Starrag contribue à l’excellence de la fabrication chez Smithstown

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Starrag contribue à l’excellence de la fabrication chez Smithstown

Implantée à Shannon, en Irlande, la société Smithstown Light Engineering a connu une transformation remarquable au cours des 50 dernières années. Créée en 1974 sous la direction de Brian King, cette entreprise traditionnellement spécialisée dans la fabrication d’outillage est aujourd’hui devenue un acteur mondial majeur dans le domaine des dispositifs médicaux, avec plus de 300 collaborateurs. Sur trois sites répartis en Irlande et en Pologne, l’entreprise produit chaque année des millions de composants de précision. À ce titre, le centre d’usinage Starrag Bumotec 191neo constitue le pilier de sa stratégie de lancement de nouveaux produits (NPI).

« Brian King était un outilleur hors pair en Irlande. Il a remporté de nombreux prix et s’est forgé une solide réputation en matière de précision et de qualité », explique Gerard Henn, PDG de Smithstown Light Engineering. « Cette philosophie axée sur le client, qui permettait de l’appeler à 22 heures pour lui signaler un problème et de le voir arriver le lendemain, constitue le fondement même de notre activité. »

Lorsque Gerard, le fils de Brian, est devenu directeur général en 2011, il a compris que la nature cyclique de la fabrication d’outillage constituait un défi, en particulier après la récession de 2008. Alors que l’entreprise était déjà présente dans le domaine des pinces, des fixations et des instruments chirurgicaux, un modèle commercial récurrent pour elle, un changement d’orientation a été planifié de manière quasi chirurgicale. « Nous fabriquions encore des outils pour moules en 2018 ; toutefois, notre décision était prise. Nous avons abandonné les outils pour moules pour nous concentrer sur la fabrication de dispositifs médicaux. »

Le secteur des dispositifs médicaux en Irlande

La côte ouest de l’Irlande s’est imposée comme l’un des principaux pôles européens de fabrication de dispositifs médicaux, avec des acteurs majeurs tels que Stryker, Zimmer, DePuy, Boston Scientific et Medtronic, qui entretiennent tous d’importantes activités sur l’île d’Émeraude. Aujourd’hui, environ 90 % des activités de Smithstown proviennent d’opérations basées en Irlande, les 10 % restants étant répartis entre les États-Unis et l’Amérique centrale. Cependant, ce pourcentage à l’échelle internationale augmente à mesure que la réputation de l’entreprise s’étend. « Lorsqu’une réunion d’évaluation des fournisseurs est organisée aux États-Unis ou ailleurs, nous sommes souvent invités à soumissionner. Notre nom est souvent cité, grâce à la réputation dont nous bénéficions », constate Gerard Henn.

Réduction de la taille des composants et tolérances plus strictes

Alors que la taille des composants des dispositifs médicaux ne cesse de diminuer, que leur complexité augmente et que les tolérances requises sont de plus en plus strictes, mettant à rude épreuve les méthodes de fabrication traditionnelles, Smithstown a décidé d’investir dans des machines-outils adaptées, telles que la Starrag Bumotec 191neo. En effet, des pièces qui mesuraient autrefois plus de 100 mm voyaient leurs dimensions à ce point réduites qu’il fallait utiliser un dispositif de grossissement pour les contrôler. « Si vous considérez certains des composants que nous fabriquons actuellement, vous avez littéralement besoin de lunettes pour les voir correctement. Il s’agit de dispositifs médicaux complexes nécessitant de multiples opérations telles que le perçage transversal, le chanfreinage, des rayons internes étroits et des finitions de surface critiques à l’intérieur comme à l’extérieur. Nombre d’entre eux exigent des tolérances comprises entre trois et cinq microns pour les productions en série, et pas seulement pour les prototypes », poursuit Gerard Henn. « Il y a quatre ou cinq ans, nous utilisions nos ressources de fabrication pour réaliser les prototypes de nos donneurs d’ordre. Un travail qui devait initialement prendre deux jours s’étalait souvent sur quatre semaines, tandis que l’une de nos machines de fabrication n’était pas disponible pendant un mois », se souvient Gerard Henn. Avec 10 à 15 programmes NPI exécutés simultanément dans les installations de Shannon et en Pologne, cette interruption constante de la fabrication constituait un véritable défi. « Nous étions loin d’atteindre nos objectifs. Nous perdions deux semaines ici, six semaines là. Il fallait faire quelque chose. »

Une installation dédiée au lancement de nouveaux produits (NPI)

La solution exigeait à la fois des changements organisationnels et technologiques. Smithstown a créé un département dédié aux NPI, doté de son propre équipement, indépendant de la fabrication industrielle. Toutefois, l’équipement dédié devait être capable de traiter des géométries aussi complexes que possible. C’est là que la Starrag Bumotec 191neo est entrée en scène avec son changeur d’outils à 60 emplacements, sa broche principale et son étau de reprise, ainsi que sa tête d’usinage à axe B d’une puissance de 12,2 kW et d’une vitesse de rotation de 36 000 tr/min. « Nous avions besoin d’un équipement capable de prendre en charge toutes les opérations multiples. Une machine capable de traiter des géométries très complexes avec des tolérances très strictes. »

L’équipe technique de Smithstown, dont la plupart des membres ont entre 25 et 35 ans d’expérience, a participé à des salons tels que l’EMO et a entretenu le dialogue avec les fournisseurs. Starrag s’est imposé comme un fournisseur susceptible de jouer un rôle clé pour plusieurs raisons majeures. Outre le prestige dont jouit la marque dans de nombreux secteurs industriels, l’une des raisons était la présence de clients de référence dans le secteur médical en Irlande, ainsi que celle d’une machine installée de manière permanente sur le site de l’organisme de recherche en fabrication « Irish Manufacturing Research » (IMR). « Nous leur avons posé des questions telles que quel est votre niveau de service ? Quelle est votre garantie ? Combien de machines avez-vous installées en Irlande ? »

Impact stratégique

Depuis sa livraison, la Bumotec 191neo est rapidement devenue la pierre angulaire de la stratégie NPI de Smithstown pour les dix prochaines années. « Le NPI est une activité planifiée pour les deux prochaines années. Si nous ne nous y attelons pas dès maintenant et ne travaillons pas au développement de nouveaux produits, nos activités futures risquent d’être réduites à néant », insiste Gerard Henn. Le département NPI dédié fonctionne désormais de manière indépendante, ce qui élimine les conflits et les retards causés par l’utilisation des capacités de production. « Si le département NPI a besoin de cinq semaines pour le développement, cela ne regarde que lui. Il n’a aucun impact sur la production, et les donneurs d’ordre n’en ressentent aucun effet. » Notre partenariat avec Starrag n’est pas un investissement ponctuel. « Nous n’allons pas acheter une machine cette année et un modèle différent l’année prochaine. Nous disposons d’installations ultramodernes dotées d’une technologie exceptionnelle et enregistrons une croissance remarquable. Nous ajouterons une deuxième machine Bumotec, puis une troisième et nous irons encore plus loin si notre activité l’exige. »

« Au cours des discussions, l’entreprise s’est distinguée par sa patience, sa transparence et sa réactivité remarquables. »- Dr. Gerard Henn

Première expérience de production

Le premier composant testé sur le Bumotec 191neo était un dispositif médical destiné à un fabricant d’envergure internationale. « Nous avions déjà fabriqué des pièces similaires sur un centre de tournage à poupée mobile, mais cette nouvelle pièce était beaucoup plus complexe. Sur des centres de tournage, nous aurions dû effectuer plusieurs réglages. Désormais, les barres sont chargées dans la machine et les pièces finies en sortent et c’est exactement le processus à adopter pour les composants de grande complexité présentant des tolérances strictes. Nous ne pouvons plus nous permettre d’effectuer des opérations secondaires sur des centres d’usinage, comme nous le faisions auparavant. »

La géométrie de ces pièces repousse les limites. « Nous parlons ici de tolérances de profil de trois à cinq microns pour ce qui deviendra un jour des pièces de série. Nous serions incapables de réaliser cela sur d’autres machines. Avec la Bumotec, nous sommes en mesure de respecter ces tolérances, même lors d’opérations d’usinage complexes », ajoute Flávio DeCampos. Le composant médical a subi neuf processus de conception itérative. « Il y a eu huit modifications de la conception en six mois. Nous avons produit des lots de 5 000 pièces à chaque itération. Il nous fallait une machine capable de gérer cette variabilité dès le départ. C’est désormais chose faite. Lorsque la production sera entièrement opérationnelle, cela pourrait représenter entre 10 et 20 millions de pièces, mais dans le secteur médical, cette activité commerciale ne devrait voir le jour que dans quelques années.

Le moment venu, tous nos processus devront être parfaitement au point afin de respecter les tolérances extrêmement strictes requises pour la production en série. La Bumotec nous offre une stabilité de processus et une précision inégalées par la plupart des machines. Elle nous permet également de réaliser des pièces à géométrie complexe en une seule opération », déclare Gerard Henn.

Une performance exceptionnelle

L’équipe de Smithstown a l’habitude d’utiliser certaines des marques de machines- outils les plus prestigieuses disponibles sur le marché, mais la gamme Bumotec l’a véritablement impressionnée. « Le plus remarquable, c’est la fiabilité. Le respect de tolérances strictes au micron près lorsque l’ensemble de la cinématique fonctionne, constitue un domaine dans lequel les autres machines peinent à conserver leur fiabilité, contrairement à la Bumotec 191neo. »

Cette capacité a modifié l’approche de Smithstown. « Certains cônes ont des tolérances de profil si strictes que nous nous demandons s’il faut procéder à un fraisage ou à un meulage. Le centre d’usinage Bumotec gère tout cela sans problème », explique Flávio DeCampos. La machine est utilisée sur deux postes et peut fonctionner 24h/24 si nécessaire. Les temps de cycle actuels sont d’environ 15 minutes par pièce. « Nous sommes convaincus que nous pourrions gagner au moins 20 % en rapidité et peut-être réduire les temps de cycle de plus de 30 % lorsque nous aurons acquis davantage d’expérience dans l’utilisation de la machine et des différentes stratégies », explique Flávio DeCampos.

Installation, mise en service et formation

La mise en service s’est déroulée dans les meilleures conditions grâce au soutien de Stefan Narnhofer, ingénieur chargé de la mise en service chez Starrag. « Stefan a été formidable. Il s’est montré très méticuleux et a fait preuve d’un grand dévouement. Que demander de plus à un fournisseur ? » ajoute Gerard Henn.

Stefan a participé aux essais de réception en usine, à l’installation et à la mise en service, puis est revenu pour procéder à des ajustements du CAM. « Nous avons assuré une continuité en travaillant avec la même personne, familière du fonctionnement de nos opérations et de nos processus », poursuit Gerard Henn. Le programme de formation s’est révélé tout aussi efficace pour les trois membres du personnel chargés de faire fonctionner la machine. « La convivialité de l’interface homme-machine est particulièrement remarquable. Il suffit de comprendre le fonctionnement des différents axes lors du déplacement de la tête de fraisage pour réaliser à quel point cette machine est facile à utiliser. La différence par rapport à d’autres machines est notable et l’écran graphique est incroyablement intuitif », explique Flávio DeCampos. Cette interface intuitive a considérablement réduit la courbe d’apprentissage. « De retour d’une semaine de formation, l’opérateur a pu commencer immédiatement à usiner des pièces », commente Flávio DeCampos.

La courbe d’apprentissage future

Gerard Henn et Flávio DeCampos reconnaissent tous deux qu’ils en sont encore au début de leur apprentissage. « Il y a beaucoup à apprendre sur la manière de tirer le meilleur parti de la machine », admet Flávio DeCampos. Cela a été source de discussions sur une formation avancée. « J’ai appelé Claude Ballif, directeur commercial chez Starrag Vuadens, et lui ai demandé quelle était la meilleure façon de nous perfectionner dans cette technologie. Sa réponse a été immédiate : tous les donneurs d’ordre reviennent suivre une deuxième phase d’apprentissage après avoir acquis une bonne maîtrise de la machine. Chaque client souhaite en effet repousser les limites du possible et c’est exactement ce que nous permet de faire la Bumotec », ajoute Gerard Henn. Claude a expliqué que les utilisateurs se basent au départ sur leur expérience avec d’autres types de machines pour effectuer leur programmation. « Les machines Bumotec sont bien plus performantes que cela. Les utilisateurs doivent revoir leur stratégie et aborder l’usinage sous un angle entièrement nouveau qui ouvre la voie à une infinité de possibilités », explique Gerard Henn.

Flávio DeCampos abonde dans ce sens : « L’opérateur chargé de programmer la machine est issu du domaine des machines à 5 axes. Les opérateurs qui utilisent des machines à 5 axes s’intéressent principalement au fraisage et ne pensent pas à utiliser la même machine pour le tournage. Cela nécessite donc un changement de mentalité tant de la part de nos opérateurs que de nos équipes de développement. » Lorsqu’il revient sur cette expérience, Gerard Henn ne tarit pas d’éloges : « Je ne peux que féliciter Starrag. L’importance accordée au dialogue, la patience, la transparence et la réactivité dont a fait preuve l’entreprise ont été remarquables. Pour notre équipe d’ingénieurs de projet, la Bumotec 191neo s’impose comme un choix privilégié pour les composants à géométrie complexe destinés aux dispositifs médicaux. »