7 000 coupes avec une seule lame

Forginal Industrie, fabricant de prothèses leader sur son marché, produit plus d’un million d’implants pour l’industrie orthopédique française. Cette entreprise située à Thiers, entre Clermont-Ferrand et Lyon, compte environ 100 employés et a réalisé dernièrement un chiffre d’affaires de 15 millions d’euros. Elle propose une palette complète de processus d’usinage, de la planification à la mise en œuvre, jusqu’au traitement de surface. Ici, aucun sous-traitant n’intervient. « La recherche et le développement de nouvelles prothèses sont un sujet sensible. Nous gardons donc la main sur toutes les données liées à un nouveau concept », explique Michel Cieslak, directeur de production.

Le titane est un matériau qui déclenche relativement peu de réactions de rejet dans l’organisme humain. Il est largement utilisé depuis des années en génie biomédical sous sa forme alliée et non alliée. « Il entre dans la fabrication de pièces de rechange des articulations de la hanche, du genou, de l’épaule ou de la colonne vertébrale, mais aussi d’accessoires de fixation pour les os, sous forme de clous, vis ou plaques », précise Michel Cieslak. Des stimulateurs cardiaques et des instruments utilisés en chirurgie cardiaque et ophtalmique sont également fabriqués dans ce matériau solide.

La scie circulaire ultra-performante HCS 70 proposée par Behringer Eisele, un fabricant allemand implanté à Weilheim/Teck (Bade-Wurtemberg), s’avère extrêmement utile lors de l’enlèvement de copeaux. Elle traite principalement des blocs ronds en titane de type TA6V4EI et en acier de différentes qualités, d’un diamètre maximal de 60 mm. « La technique de sciage est le procédé de choix pour nos opérations d’usinage. Nous avons besoin de découpes finies avec des surfaces optimales sans post-traitement et également des tolérances très précises. Peu de fabricants de machines à scier sont capables d’offrir de telles performances avec le titane », rappelle Michel Cieslak.

Le titane présente une faible élasticité et comme il est très dense, il dégage une forte chaleur lorsqu’il est usiné. Toutes les machines à scier sont confrontées à ce problème. « La solution consiste à ajuster précisément le processus de sciage au matériau », explique Manfred Grüninger, directeur commercial de Behringer Eisele. Les meilleures découpes s’obtiennent avec une poussée constante, un refroidissement efficace et une vitesse de coupe adaptée.

Le modèle HCS 70 est conçu pour des pièces d’un diamètre maximal de 75 mm en matériau plein. La plage de vitesses de série (de 25 à 215 tours/min) sur l’équipement de base permet déjà un large champ d’applications. L’entraînement de la scie repose sur une combinaison éprouvée : un engrenage cylindrique à vis sans fin robuste et sans jeu, couplé à une commande principale à régulation de fréquence. En plus de la servocommande précise de l’axe de la scie et du module de refroidissement innovant qui utilise différents réfrigérants, ce système offre suffisamment de réserves pour le développement à terme d’autres lames de scie.

Forginal Industrie utilise par exemple des lames à revêtement spécial de 2 mm d’épaisseur. « Nous économisons ainsi un matériau précieux tout en gagnant du temps », ajoute le directeur de production. « Sur des petites et moyennes séries de 50 à 30 000 unités par mois, les coûts d’outillage sont rapidement amortis. » La largeur de bande sur les pièces brutes d’estampage en titane convient pour un poids de pièce de 10 g à 10 kg. Autre particularité de Forginal : comme les pièces produites sont insérées dans l’organisme ou utilisées à des fins chirurgicales, elles ne doivent pas entrer en contact avec des huiles industrielles lors de l’usinage. « Nous utilisons donc uniquement des huiles végétales CQ16 et CQ33 pour la lubrification », explique le directeur de production.

Après plus d’une année d’utilisation sans incident, Forginal Industrie confirme qu’une lame de scie permet de séparer en toute sécurité 3 000 sections. « Actuellement, nous scions 7 000 sections avec une seule et même lame », se réjouit Michel Cieslak. « Ce système a largement dépassé nos attentes. » La qualité de coupe et la finition correspondent aux données techniques. La production a même pu être augmentée et le tampon requis pour amortir les difficultés et réduire la pression était prévu. Les coûts de production ont dans le même temps été réduits sensiblement et des étapes de travail superflues ont été éliminées. Pour finir, l’utilisateur a apprécié le design robuste et compact de la machine à scier, avec de larges fenêtres de vue et un accès facile pour les opérations de nettoyage et de maintenance.