Technologie de fabrication pour les plus petits objets

Fig. 1

Fig. 2

La miniaturisation est l'une des tendances les plus importantes dans le domaine de la technologie médicale. Pour la conception de dispositifs médicaux, des composants de plus en plus petits et fabriqués avec une précision accrue sont nécessaires. La technique d'injection conventionnelle atteint ses limites dans la fabrication de ces pièces. Gerresheimer Medical Systems mise donc de plus en plus sur une technologie d'injection microscopique spécifique, permettant de produire avec précision et rentabilité des pièces extrêmement petites.

Les pièces injectées microscopiques sont parfois plus petites que la pointe d'un stylo à bille. Lors de la fabrication conforme aux spécifications de ces produits, il faut relever des défis dans les domaines de la construction d'outils, de la technique d'injection et de la métrologie. Par exemple, les outils doivent respecter des tolérances dimensionnelles encore plus faibles que celles des pièces fabriquées. La construction d'outils chez Gerresheimer utilise donc un parc de machines spécialisé, capable de fraiser et de polir avec une précision allant jusqu'à 2 micromètres. De plus, une attention particulière est portée à ce que les solutions d'outillage développées pour la fabrication puissent être facilement adaptées, lors de la production en série, de petites configurations pour machines d'injection microscopiques à des configurations plus grandes pour des machines d'injection standard (voir Fig. 1).

En raison des faibles volumes de matière injectée, il n'est pas facile d'utiliser des machines d'injection classiques pour la micro-injection. Des temps de séjour prolongés du plastique peuvent entraîner une dégradation du matériau. De plus, la précision mécanique requise, conçue pour des pièces nettement plus grandes, est difficile à atteindre avec une technologie standard. Gerresheimer propose deux solutions pour relever ces défis. Les grandes séries sont fabriquées sur des machines d'injection standard modifiées. Des outils à haute capacité garantissent un volume de tirage suffisant pour éviter la dégradation du matériau. Des vis optimisées et des dispositifs de blocage du reflux assurent en même temps la précision nécessaire. Pour la fabrication de séries petites à moyennes ainsi que de produits avec des exigences de précision particulièrement élevées, Gerresheimer utilise des machines d'injection microscopiques spécifiques. Ici, la vis n'est responsable que de la plastification du plastique, l'injection étant réalisée avec une précision élevée via un piston (voir Fig. 2).

La troisième difficulté concerne une métrologie adaptée aux pièces injectées microscopiques. Gerresheimer dispose dans le centre de compétences techniques de Wackersdorf (Allemagne) d'un tomographe à ordinateur. Pour les mesures, une technologie est utilisée qui permet de fixer et de représenter de manière fiable même les plus petits objets pendant la mesure. Des dispositifs similaires sont également utilisés pour la mesure optique. De plus, la géométrie mesurée doit être accessible librement. Avec ces deux technologies de mesure, il est possible de collecter des données de mesure pour la validation des outils et la gestion de la qualité fiable tout au long du processus de production, avec la vitesse requise.

Gerresheimer sera présent à MedTec China à Shanghai du 22 au 24 septembre 2015, au Shanghai World Expo Exhibition & Convention Center, stand P301.