La FAO ESPRIT chez Stryker, haute technologie au service de l’humain

Success story

Stryker, leader mondial de l’industrie médicale a fondé ses valeurs sur la sécurité du patient.

Le dessous de la pièce est encore plus complexe. Il m’a fallu une journée de programmation, mais sans les stratégies ESPRIT 2014, le travail aurait pris plusieurs semaines.
Franck Duru, Spécialiste FAO, Stryker Spine

Afin de garantir une intervention chirurgicale plus courte, moins invasive, et des produits de haute qualité, il est indispensable d’acquérir les meilleures technologies, de se former, d’innover.  Pour répondre à ces objectifs, l’entreprise a notamment choisi de s’équiper de la FAO ESPRIT.  

La référence Stryker 

A l’origine, l’américain Dr Homer Stryker invente un lit à retournement pour faciliter les opérations, qui sera fortement utilisé pendant la seconde guerre mondiale. Le groupe qui compte désormais 25 000 employés sur 60 sites distribue ses produits dans plus de 120 pays : prothèses articulaires, implants, systèmes de navigation chirurgicale, matériel d'endoscopie, matériel destiné aux urgences…. Cet article met en exergue le site de production français Stryker Spine spécialisé dans les implants et les instruments pour la colonne vertébrale.  

Les ateliers utilisent des centres de tournage robotisés et les derniers modèles de machines-outils comme les Mazak Integrex ou Variaxis, la DMU de DMG, la TNL, des modèles Stama, Star, ou Iemca. Ils fabriquent principalement des plaques pour rachis cervical et lombaire en titane, des cages ou des crochets en PEEK - un polymère destiné à la chirurgie – ainsi que des instruments et des vis à os. Le savoir-faire du fabricant repose donc sur la précision, la maîtrise des formes gauches et des matières difficiles à usiner, outrepassant de nombreuses difficultés de fabrication.  

Mettre en place une Fabrication Assistée par Ordinateur 

En 2006, les opérations et les pièces sont encore simples, on ne fait pas de véritable FAO.  Les responsables du site, conscients de l’évolution industrielle, décident d’investir dans un logiciel de programmation global qui doit leur permettre d’assurer toutes les opérations, et choisissent ESPRIT de DP Technology. Franck Duru, aujourd’hui Technicien Méthodes et Spécialiste FAO, se souvient et dit : « Il nous fallait un logiciel facile d’utilisation qui proposait l’ensemble des applications : le décolletage, le fraisage, le tournage, le fil. »  

ESPRIT était déjà utilisé au siège chez Stryker Instruments USA depuis 1997 et dans la filiale en Chine, et avait déjà prouvé son efficacité.  

Après la mise en place de la FAO, en collaboration avec la R&D et le Service Qualité,  la production des ateliers évolue vers l’usinage en 5 axes continus et les formes libres. Stryker peut alors réaliser des pièces très complexes et des instruments de haute-précision. Même le design est repensé car tout devient envisageable.   

Une philosophie d’usinage prend forme, que Franck Duru nous décrit, « Nous nous efforçons de programmer rapidement en réutilisant toujours des cycles existants ; mais aussi de simplifier par familles de pièces, en pensant à toutes les autres qui vont arriver après, car parfois seules les dimensions varient. »  

Avec les 13 licences du logiciel, l’équipe des techniciens programment toutes les machines. Ils utilisent principalement les modules 3D, et aussi la reconnaissance de formes pour certains produits. Dans la structure Suisse à La-Chaux-de-Fonds spécialisée dans les implants orthopédiques, on pilote les machines avec des programmes réalisés à Cestas.  

Plaque d’implant lombaire usinée en 5 axes avec ESPRIT. Temps de programmation : une journée.

Utiliser les dernières technologies  

« Rien n’est plat sur cette pièce, et il faut la faire la plus fine possible pour être supporté par le patient. » Voilà ce que dit Franck Duru en montrant un exemple de plaque pour implant lombaire. « Le dessous de la pièce est encore plus complexe. Il m’a fallu une journée de programmation, mais sans les stratégies ESPRIT 2014, le travail aurait pris plusieurs semaines. » 

L’usinage réalisé en 5 axes continus sur ESPRIT comprend de nombreuses étapes : ébauche grande vitesse avec le nouveau cycle Profit Milling, fraisage composite pour un meilleur état de surface, contournage, taraudage, lamage…  

« La technologie du Profit Milling a permis d’usiner le brut en poche ouverte et le contour de la pièce en îlot. C’est un vrai gain de temps et une économie d’outil, » explique Nicolas Marsault, directeur d’Usiprog, partenaire intégrateur ESPRIT chez Stryker.  

A l’origine, le design de la pièce est réalisé avec la CAO PTC. Grâce à l’outil d’échange de données ESPRIT Feature Exchange, le logiciel de FAO récupère toute l’arborescence de la CAO avec tous les détails de la pièce. On parle d’associativité,  la transmission des données est fluide et la programmation plus précise.  

Chercher à innover  

Stryker est le seul fabricant à réaliser dans leur totalité des pièces chirurgicales en PEEK, par exemple les cages placées entre les vertèbres avant de fixer les plaques, ou les crochets pour bloquer les tendons. Les détails sont minuscules et la matière compliquée à usiner, dû au risque de bavure.  

Les produits sortent des cellules robotisées en une journée alors qu’avant cette robotisation, il fallait 8 jours, » selon l’opérateur Cédric Lassus Debat. « Les pièces sortent finies, sablées, gravées, et prêtes à être expédiées. On usine sur un tour Realmeca et on insère le marqueur en titane avec ESPRIT. Un robot récupère la pièce et la grave, puis la déplace dans une cellule de sablage.» 

Instrument usiné sur une machine multitâches Stama 726MT, permettant de contrôler la taille du Spacer (cage) à implanter entre deux vertèbres.

Optimiser la programmation 

La disponibilité d’outils de développement en VBA dans ESPRIT permet davantage d’automatisation et de sécurité. Par exemple, grâce au développement d’un add-in spécifique, on récupère des données d’outils dans l’interface et en un clic, on sort un rapport d’outillage pour l’atelier. « Avant on les entrait à la main. Pour des pièces qui demandaient 20 outils, il fallait 1 heure ou 2. On gagne 90% du temps car on évite la vérification et les erreurs, » détaille le Spécialiste FAO.  

Bénéficier du réseau ESPRIT 

Le soutien apporté par Usiprog et par DP Technology contribue à la réussite de Stryker. Par ailleurs la coopération de l’éditeur du logiciel avec les constructeurs de machines permet de fournir des licences adaptées aux machines et les post-processeurs certifiés. « Les post fournis par Usiprog sont productifs dès leur installation. Le gain de temps est énorme, plus de 30%. Du fait du choix de Stryker pour des post-processeurs standard de DP Technology, les programmeurs n’ont pas eu besoin de développer le post de A à Z. Même en cas de modification de programmation pour une nouvelle pièce, le risque d’erreur est quasi-nul, »  affirme Franck Duru. 

Un des Technicien Méthodes Stéphane Duleu travaille sur un implant dans ESPRIT avec le Technicien Qualité Cédric Neille

La renommée de Stryker dans le monde médical et sa croissance à 2 chiffres s’expliquent certes par les tendances démographiques, mais surtout par des efforts et des investissements colossaux.  

Dans la filiale bordelaise, le Chef d’atelier Janick Sabria reste confidentiel sur les projets à venir mais confie qu’il est prévu d’acheter de nouvelles cellules robotisées et des machines de palpage. 

L’usinage à base de connaissance ESPRIT (Knowledge Base Machining) est la prochaine étape pour l’équipe d’ingénierie de Stryker. Le KBM fournit une approche presse-bouton qui permettra à ses programmeurs ou opérateurs de déterminer la meilleure méthode pour usiner une pièce ou une séquence donnée en sélectionnant automatiquement les cycles d’usinages les mieux adaptés, les outils de coupe et les paramètres d’usinage. Véritable système expert de production, son but est de capitaliser le savoir-faire et d’accroitre la productivité. 

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