L'usinage médical, une niche pleine de promesses

Aucun élément de la chaîne de conception-fabrication ne doit être ignoré pour réussir la production des implants et autres prothèses. Les solutions d'usinage se multiplient, proposées par des fournisseurs qui ont flairé la bonne affaire.

L'industrie médicale est en effervescence. Portée par une croissance quasi perpétuelle, évolution démographique oblige, cette activité doit maîtriser la fabrication de pièces de plus en plus complexes. « Elle affronte les mêmes défis que l'aéronautique il y a une trentaine d'années, considère François Bagur, le directeur éponyme du cabinet de conseil en usinage. Il faut aussi bien gérer la Conception et fabrication assistées par ordinateur (CFAO) que des usinages sophistiqués, comme celui en cinq axes simultanés, ainsi que les outils de coupe ou la lubrification. » Sans parler du respect de normes de plus en plus sévères.

Les solutions se multiplient, proposées par des fournisseurs qui ont flairé la bonne affaire. Des fabricants d'outils de coupe, comme Iscar, Sandvik et Seco Tools, offrent des gammes adaptées. Des éditeurs de logiciels de FAO (Fabrication assistée par ordinateur), tels que Delcam, OpenMind et MasterCam, ont ajouté un module médical à leur solution. Pionnier de l'usinage médical qu'il explore depuis plus de vingt ans, le fabricant suisse de tours à commande numérique Tornos a trouvé une foule d'astuces. Il propose, par exemple, le tournage par tourbillonnage externe et interne, le fraisage tangentiel de filet et le taillage par génération pour réduire les cycles de production.

De nombreux constructeurs de machines d'usinage à grande vitesse (UGV), comme GF AgieCharmilles, DMG, Willemin-Macodel, Röders ou Realmeca, ont adapté leur offre aux applications médicales. Newclip Technics, PME de 25 personnes située à La Haye-Fouassière (Loire-Atlantique), utilise trois centres d'usinage UGV ProdMed de GF AgieCharmilles pour fabriquer des implants en acier inoxydable et alliage de titane. « Des machines précises qui réduisent le temps de fabrication », explique Jean-Pierre Podgorski, le responsable de la R et D. Les pièces très techniques et innovantes (la société a une douzaine de brevets à son actif) sont usinées en quelques minutes avec des outils de coupe très petits, souvent développés en collaboration avec les carburiers.

Seule ombre au tableau : la difficile mise au point du post-processeur, le logiciel qui traduit le programme FAO réalisé avec PowerMill de Delcam en langage compréhensible par la commande numérique. La polyvalence est aussi d'actualité. Les machines HSC 20/55/75/105 linear de DMG usinent plus de 1 000 pièces médicales différentes avec une rugosité de moins de 0,2 micromètre. Prix du ticket d'entrée pour une machine trois axes : 150 000 euros.

Plus petits, les centres d'usinage Realmeca font leurs preuves dans de nombreux ateliers. Spécialisée dans la réalisation des implants pour les articulations de la hanche et du genou, la société française C2F en a installé plusieurs dans son atelier de Nogent (Haute-Marne). Des équipements qui ont été choisis pour leur rapport qualité/prix. « Usiner des matériaux comme les alliages de titane ou de cobalt-chrome, ce n'est pas toujours une partie de plaisir, témoigne Patrick Minot, le PDG de cette PME d'une trentaine de personnes. Il faut bien choisir les outils de coupe et assurer la précision de l'ordre de 0,01 millimètre de ces pièces fabriquées en quelques centaines d'exemplaires. Realmeca nous a concocté une solution globale qui comporte la machine, mais aussi les outils et les outillages idoines. »

LA FUSION LASER MAÎTRISE LES GÉOMÉTRIES COMPLEXES

Fabriquer des implants et des prothèses, c'est bien. Mais il faut aussi réaliser les outillages pour aider les chirurgiens à les mettre en place. SMAO produit depuis plus de vingt ans des outils ancillaires sur mesure. La société vient d'installer un tour multi-axe Spinner. Objectif : terminer la pièce en une seule fixation. « Un équipement choisi pour sa capacité à assurer le tournage dur, synonyme de haute précision, explique Jean-Luc Chappuis, le PDG de cette entreprise située à Villiers-le-Sec (Haute-Marne). Compacte, rigide, modulaire, facile à mettre en oeuvre et pas très onéreuse en exploitation, la machine convient pour nos fabrications en petites séries de 10 à 15 unités. Des pièces qui valent de 5 000 à 10 000 euros chacune. »

Des technologies de fabrication par fusion laser de poudre métallique concurrencent ces moyens d'usinage classiques. Fournis par des constructeurs comme 3D Systems, EOS, MTT, Phenix Systems, Realizer (avec la première machine de fusion qui s'installe sur un bureau) et Arcam, ces équipements fabriquent des implants et des prothèses pour le corps mais aussi pour la dentisterie. Avec toute une série d'avantages : la réduction sensible des délais de réalisation et des coûts, la personnalisation de chaque produit et la possibilité de prendre en compte des géométries complexes, difficiles, voire impossible à fabriquer par usinage. Sans oublier l'utilisation de nouveaux matériaux biorésorbables, comme le PolyLactidAcid (PLA). L'Institut Fraunhofer pour les applications laser d'Aix-la-Chapelle (Allemagne) fabrique des implants en PLA sur une machine EOS. Machine-outil ou machine de fusion laser ? Une belle bataille technologique en perspective...