Fabrication de précision : la réussite de Rocket Machining & Design dans les pièces médicales

Qu'est-ce qu'il faut pour fabriquer des pièces pour l'usinage de précision ? À quoi ressemble le quotidien d'un petit fabricant de pièces médicales ? Nous explorons les opportunités avec le regard neuf d'une entreprise du Michigan qui le fait aujourd'hui : Rocket Machining & Design.

La fabrication de précision est un gros marché — surtout dans le médical. Aux États-Unis, le marché devrait atteindre 173 milliards de dollars en 2019, selon le cabinet de conseil en dispositifs médicaux Emergo. Les petits et moyens ateliers cherchant de nouveaux marchés pourraient trouver un bon créneau dans le marché lucratif des fournitures et dispositifs médicaux. Mais avec l'opportunité viennent des défis : équipements et compétences requis pour concurrencer sur ces petites pièces complexes.

Rocket Machining & Design en est un exemple réussi. L'entreprise a ouvert ses portes le 17 décembre 2017 et livré sa première pièce le 31 janvier 2018.

Située à Springfield, Michigan, près de Kalamazoo (siège de Stryker, géant des dispositifs médicaux), Rocket a débuté dans l'automobile, l'énergie et les fluides avant d'être présentée à Stryker via son représentant MSC.

« C'est une excellente relation, et récemment nous avons pris en charge beaucoup plus de travail de Stryker », déclare Duane Spurling Jr., associé gérant de Rocket Machining.

Beaucoup de pièces usinées par Rocket sont des composants et prototypes pour instruments chirurgicaux.

Les machines nécessaires pour la fabrication de pièces médicales

Pour le médical, Rocket utilise des machines CNC Haas : tour TL-1, tour ST-30, fraiseuses et une rectifieuse plane.

« Actuellement, nous tournons les pièces médicales puis les passons en fraisage, ou l'inverse, ce qui est assez laborieux », explique Spurling.

« Avec l'augmentation du volume, nous savons qu'il est crucial d'acquérir une machine "done-in-one" (tout-en-un). Nous sommes en train d'acheter un tour à outillage vivant, peut-être un Haas ST capable de gérer des barres jusqu'à 20 mm », ajoute-t-il.

Besoin de connaître les techniques préférées pour le titane médical, cobalt-chrome et alliages inox à base de nickel ? Lisez « 8 tactiques incontournables pour l'usinage médical de précision ».

Outillage et matériaux typiques pour les pièces médicales

Rocket utilise principalement des outils de coupe et tournage Walter — un processus d'apprentissage.

« Nous avons dû identifier les bonnes plaquettes carbure, résoudre les problèmes d'évacuation des copeaux et trouver le bon rayon de nez », dit Spurling. « Quand on usine des pièces si petites, il est crucial d'obtenir ce qu'on attend de l'outil. »

Pour la plupart des prototypes médicaux, Rocket utilise les aciers A2 et 17-4 inox, parfois 303, 304, 4140 et 440 inox.

« Certains de nos aciers inox sont pré-durcis, donc nous devons faire du tournage dur. Il est vital de pouvoir tourner ces matériaux avec le bon carbure, car ils usent l'outillage très vite. »

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

Les pièces de dispositifs médicaux exigent l'outillage adapté pour les travaux petits et détaillés. Rocket utilise divers outils de micro-usinage Horn.

« Pour ces dispositifs, nous descendons à des diamètres de 0,0005 ou 0,0006 pouce, des largeurs de rainure de 0,0001 ou 0,00015 pouce, et des pas de filetage extrêmement fins pour tarauder l'inox 440 et 17-4 PH », précise-t-il.

« Le taraudage de ces pièces, surtout sur un tour, a été très difficile. Avoir le bon outillage est critique pour ce type de pas fin. »

Prototypage d'instrumentation médicale

Malgré sa jeunesse, Rocket a déjà travaillé sur plusieurs prototypes pour de nouveaux designs d'instrumentation médicale.

« Ces prototypes vont des composants internes de moteurs électriques pour les pistolets Stryker, aux supports, en passant par des composants d'assemblage médical », explique Spurling.

« Nous avons participé au développement d'un nouveau moteur Stryker, le premier depuis 15 ans selon moi. Nous sommes donc aux premières loges pour voir ce qui arrive. »

Ajuster pour le contrôle qualité

Rocket vise la certification ISO 9001:2015 et une certification d'inspection pour son laboratoire, déjà équipé de contrôles poussière, température et humidité.

« Un de nos processus QC est l'inspection première pièce en cours de production : la première pièce est entièrement vérifiée et signée par notre responsable production ou chef d'équipe de première équipe », dit Spurling.

Pour garantir la qualité, l'entreprise tourne plusieurs pièces à différentes tailles pour anticiper les changements de spécifications dus aux post-traitements, puis les expédie pour traitement thermique ou placage.

« Nous prenons en compte la dilatation possible du matériau qui sera traité thermiquement, surtout l'A2, car la tolérance peut ne pas être respectée initialement mais nous anticipons la croissance. Si une épaisseur de revêtement de 4 microns est spécifiée, nous faisons la pièce 4 microns sous-côte, et le placage est responsable de respecter cette exigence. »

Un avenir dans la fabrication de pièces médicales

Actuellement, Rocket ne produit que quelques pièces de chaque référence. Mais même jeune, Spurling voit une grande opportunité de rentabilité.

« Nous savons qu'il faut franchir d'autres étapes, et nous obtenons plus de certifications pour pouvoir faire de la production pour Stryker. Nous sommes fiers de notre atelier, notre façon de travailler est très propre, précise et ordonnée — ce qui nous a ouvert les portes chez Stryker et dans le médical. »

Conseil de Spurling pour les ateliers voulant entrer dans le médical :

« Quand vous chiffrez et essayez de produire ces pièces, il faut tenir compte du niveau de difficulté, mais avec cela vient l'opportunité de gagner beaucoup plus d'argent. »

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