Pièces de formage profond de précision pour la technologie médicale avec un usinage parfait

Le développement du processus de arrondi des arêtes a été réalisé sur un boîtier de montage en acier inoxydable de 20 mm de taille, utilisé dans le domaine médical. (Photo : Hubert Stüken GmbH & Co. KG) / Dans ce projet, un processus de radiusage des arêtes a dû être développé pour un boîtier en acier inoxydable de 20 mm utilisé dans un dispositif médical. (Photo : Hubert Stüken GmbH & Co. KG)

« Le défi de ce boîtier délicat résidait dans sa grande surface avec une épaisseur de paroi extrêmement fine. Pour enlever le matériau aux bords, des forces élevées sont nécessaires, qui doivent en même temps être maîtrisées de manière à éviter toute déformation », explique Dirk Schulz, ingénieur de projet chez Stüken, concernant la tâche à réaliser. (Photo : Hubert Stüken GmbH & Co. KG) / Dirk Schulz, ingénieur de projet chez Stüken, explique la tâche de finition comme suit : « Avec ce boîtier délicat, le principal défi était une grande surface combinée à des parois extrêmement fines. Pour enlever suffisamment de matériau aux bords, une forte intensité de traitement est requise. Mais cette intensité doit être strictement contrôlée pour éviter toute déformation ». (Photo : Hubert Stüken GmbH & Co. KG)

Les pièces de fonction à profondeur réduite sont en plein essor dans la fabrication de produits médicaux et pharmaceutiques. Afin de répondre aux exigences élevées en matière de production et de gestion de la qualité lors du traitement de surface, Stüken Medical mise sur des solutions de polissage par glissement et des médias de procédé de Rösler.

Avec le secteur d’activité établi il y a quelques années, Stüken Medical, fondé en 1931, répond à la demande croissante de pièces de profondeur précise en métaux pour la technologie médicale et l’industrie pharmaceutique. La gamme de produits de l’entreprise familiale, qui est considérée comme un leader mondial, comprend également des pièces de découpe et de pliage, des composants moulés en plastique et des sous-ensembles complexes, fabriqués sur cinq sites en Europe, en Asie et aux États-Unis.

« Dans la technologie médicale et l’industrie pharmaceutique, des exigences spécifiques sont posées aux pièces et aux conditions de production. Le savoir-faire et l’expertise nécessaires pour le développement et la fabrication de pièces de précision ont été regroupés chez Stüken Medical », explique Andreas Hellmann, responsable du secteur certifié ISO 13485. Parmi les produits fabriqués figurent notamment des boîtiers complexes et des sous-ensembles, des vannes, des micro-composants de haute précision et des emballages primaires en acier inoxydable, aluminium et titane, tous compatibles avec la profondeur de tir. Pour répondre aux exigences de qualité élevées du secteur, des systèmes de nettoyage à plusieurs étapes et deux salles blanches de classe 7 sont disponibles. Le département de recherche et développement de l’entreprise, basé à Rinteln, travaille en permanence à l’élargissement du spectre des processus et des matériaux.

En collaboration vers des solutions innovantes

« Pour nombre de nos clients, nous sommes un partenaire de développement. Afin d’adapter parfaitement les nouveaux produits à leur application, nous collaborons étroitement aussi bien avec les clients qu’avec des partenaires issus de différents domaines technologiques », rapporte Andreas Hellmann. Lorsqu’il s’agit de tâches telles que le débranchement, le chanfreinage, le polissage ou la fabrication de rugosités de surface définies, les solutions de polissage par glissement et les médias de Rösler Oberflächentechnik GmbH sont utilisées depuis environ 30 ans. « La longue collaboration repose sur la qualité et la fiabilité des installations et des médias. Cela nous permet d’assurer que les résultats requis soient atteints de manière reproductible », souligne Andreas Hellmann. « Par ailleurs, la flexibilité et l’expertise de Rösler sont essentielles lorsqu’il s’agit de développer conjointement des processus. À cela s’ajoute notre Customer Experience Center à Untermerzbach. Pour les équipements et processus qui doivent être qualifiés et validés conformément à la norme ISO 13485, Rösler nous soutient avec des documentations et des informations détaillées sur les équipements », ajoute Dirk Schulz, ingénieur de projet chez Stüken. Dans les sites de production mondiaux du spécialiste du deep drawing, environ 15 vibrateurs ronds et 10 installations centrifuges sont utilisés pour un traitement de surface parfait, ainsi que 18 centrifugeuses pour le traitement écologique et fiable de l’eau de procédé.

Exigences élevées concernant le résultat du traitement

Les pièces profondes présentent généralement un taux de déformation particulièrement élevé, des contours exceptionnels ainsi que des dimensions parfois extrêmement faibles. Cela entraîne des exigences très strictes lors du débranchement des zones extérieures et intérieures, du chanfreinage, du polissage, ainsi que des spécifications concernant la rugosité et la qualité de surface. « D’une part, il faut garantir que toutes les pièces d’un lot obtiennent un résultat homogène et satisfaisant. D’autre part, il ne doit y avoir aucune détérioration ni déformation des pièces. Après le traitement, les corps abrasifs et les pièces doivent être séparés de manière absolument fiable. Il faut également éviter toute contamination croisée entre pièces et corps abrasifs dans la charge suivante », précise Dirk Schulz. Lors des opérations de polissage, il s’agit souvent de marquer la surface avec un code UDI par laser. Ces tâches nécessitent non seulement des processus adaptés aux pièces à traiter, mais aussi une adaptation de la technique des équipements et des médias. La première étape consiste souvent en des études de faisabilité.

Processus de traitement des pièces pour la technologie médicale

Le développement du processus de chanfreinage d’un boîtier de sous-ensemble en acier inoxydable d’environ 20 mm de diamètre, utilisé en technologie médicale, a été réalisé en collaboration avec Stüken. « Le défi de ce boîtier fin résidait dans sa grande surface avec une épaisseur de paroi extrêmement fine. Pour l’enlèvement de matière sur les bords, des forces élevées sont nécessaires, tout en étant maîtrisées de manière à éviter toute déformation », décrit l’ingénieur de projet. Étant donné que le Customer Experience Center de Rösler dispose d’équipements modernes pour toutes les méthodes de traitement, il est possible de déterminer lors des essais la technique et la configuration des équipements adaptées à des conditions de production quasi réelles. Cela implique souvent des ajustements des équipements standards, notamment au niveau du récipient de travail ou de la conception. Là aussi, l’expérience de Stüken dans le polissage par glissement a joué un rôle important. Pour garantir une séparation fiable et complète des pièces et des corps abrasifs, des modifications de l’équipement de traitement ont été nécessaires chez Stüken Medical. La géométrie et le type de corps abrasifs (en céramique ou en plastique) optimaux pour chaque application sont également déterminés lors des essais. Pour assurer un résultat constant de qualité, les corps abrasifs doivent souvent respecter des tolérances dimensionnelles très strictes. La fabrication des corps abrasifs, selon des normes écologiques strictes, est assurée par Rösler, qui propose avec ses compounds et ses nettoyants pour eau de procédé la gamme la plus complète au monde, avec plus de 15 000 produits différents. L’avantage clé pour le succès du développement du processus réside donc dans la parfaite synergie entre l’équipement, les médias (corps abrasifs et compounds) – idéalement en étroite collaboration avec le client.