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Equipements de production & Techniques de fabrication > Travail des métaux

Une micro-fraise adaptée à l’usinage d’empreintes Torx

Publié le 12 décembre 2017 par Patrick RENARD
Source : Coulot Décolletage
De gauche à droite, Denis Bessière (Coulot Décolletage), James Perochon (MMC Metal France) et Éric Lavrard (Coulot Décolletage).

Spécialisé dans l’usinage de pièces complexes pour le médical, Coulot Décolletage a fait appel à MMC Metal pour l'aider à relever le défi que représente l'usinage des vis Torx. Une opération chronophage qui demande un soin particulier.

Avec un parc de plus de 30 machines, la société Coulot Décolletage est devenue un acteur majeur de la sous-traitance dans l’Ouest de la France. Fondée en 1985 par Gabriel Coulot, l’entreprise de Châtellerault (86) s’est développée en valorisant sa culture du décolletage de haute technicité dans une région où les industries technologiques de pointe ont besoin d’un environnement de partenaires sous-traitants souples et rigoureux.

Vis poly-axiale au premier plan, et tête poly-axiale à rebuter au second.

La fabrication de pièces permettant la réparation du système rachidien est devenue l’activité dominante de l’atelier labellisé ISO 13485, et référencé par les organismes FDA américain et ANVISA brésilien. Parmi ces pièces se trouvent des dispositifs de serrage des implants, à base de vis en titane et en inox. La production d’implants dotés de "vis-étoile" (procédé Torx) a doublé en quelques années. La qualité du serrage effectué avec une empreinte Torx est en effet supérieure aux autres systèmes. La question s'est alors posée d’une optimisation économique de cette fabrication particulièrement onéreuse. Car plus que tout autre système de serrage, l’usinage de cette forme en étoile requiert beaucoup de précision et de soins dans son exécution.

Un goulot d'étranglement à desserrer

« Le doublement des productions avec une empreinte Torx (au détriment de formes plus simples) a mis en évidence un accroissement du temps moyen d’usinage par vis suffisamment important pour contribuer à la saturation des machines », se souvient Denis Bessière, responsable du secteur Machines de décolletage de petits diamètres. « Contrairement à la réalisation d’une empreinte six pans, exécutée en temps masqué et en parallèle d’autres usinages, la gamme d’usinage des vis étoilées comportait un temps "menant" conséquent pour cette opération complexe ».

La démarche continue d’amélioration de l’atelier en termes de qualité d’usinage et de rentabilité économique est à l’origine du partenariat avec MMC Metal France, représenté par James Perochon, responsable régional. Celui-ci témoigne des premiers échanges entre les deux entreprises : « En 2009, nous avons résolu des problèmes de stabilité outil concernant une opération de perçage profond en adoptant les micros forets Mitsubishi Materials "Mini-MWS" à arrosage central. En confiance sur la qualité et la performance de nos outils, Coulot Décolletage nous a mis à l’épreuve sur d’autres applications auxquelles nous avons apporté des gains sensibles sur les process et la réduction des coûts pièces ». C’était le cas des formes en étoile Torx, usinées jusque là au moyen de fraises Mitsubishi Materials MS à deux dents, avec un diamètre d’outil variant de 0,4 à 1,2 mm selon la taille de l’empreinte à obtenir.

Qui est MMC Metal ?

Basée à Orsay (91), MMC Metal France est une des 7 filiales Européennes du groupe Japonais Mitsubishi Materials Corporation, Division outils de coupe.

Depuis sa création en 1992, la société fournit des outils coupants de précision et propose des solutions intégrées pour l‘automobile, l‘aéronautique, le médical et l’industrie moules & matrices.

MMC Metal France est en mesure de proposer une gamme variée d’outils de précision pour le tournage, le fraisage et le perçage à l’Industrie Française.

L’intégration récente de broches haute-fréquence sur les porte-outils des machines était une opportunité pour revisiter et améliorer la gamme de fabrication des empreintes Torx. Une consultation des spécialistes outils était alors organisée.

Au bureau des méthodes, on soulignait les limites de conicité et d’état de surface obtenues par la méthode de plongée de la fraise dans la matière. Bien imprégné des difficultés de ce délicat usinage dans le contexte d’une production hebdomadaire pouvant dépasser 5000 unités, James Perochon a sollicité ses interlocuteurs, pour valider au plus près les objectifs recherchés au niveau de la gamme de fabrication. Au-delà des gains de productivité, Denis Bessière était aussi intéressé par une meilleure longévité outil favorisant l’adéquation avec les changements hebdomadaires prévus sur les autres postes outils de la machine.

Un revêtement miracle pour produire en temps masqué

Développée en 2013 par Mitsubishi Materials pour les matériaux difficiles à usiner, la nouvelle gamme de fraises et micro-fraises anti-vibration , apporte une technologie novatrice. Il s'agit du revêtement "Smart Miracle" anti-usure, dont la surface lissée concourt à une acuité durable de l’arête de coupe et augmente la longévité outil. De plus, le modèle VQXL, dédié aux usinages fins, dispose de 4 dents à partir de 0,4 mm de diamètre. Une caractéristique originale particulièrement prometteuse pour tirer profit d’une vitesse d’avance a priori deux fois supérieure à celle d’un outil à deux lèvres. Ces atouts peu courants sur des micro-fraises offrent un potentiel théorique de productivité deux fois supérieur à un outil haut de gamme du marché.

Fraise VQ et pièce médicale.

Partageant un avis commun, les experts méthodes, usinage et le spécialiste outils ont engagé un essai en production réelle de la fraise VQXL de 0,8 mm de diamètre. De quoi satisfaire Eric Lavrard, responsable Méthodes, qui recherche avant tout un résultat global sur la qualité, la productivité et un usage pratique dans le quotidien. « L’accroissement des vitesses de coupe et d’avance d’environ 30 à 40 % par tour a été suffisant pour réduire le temps d’usinage. Le fraisage de l’empreinte est dès lors effectué en temps masqué et n’interfère plus sur le taux d’occupation de la machine. »

Cet objectif atteint, la qualité du process et la longévité des outils constituaient de nouvelles priorités qui ont abouti aux résultats suivants :

  • Le travail en plongée hélicoïdale de la fraise a été amélioré avec un engagement permanent dans la matière sur plusieurs dents. La surface obtenue ne présente aucun défaut d’aspérité. La réduction des efforts sur l’outil assure une parfaite concentricité – deux paramètres qui ont progressé en qualité.
  • Au regard de sa capacité d’usinage qui dépasse les 5000 pièces, le renouvellement de la fraise VQXL est aujourd’hui synchronisé avec l’ensemble des outils de la machine avec une périodicité hebdomadaire. Sa longévité a permis de supprimer les coûts induits par les 2 ou 3 arrêts machines indispensables dans le cadre du précèdent process.
  • Avec les bénéfices lies à la réduction du temps de passage des pièces et des arrêts en production, la productivité globale de l’atelier a progressé de façon importante. Les machines sont plus disponibles pour absorber les commandes des clients.

Après avoir distancé ses challengers, le responsable régional de MMC Metal France a voulu jouer pleinement la carte du partenariat avec ses clients, en prenant en compte des besoins d'optimisation. Sachant que ses interlocuteurs auraient souhaité un modèle standard et approvisionable sans délais, il a sollicité l’engagement de MMC Metal France pour assurer le lancement en série économique de cette fraise spéciale de façon à garantir une disponibilité et un prix partenaire.

De nouveaux chantiers d’amélioration de performance sont en cours. Concernant MMC Metal France, le perçage des implants avec les microforets MMS à arrosage par le centre vient d’être validé dans l’atelier avec des résultats prometteurs. Investi dans sa mission de sous-traitant au service des professionnels de la distribution de produits médicaux, Coulot Décolletage utilise la recette de la satisfaction client : tous gagnants ! Comme le succès est au rendez-vous, il faudra bientôt pousser les murs...


www.coulot-decolletage.com, mmc-hardmetal.com

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