Façonner l'avenir de la technologie médicale - avec précision et partenaires solides
Les exigences en technologie médicale sont élevées - la précision au micromètre, la sécurité absolue des processus et la flexibilité maximale ne sont pas des options, mais des obligations. Pour Armbruster GmbH, spécialiste de la fabrication d'instruments médicaux et d'implants en acier inoxydable et en titane, c'est la réalité quotidienne. Pour continuer à produire à un niveau élevé, l'entreprise a investi dans une combinaison astucieuse : deux centres d'usinage 5 axes de type VERSA 745 de Fehlmann AG, associés au système d'automatisation flexible Ultimate de Cellro.
L'Armbruster GmbH, basée à Steinach, est une entreprise familiale de deuxième génération. Depuis plus de trois décennies, cette entreprise de taille intermédiaire se concentre sur la fabrication de composants hautement complexes pour la technologie médicale, qui représente environ 60 % de son chiffre d'affaires, ainsi que sur des pièces précises pour la construction de machines. Le spectre de fabrication va du tournage-fraisage, fraisage et érosion au impression 3D métallique et à de nombreux procédés de technologie de surface - comme le nettoyage automatisé, le sablage, le stream, le débourrage et le polissage - jusqu'à l'assemblage ultérieur. Tous les processus sont intégrés dans un système de gestion de la qualité certifié selon les normes DIN EN ISO 9001 et 13485.
Ce qui distingue particulièrement Armbruster : la capacité à réagir de manière flexible aux exigences changeantes du marché - avec des temps de cycle courts, une grande diversité de pièces et une exigence de qualité sans compromis. Pour respecter cette philosophie même face à une complexité croissante et une automatisation accrue, l'entreprise mise sur des technologies modernes et des partenariats de longue date. L'un d'eux lie Armbruster à la société suisse Fehlmann AG depuis des décennies.
Rester flexible, livrer avec précision - chaque jour
« La plupart de nos pièces sont assez exigeantes. Géométries complexes, matériaux difficiles comme le titane et l'acier inoxydable - tout doit parfaitement s'aligner. En même temps, le marché attend des délais de livraison courts, des tailles de séries flexibles et une reproductibilité fiable », explique Tobias Armbruster, directeur général d'Armbruster. Un exemple est le fraisage économique de blocs de coupe pour les articulations du genou. Ici, les experts ont atteint leurs limites techniques de fabrication. Bien qu'il ait été possible d'éroder complètement les fentes - cela aurait été beaucoup trop chronophage et coûteux. C'est pourquoi les fentes devaient être pré-fraisées, puis érodées dans un second temps pour atteindre la géométrie exacte et la qualité de surface.
S'ajoutaient des considérations stratégiques : La pénurie croissante de main-d'œuvre qualifiée en Allemagne, les temps de cycle de plus en plus courts et les attentes des clients internationaux, en particulier dans le domaine de la technologie médicale réglementée par la FDA, ont clairement montré qu'un pas technologique en avant était nécessaire. L'objectif était de ne pas seulement fabriquer ce composant, mais d'établir une solution permettant à Armbruster de produire de manière flexible, automatisée et conforme aux normes.
Exigences élevées - peu d'espace
Trouver la solution appropriée n'a pas été simple. Au centre se trouvait un centre d'usinage 5 axes offrant une précision et une flexibilité maximales, doté d'un système de serrage à zéro point pour contrôler des dispositifs de serrage pneumatiques - et qui prend néanmoins peu de place. De plus, une broche avec plus de 20 000 min⁻¹ était requise, idéalement avec une interface HSK-A63 pour un traitement stable et sans vibrations même avec de longs outils. Un angle de pivotement de plus de 120° était obligatoire pour traiter des géométries complexes dans la mesure du possible en une seule fixation.
« Nous avions besoin d'une machine avec au moins 120 emplacements d'outils, à construction compacte et suffisamment de puissance pour des pièces plus grandes », se souvient Mario Bauer, chef d'équipe fraisage et chef de projet chez Armbruster. « En même temps, des outils délicats devaient également pouvoir être utilisés sans problème. Beaucoup de puissance sur peu d'espace - c'était le point crucial. »
Mais les exigences en matière d'automatisation étaient également élevées : un système capable de changer automatiquement non seulement les pièces, mais aussi les dispositifs de serrage, sans intervention humaine. Différentes tailles de bruts devaient être traitées successivement en fonctionnement sans opérateur. Et le tout devait être réalisé dans un espace aussi restreint que possible, avec suffisamment de places pour palettes et pinces pour de longues périodes d'autonomie.
Solution compacte - forte synergie
La solution : Deux centres d'usinage 5 axes de type VERSA 745 de Fehlmann, associés au système d'automatisation flexible Ultimate de Cellro. Le duo compact combine fraisage de haute précision, manipulation intelligente et processus sécurisés - et cela sur seulement 61 m².
Le VERSA 745 a tout ce qu'il faut : une broche HSK-A63 puissante avec 24 000 min⁻¹, un angle de pivotement allant jusqu'à 135°, une construction de portail massive en fonte grise, des géométries usinées pour une précision maximale et des axes rotatifs entraînés directement par des moteurs à couple. Même des matériaux difficiles comme le titane peuvent être usinés avec précision et fiabilité.
« Nos clients attendent précision, fiabilité et efficacité - surtout dans le domaine de la technologie médicale », souligne Alain Strebel, responsable des ventes pour l'Europe du Nord chez Fehlmann. « Le concept VERSA a été développé précisément pour cela : construction stable, gestion thermique réfléchie et calibration automatique à la pression d'un bouton. »
De plus, la machine se distingue par un accès réfléchi et une séparation claire entre le côté opérateur et le côté automatisation. « En plus de nos solutions d'automatisation standardisées, nous proposons également différentes interfaces pour communiquer avec divers systèmes.
Nous avons le savoir-faire nécessaire en interne - ainsi, nous pouvons accompagner nos clients dans l'intégration de manière complète et compétente », ajoute Alain Strebel.
Un accès séparé pour l'automatisation sur le côté facilite l'intégration et permet en même temps un accès ergonomique à la machine ainsi qu'une vue dégagée sur la pièce.
Les machines VERSA sont parfaites pour usiner des géométries complexes, comme par exemple sur les blocs de coupe. Les fentes étroites et profondes sont désormais pré-fraisées avec précision par Armbruster, de sorte qu'elles ne nécessitent qu'une finition par érosion. Cela économise du temps, réduit les coûts et améliore l'ensemble du processus de fabrication.
Automatisation intelligente - ajustée au point
Pour Fehlmann et Cellro, c'était le premier projet commun. Le contact a été établi par Armbruster, mais la coordination technique s'est faite directement entre les équipes - de la vente au service en passant par l'ingénierie. Le résultat : une synergie parfaite.
Le Cellro Ultimate prend aujourd'hui en charge l'ensemble de la gestion des pièces et des dispositifs de serrage pour les deux machines. Grâce à des pinces modulaires, un changement de mors automatique et un contrôle intelligent des dispositifs de serrage, tout fonctionne sans accroc - et dans un espace réduit. Une caractéristique particulière : le robot est monté sur un rail de déplacement et peut ainsi accéder aux deux centres d'usinage de manière flexible.
Un point crucial était les pièces brutes découpées à la scie - elles doivent être insérées debout, ce que de nombreux systèmes ne peuvent pas réaliser.
Armbruster a donc développé un dispositif propre pour le stockage des pièces, Cellro a complété le logiciel pour la manipulation. Le robot reconnaît maintenant exactement la position et peut saisir et insérer les pièces en toute sécurité - sur mesure pour les besoins à Steinach.
« Nos solutions d'automatisation sont conçues pour s'adapter à la réalité de production du client - et non l'inverse », explique Christian Dietz, responsable des ventes régionales chez Cellro. « Chez Armbruster, nous avons intégré la manipulation spéciale des pièces découpées à la scie directement dans la logique du système. De telles adaptations font la différence. »
Du quotidien : Précision automatisée en fonctionnement 24/7
La cellule de production produit déjà 850 heures de fraisage par mois - tendance à la hausse. L'objectif est d'atteindre la barre des 1 100 heures. 24 emplacements de palettes, trois pinces et une station d'assistance permettent le changement de palettes, de produits et de dispositifs de serrage en cours d'exploitation - entièrement automatisé.
Tout s'est également bien déroulé lors de la mise en service. Des techniciens de Fehlmann et Cellro étaient présents en même temps, s'occupant des questions de sécurité telles que les signaux d'arrêt d'urgence et réalisant le réglage fin en collaboration avec Armbruster. L'utilisation des machines ne posait aucun problème grâce à la commande Heidenhain familière, et le système Cellro a également été testé tôt avec les employés. « Nos opérateurs étaient impliqués dès le début - nous voulions entendre leur avis. La formation et l'acceptation de la cellule chez Cellro aux Pays-Bas ont dissipé de nombreuses inquiétudes. Aujourd'hui, tout le monde aime travailler avec la solution », déclare Mario Bauer.
Un projet, trois partenaires, une langue : technologie ajustée à hauteur d'homme
Avec la nouvelle cellule de production, Armbruster montre comment allier esprit d'innovation et qualité. La combinaison d'une technologie de machine éprouvée, d'une automatisation intelligente et d'une collaboration partenariale constitue une base solide - également pour les défis à venir. « Nous voulions une solution qui grandisse avec nous - et nous l'avons trouvée », résume Tobias Armbruster. « Et cela avec des partenaires sur lesquels nous pouvons toujours compter - techniquement comme humainement. » Le résultat montre comment la compétence de fabrication allemande, la précision de l'ingénierie suisse et l'innovation en automatisation néerlandaise peuvent façonner l'avenir de la fabrication de dispositifs médicaux.
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