Haute sécurité du processus et augmentation de la productivité lors du traitement sélectif des jugements fémoraux

Pour le traitement des femurs, la nouvelle installation de Smith+Nephew dispose actuellement de deux cellules de fabrication, chacune équipée de trois finisseurs par traction. Les centrifugeuses automatiques pour la traitement de l'eau de procédé sont équipées du système de gestion numérique de l'eau de procédé « Advanced » de Rösler Smart Solutions, afin d'améliorer la sécurité du processus. (Photo : Rösler Oberflächentechnik GmbH) / Actuellement, la nouvelle usine de Smith+Nephew fonctionne avec deux cellules de fabrication, chacune contenant trois finisseurs par traction. Pour améliorer encore la stabilité du processus, les centrifugeuses entièrement automatiques Z1000 sont équipées du système de gestion numérique de l'eau de procédé « Advanced » de Rösler Smart Solutions. (Photo : Rösler Oberflächentechnik GmbH)

Les installations de finition par traînée R 6/1000 SF disposent d'un récipient de travail d'un diamètre de 1 000 mm ainsi que d'un carrousel porte- pièces pour six broches de travail. Elles conviennent parfaitement pour le traitement précis et sélectif de pièces complexes et sensibles aux dommages, telles que les composants du fémur. (Photo : Rösler Oberflächentechnik GmbH) / Les finisseurs par traînée R 6/1000 SF se composent d'un bol de traitement d'un diamètre de 1 000 mm et d'un carrousel avec six broches rotatives. Comme les pièces ne se touchent pas lors de l'opération de broyage et de polissage, les finisseurs par traînée RÖSLER sont idéaux pour le traitement précis de pièces délicates et complexes de grande valeur, telles que les composants du fémur. (Photo : Rösler Oberflächentechnik GmbH)

La mise en service des finisseurs de traînée a été effectuée chez Rösler à Untermerzbach par Jürgen Preiser, Ingénieur Senior en Fabrication chez Smith+Nephew, Johannes Schorr et Sebastian Schuberth, équipe Rösler (de gauche à droite). (Photo : Rösler Oberflächentechnik GmbH) / Les finisseurs de traînée ont été mis en service à l'usine Rösler à Untermerzbach, en Allemagne. La mise en service a été assurée par Jürgen Preiser, Ingénieur Senior en Fabrication chez Smith+Nephew, ainsi que Johannes Schorr et Sebastian Schuberth de l'équipe Rösler (de gauche à droite). (Photo : Rösler Oberflächentechnik GmbH)

Pour les différents implants, il existe des spécifications précises concernant la qualité de la surface. Ainsi, dans la zone extérieure des composants du fémur, des surfaces homogènes, très lisses et à haute brillance sont requises, ce qui nécessite un traitement partiel. (Photo : Rösler Oberflächentechnik GmbH) / Chaque implant doit respecter des spécifications précises de finition de surface. Par exemple, la surface extérieure des composants du fémur nécessite une finition homogène, très lisse et polie. Cela exige le traitement de zones de surface spécialement définies sur les pièces. (Photo : Rösler Oberflächentechnik GmbH)

Pour une prise en charge optimale des patients, les différents secteurs des implants doivent présenter des propriétés de surface variées. Dans la nouvelle usine de haute technologie de Smith+Nephew en Malaisie, deux cellules de fabrication équipées chacune de trois installations de finition par glissement R 6/1000 SF sont actuellement en service pour le traitement sélectif des surfaces des têtes fémorales. L’équipement des deux centrifugeuses automatiques Z1000 avec la gestion numérique du processus d’eau « Advanced » de Rösler Smart Solutions garantit une sécurité accrue du processus lors de la préparation de l’eau de procédé. Une contribution essentielle est également apportée par la surveillance continue et le traitement régulier des corps de meulage.

Smith+Nephew est l’une des principales entreprises de technologie médicale, qui a pour objectif de restaurer le corps et la confiance en soi des personnes en utilisant des technologies qui repoussent les limites de la vie. Environ 18 000 employés dans plus de 100 pays travaillent chaque jour à améliorer l’excellence de leur portefeuille de produits dans les trois secteurs mondiaux que sont l’orthopédie, la gestion moderne des plaies, ainsi que la médecine du sport et ORL, par le développement et l’application de technologies innovantes. Cela se voit également dans la nouvelle usine de haute technologie à Penang, en Malaisie, qui soutiendra principalement le secteur orthopédique de l’entreprise en fabriquant des produits pour la prothèse du genou et de la hanche.

Finition de surface – un critère de qualité décisif

« Pour les différents implants, il existe des spécifications précises concernant la qualité de surface qu’ils doivent présenter », explique Jürgen Preiser, ingénieur principal en fabrication chez Smith+Nephew. Il supervise la mise en place des cellules de traitement de surface pour les implants du fémur en alliages de cobalt-chrome dans la nouvelle usine en Malaisie. Ainsi, sur les surfaces internes des têtes fémorales, une rugosité définie doit être obtenue pour une intégration optimale, tandis que sur la surface externe, des surfaces homogènes, très lisses et à haute brillance sont nécessaires pour éviter l’usure lors des mouvements. Cela rend indispensable un traitement partiel mais extrêmement précis et reproductible des surfaces extérieures de ces têtes fémorales.

Finition par glissement – la solution pour un polissage sélectif sans contact

Pour cette tâche exigeante, l’entreprise a opté pour les installations de finition par glissement R 6/1000 SF de Rösler. Il s’agit d’installations de polissage par glissement spécialement conçues pour un traitement précis et sélectif de pièces complexes, haut de gamme et sensibles aux dommages. Les têtes fémorales ne doivent pas se toucher lors du processus de meulage ou de polissage. Des paramètres de processus contrôlés par SPS, exacts, répétables et adaptables au profil de chaque pièce garantissent des résultats reproductibles. « Étant donné que nous utilisons des machines et processus identiques dans notre usine américaine de Memphis pour cette application, nous disposons de l’expérience et du savoir-faire nécessaires. Cela facilite et accélère l’approbation. Un autre point en faveur de Rösler en tant que partenaire est la présence mondiale de l’entreprise, notamment via une filiale à Singapour. De plus, Rösler développe et produit à la fois les installations et les agents de traitement, assurant ainsi une parfaite compatibilité et une sécurité d’approvisionnement », précise Jürgen Preiser en expliquant ses choix.

Deux cellules de fabrication avec chacune trois installations

Actuellement, l’usine située sur la péninsule malaise dispose de deux cellules de fabrication. Pour les étapes de préfraisage avec corps de meulage en céramique, de finition avec corps de meulage en plastique et de polissage à sec avec un médium végétal, chaque cellule intègre trois finisseurs par glissement. Afin de ne pas interrompre la chaîne de processus lors de travaux de maintenance, le processus de polissage à sec peut être effectué dans toutes les installations, et dans quatre des six finisseurs par glissement, le processus à sec comme le traitement humide peuvent être réalisés.

Environ 50 % de productivité en plus grâce à une prise en charge optimisée des pièces

Les machines disposent d’un conteneur de travail d’un diamètre de 1 000 mm ainsi que d’un carrousel porte-pièces pour six broches de travail. Elles sont équipées de supports de pièces spécifiques permettant de positionner les têtes fémorales de manière à ce que le traitement ne se fasse que sur les zones définies. L’optimisation des supports permet de fixer désormais trois pièces au lieu de deux auparavant, tout en garantissant une finition de haute qualité et uniforme. « Cela nous permet de traiter simultanément 18 têtes fémorales. Cela représente une augmentation de la capacité de près de 50 % et constitue une progression remarquable », souligne avec enthousiasme Jürgen Preiser.

Pour le processus de meulage ou de polissage, le carrousel tournant immerge les pièces fixées sur les broches tournantes dans la masse de corps de meulage en rotation. Un réglage standard de la profondeur d’immersion garantit que la profondeur fixée pour chaque pièce est respectée à la lettre. L’intensité du traitement peut être parfaitement adaptée à chaque tête fémorale grâce aux entraînements séparés et indépendants du carrousel et des broches. La charge supplémentaire due à l’ajout d’une pièce supplémentaire sur chaque broche nécessite que toute la technique de l’installation, y compris les entraînements, soit prête pour une performance accrue. Chez Rösler, cela fait partie du standard, ce qui permet de maintenir tous les autres paramètres de traitement, y compris la profondeur d’immersion, et d’obtenir ainsi des cycles très courts.

Surveillance et traitement des corps de meulage pour garantir la qualité

Les paramètres clés du processus pour assurer la reproductibilité du traitement sont le volume de remplissage et la composition des corps de meulage dans le conteneur de travail. La quantité de remplissage est surveillée visuellement et par capteurs, et l’opérateur reçoit une notification lorsqu’une action est nécessaire. « Pour garantir la qualité du traitement, nous avons également opté pour le système de traitement des corps de meulage. Dans cette installation équipée d’une station de tamisage, les corps en céramique et en plastique sont nettoyés une fois par semaine, et tous ceux d’une taille inférieure ou supérieure à une valeur définie sont triés », décrit Jürgen Preiser.

Amélioration de la sécurité du processus grâce à une gestion numérique de l’eau de procédé

Pour le nettoyage des liquides de procédé issus des étapes de traitement humide, préfraisage et finition des deux cellules de fabrication, Smith+Nephew a investi dans deux centrifugeuses automatiques Z1000. « Cela nous permet de traiter séparément l’eau de procédé en fonction des corps de meulage en céramique ou en plastique, évitant ainsi des problèmes comme la formation de mousse », explique Jürgen Preiser. De plus, la gestion numérique de l’eau de procédé de Rösler Smart Solutions est intégrée dans les commandes des centrifugeuses. Cette solution innovante et interactive de surveillance du traitement de l’eau permet de suivre, d’enregistrer et d’analyser jusqu’à 14 paramètres de processus sélectionnables, tels que la concentration en composés, le pH ou la charge microbiologique. Les plages de valeurs cibles et de tolérance pour ces paramètres sont programmées dans le logiciel, et les résultats mesurés sont enregistrés. En cas de déviation d’un ou plusieurs paramètres, cela est signalé, et le personnel reçoit automatiquement des recommandations simples, compréhensibles et directement applicables pour ramener le processus dans la plage définie, garantissant ainsi la qualité du produit. « Grâce à cette solution numérique, nous maîtrisons mieux le traitement de l’eau de procédé, et cela facilite également l’intégration des employés qui n’avaient pas d’expérience dans ce domaine », explique Jürgen Preiser. De plus, la sauvegarde automatique des valeurs permet de détecter des changements dans l’eau de procédé sur une période prolongée, ce qui facilite la planification d’un changement si nécessaire. Des économies en eau et en composés peuvent également être réalisées de cette manière. La collecte exhaustive des données est également utile comme preuve de la qualité et de la stabilité du processus lors d’audits qualité et à des fins de documentation.

« Avec les deux premières cellules de fabrication, nous sommes actuellement en phase de validation, le lancement de la production en série étant prévu pour le printemps 2023. Parallèlement, nous planifions avec Rösler deux autres cellules de fabrication pour des produits et processus identiques », conclut Jürgen Preiser.