'équipement médical

Les pièces de dispositifs médicaux nécessitent le bon outillage pour les petits travaux détaillés. À cette fin, l'entreprise utilise une variété d'outils de micro-usinage Horn.

"Pour ces appareils, nous sommes descendus à des diamètres de 0,0005 ou 0,0006, de minuscules largeurs de rainure qui sont essentiellement de 0,0001 ou 0,00015, et des pas de filetage extrêmement fins taraudant 440 et 17-4 Ph inoxydable", dit-il. /P>

"Le taraudage de ces pièces, en particulier sur un tour, a été très difficile, donc quand quelqu'un veut ce type de pas fin, il est essentiel d'avoir le bon outillage", dit-il.

Prototypage d'instruments médicaux

Malgré sa jeune existence, Rocket a déjà travaillé sur un certain nombre de prototypes pour de nouvelles conceptions d'instrumentation médicale.

"Ces prototypes peuvent être n'importe où, des composants internes des moteurs électriques qui vont entrer dans les pistolets Stryker, aux supports, aux composants d'assemblage médicaux", explique Spurling.

"Nous devons faire partie du développement de l'un des nouveaux moteurs Stryker, et je crois qu'il n'y en a pas eu de nouveau depuis 15 ans", déclare Spurling. "Donc, nous sommes en quelque sorte sur le devant de la scène pour voir ce qui va arriver."

Faire les bons ajustements pour le contrôle qualité

Rocket Machining travaille à sa certification de gestion de la qualité ISO 9001:2015, ainsi qu'à une certification d'inspection pour son laboratoire, qui est déjà équipé de contrôles de la poussière, de la température et de l'humidité.

"L'un de nos processus de contrôle qualité est l'inspection en cours de la première pièce, de sorte que la première pièce qui se détache sera entièrement examinée et approuvée par notre directeur de production ou par le chef de première équipe", explique Spurling.

Pour assurer le contrôle de la qualité, l'entreprise transformera plusieurs pièces de différentes tailles pour s'adapter aux changements de spécifications dus au post-traitement, puis les expédiera pour tout type de traitement thermique ou de placage.

"Nous prenons en compte l'expansion possible du matériau qui va être traité thermiquement, en particulier pour A2, car parfois la tolérance peut ne pas être respectée au départ, mais nous supposerons pour la croissance", dit-il. "De plus, si une épaisseur de revêtement est spécifiée à quatre microns, nous ferons en sorte que la pièce soit sous-dimensionnée de quatre microns, et l'entreprise de placage est responsable de respecter cette exigence."

Un avenir dans la fabrication de pièces médicales

À ce stade, Rocket ne fabrique que quelques pièces de chaque pièce. Mais même si l'entreprise est jeune, Spurling voit une grande opportunité de rentabilité avec la fabrication de pièces médicales.

"Nous savons que nous devons prendre plus de mesures, et nous sommes en train d'obtenir plus de certifications pour pouvoir éventuellement effectuer des travaux de production pour Stryker", dit-il. "Nous sommes très fiers de notre domaine d'usinage, et la façon dont nous menons nos activités est très propre, précise et ordonnée, et c'est l'une des choses qui nous a permis de nous associer à Stryker et à l'industrie médicale."

Spurling a des conseils pour les magasins qui cherchent à pénétrer le marché des dispositifs médicaux.

"Lorsque vous citez et essayez de produire ces pièces, l'une des choses dont vous devez tenir compte est le niveau de difficulté qui les accompagne, mais avec cela vient également une opportunité de gagner beaucoup plus d'argent", dit-il. .

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