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25 août 2020 |
Oberflächen POLYSURFACES |
Technique médicale
Une entreprise qui s’intéresse de près au marquage au laser
L’espace est restreint dans les halles de fabrication de la société Oertli à Berneck, près de Saint-Gall, où des produits de haute précision sont conçus et fabriqués pour la chirurgie oculaire. « Nous sommes certes en train d’agrandir la surface de fabrication », explique Floriano Rossi, Head of Supply Chain chez Oertli et membre de la direction: « Mais puisque nous avons également ici, à côté de la fabrication en salle blanche, une fabrication CNC d’instruments et d’appareils, nous devons constamment réfléchir à la façon dont nous pouvons les fabriquer plus efficacement et sur un espace plus restreint », ajoute-t-il.
Roman Schwarz, chef de projet de l’infrastructure de fabrication, a étudié à fond les concepts de « lean production ». Il avait à cœur de concevoir de manière nouvelle le montage d’un produit pour la chirurgie de la cataracte. « Rien qu’en considérant les trajets à parcourir, je n’ai pas tardé à me rendre compte que nos postes de travail individuels dispersés devaient être transformés en une chaîne de montage One-Piece-Flow », a-t-il déclaré. Pour le soudage au laser, par exemple, les opérateurs devaient même se rendre auparavant dans un autre local. Pour effectuer quatre soudures sur un produit, il fallait parcourir pas mal de distance, avec la perte de temps qui en résulte.
Roman Schwarz, chef de projet de l’infrastructure de fabrication, a étudié à fond les concepts de « lean production ». Il avait à cœur de concevoir de manière nouvelle le montage d’un produit pour la chirurgie de la cataracte. « Rien qu’en considérant les trajets à parcourir, je n’ai pas tardé à me rendre compte que nos postes de travail individuels dispersés devaient être transformés en une chaîne de montage One-Piece-Flow », a-t-il déclaré. Pour le soudage au laser, par exemple, les opérateurs devaient même se rendre auparavant dans un autre local. Pour effectuer quatre soudures sur un produit, il fallait parcourir pas mal de distance, avec la perte de temps qui en résulte.
| De nombreux clients se rendent à Grüsch pour se renseigner sur le marquage laser et trouver dans son centre d’applications les paramètres optimaux, ainsi que les experts de Trumpf. Dix-huit types différents de machines équipées de lasers et de divers systèmes « Visionline » sont installés dans le laboratoire. (Illustrations: TRUMPF Schweiz AG) |
Comment peut-on obtenir des numéros de série consécutifs ?
Depuis quelques mois, la nouvelle ligne d’assemblage est installée dans la halle. Un opérateur travaille désormais selon une configuration simplifiée et intelligente et dans le sens antihoraire sur les différents postes. Trente-quatre étapes de montage en quelque 105 minutes. Et presque à la fin de la chaîne se trouve une machine dont l’importance dans la technique médicale ne cesse de croître : un marqueur laser, en l’occurrence une station « TruMark 3000 » de Trumpf. Car certains dispositifs médicaux doivent être dotés d’un numéro de série consécutif pour respecter la réglementation. Et bientôt il faudra encore appliquer d’autres marquages sur les produits. Mais chez Oertli, on était déjà très familiarisé avec le marquage au laser. Depuis 2006, on y disposait déjà d’un poste de travail « VectorMark VMc5 » de Trumpf. Néanmoins, cette machine était certainement trop grande pour la nouvelle chaîne de montage, et surtout trop peu automatisée.
« Ce qu’il fallait, c’est un laser de marquage de la dernière génération, avec tous les accessoires, tels que l’axe de rotation automatique et le raccordement aux systèmes logiciels de niveau supérieur », explique Roman Schwarz. Ainsi, il suffit à l’opérateur d’insérer la pièce et lire les données, tandis que la machine se charge du reste. Le cahier des charges précisait par conséquent: « Simple prise en charge des données provenant du système ERP, réduction des temps de préparation, temps de traitement plus courts, et le résultat du marquage doit être conforme aux exigences d’Oertli ; la machine doit être facile à manier et commode à intégrer dans une chaîne de montage One-Piece-Flow », explique Floriano Rossi.
Depuis quelques mois, la nouvelle ligne d’assemblage est installée dans la halle. Un opérateur travaille désormais selon une configuration simplifiée et intelligente et dans le sens antihoraire sur les différents postes. Trente-quatre étapes de montage en quelque 105 minutes. Et presque à la fin de la chaîne se trouve une machine dont l’importance dans la technique médicale ne cesse de croître : un marqueur laser, en l’occurrence une station « TruMark 3000 » de Trumpf. Car certains dispositifs médicaux doivent être dotés d’un numéro de série consécutif pour respecter la réglementation. Et bientôt il faudra encore appliquer d’autres marquages sur les produits. Mais chez Oertli, on était déjà très familiarisé avec le marquage au laser. Depuis 2006, on y disposait déjà d’un poste de travail « VectorMark VMc5 » de Trumpf. Néanmoins, cette machine était certainement trop grande pour la nouvelle chaîne de montage, et surtout trop peu automatisée.
« Ce qu’il fallait, c’est un laser de marquage de la dernière génération, avec tous les accessoires, tels que l’axe de rotation automatique et le raccordement aux systèmes logiciels de niveau supérieur », explique Roman Schwarz. Ainsi, il suffit à l’opérateur d’insérer la pièce et lire les données, tandis que la machine se charge du reste. Le cahier des charges précisait par conséquent: « Simple prise en charge des données provenant du système ERP, réduction des temps de préparation, temps de traitement plus courts, et le résultat du marquage doit être conforme aux exigences d’Oertli ; la machine doit être facile à manier et commode à intégrer dans une chaîne de montage One-Piece-Flow », explique Floriano Rossi.
| Le code de matrice de données, qui fait partie de la norme UDI, est utilisé sur la surface bombée de la pièce à marquer. Afin de pouvoir appliquer cette prestation sur des pièces toujours plus petites et même aux formes irrégulières, nous poursuivons sans cesse, à Grüsch, le développement du matériel et des logiciels du laser de marquage. |
La station « TruMark 3000 »
Une machine polyvalente et compacte, telle que la station « TruMark 3000 » dotée d’un laser à fibre satisferait largement tous les points énumérés dans le cahier des charges. « Mais nous avons eu la meilleure surprise quand nous avons appris que la station TruMark 3000 requise, en liaison avec le laser de marquage OneBox TruMark 5010, n’avait plus besoin d’alimentation externe, ce qui a considérablement facilité les conditions d’intégration dans notre concept de fabrication One-Piece-Flow », explique Roman Schwarz. « De plus, nous avons également intégré dans la nouvelle chaîne de montage, une installation de soudage au laser Trumpf, que nous pouvons désormais doter d’une source de faisceau laser pouvant être montée à côté de la chaîne. Et ce n’est pas tout : cette source peut être équipée de sorties de faisceau laser supplémentaires, par lesquelles nous pourrons raccorder et alimenter à l’avenir des installations de soudage au laser supplémentaires, ce qui se traduirait encore une fois par un gain de place significatif », ajoute-t-il.
Au siège social de Trumpf à Ditzingen, avant même la fin du cycle de consultations, Roman Schwarz a pu faire des tests de faisabilité initiaux pour vérifier encore une fois l’aptitude au fonctionnement et trouver les premiers réglages de paramètres pour le marquage laser, ainsi que pour le soudage au laser qu’on a également intégré dans la chaîne de montage.
Au siège social de Trumpf à Ditzingen, avant même la fin du cycle de consultations, Roman Schwarz a pu faire des tests de faisabilité initiaux pour vérifier encore une fois l’aptitude au fonctionnement et trouver les premiers réglages de paramètres pour le marquage laser, ainsi que pour le soudage au laser qu’on a également intégré dans la chaîne de montage.
| Floriano Rossi (à gauche) et Roman Schwarz (à droite) d’Oertli : « Nous n’avons pas besoin d’un cahier des charges détaillé pour les nouveaux lasers de marquage, car il n’y avait qu’un seul constructeur envisageable pour nous : Trumpf. » |
Le nouveau défi de l’UDI
Puis il y a eu la prescription de la « Unique Device Identification » (UDI, identification unique du dispositif). Avec l’UDI, l’UE et les États-Unis soumettent les constructeurs à l’obligation d’identifier et d’enregistrer les dispositifs médicaux. Roman Schwarz explique: « À côté d’un code numérique, nous devions désormais marquer sur l’instrument un code de matrice de données lisible, par machine. Ce code doit être clairement et durablement visible, y compris après de nombreux cycles de nettoyage. Pour créer un tel code de matrice de données, et surtout sur une minuscule surface bombée comme c’est le cas pour nos instruments, c’était encore plus difficile que ce que nous l’avions imaginé. »
Or, l’équipe qui entourait Roman Schwarz connaissait également le centre de compétence globale de Trumpf pour le marquage laser, établi à Grüsch. Car sur ce site des Grisons, ces appareils sont non seulement fabriqués, mais aussi développés pour promouvoir cette technologie. Et quels que soient les problèmes qui se manifestent chez Oertli, ils ont toujours bénéficié jusqu’à présent de l’assistance immédiate dont ils avaient besoin. En tout cas Roman Schwarz ne tarit pas d’éloges sur l’équipe de Grüsch: « C’est le meilleur service clients que vous puissiez imaginer : rapide et efficace. Nous avons toujours su qu’en matière de technologies laser, Trumpf est ce qu’il nous faut. Car honnêtement, le service clients est une autre raison pour laquelle nous avons ces machines Trumpf dans nos locaux. »
Puis il y a eu la prescription de la « Unique Device Identification » (UDI, identification unique du dispositif). Avec l’UDI, l’UE et les États-Unis soumettent les constructeurs à l’obligation d’identifier et d’enregistrer les dispositifs médicaux. Roman Schwarz explique: « À côté d’un code numérique, nous devions désormais marquer sur l’instrument un code de matrice de données lisible, par machine. Ce code doit être clairement et durablement visible, y compris après de nombreux cycles de nettoyage. Pour créer un tel code de matrice de données, et surtout sur une minuscule surface bombée comme c’est le cas pour nos instruments, c’était encore plus difficile que ce que nous l’avions imaginé. »
Or, l’équipe qui entourait Roman Schwarz connaissait également le centre de compétence globale de Trumpf pour le marquage laser, établi à Grüsch. Car sur ce site des Grisons, ces appareils sont non seulement fabriqués, mais aussi développés pour promouvoir cette technologie. Et quels que soient les problèmes qui se manifestent chez Oertli, ils ont toujours bénéficié jusqu’à présent de l’assistance immédiate dont ils avaient besoin. En tout cas Roman Schwarz ne tarit pas d’éloges sur l’équipe de Grüsch: « C’est le meilleur service clients que vous puissiez imaginer : rapide et efficace. Nous avons toujours su qu’en matière de technologies laser, Trumpf est ce qu’il nous faut. Car honnêtement, le service clients est une autre raison pour laquelle nous avons ces machines Trumpf dans nos locaux. »
La proximité du client est déclarée comme valeur d’entreprise
« Ces louanges me font un grand plaisir », déclare Andreas Conzelmann, PDG de Trumpf Schweiz AG. « Car l’orientation vers le client et la garantie de l’innovation sont les deux valeurs d’entreprise auxquelles la société Trumpf attache le plus d’importance », ajoute-t-il. De nombreux clients se rendent à Grüsch pour se renseigner sur le marquage laser et trouver dans son centre d’applications les paramètres optimaux, mais aussi pour y rencontrer les experts de Trumpf. Dans ce laboratoire sont installés dix-huit types de machines munies de différents lasers et de systèmes « Visionline ».
« Justement, avec un nouveau système pas très simple, tel que le Unique Device Identification (UDI), de nombreuses demandes nous sont adressées », indique Andreas Conzelmann. Et ces demandes trouvent ici les bons interlocuteurs, car une entreprise telle que Trumpf était déjà tenue il y a des années de s’intéresser aux nouveaux règlements ; elle a donc accumulé un précieux savoir-faire.
| Andreas Conzelmann, PDG de Trumpf Schweiz AG: « Nous constatons maintes fois qu’un coup de fil de cinq minutes à nos experts suffit pour économiser une semaine de travail. » Car l’orientation vers le client et la garantie de l’innovation sont les deux valeurs d’entreprise auxquelles la société Trumpf attache le plus d’importance. |
Laser à impulsions ultracourtes en tant que catalyseur du marquage résistant à la corrosion
Malgré tout, le système UDI a également constitué un défi pour la centaine d’ingénieurs et physiciens du centre de compétence à Grüsch, car il nécessitait un développement technologique ultérieur supplémentaire pour rendre le marquage lisible en permanence et résistant aux cycles de nettoyage. « Mais avec plus de vingt sources de laser et trois technologies dans notre portefeuille, nous sommes généralement très bien placés pour pouvoir agir rapidement », explique Andreas Conzelmann. Dans le cas de l’UDI, on pouvait faire appel aux lasers à impulsion ultracourtes (IUC), qui sont en service depuis quelques années et en poursuivre le développement. « Nous avions déjà cette source laser dans nos propres locaux ; elle sert maintenant de catalyseur pour le marquage avec une résistance optimale à la corrosion. Le Black Marking comme on l’appelle, crée aussi un très bon contraste et en raison de la nanostructure qui en résulte, il a un comportement isotrope, donc une très grande stabilité dans la direction du regard », poursuit-il.
Mais comme d’habitude chez Trumpf, les développeurs ont dû aborder la question de manière globale, afin de permettre au client d’obtenir, au bout du compte, un produit clé en main. Voilà pourquoi le nouveau système UDI est également devenu un thème de développement de logiciel pour Trumpf, afin d’y associer l’ensemble du processus. « Comme sur les instruments de la société Oertli, les lasers de marquage n’ont pas seulement besoin de pouvoir marquer sur une surface plane, mais aussi sur des surfaces bombées. Le logiciel doit par conséquent ajuster très rapidement la position focale sur l’axe Z. Avec le nouveau logiciel TruTops Mark 3.0 que Trumpf a déjà installé chez les premiers clients-tests, le contenu de marquage peut être appliqué ou projeté sur toutes les surfaces, quelle que soit leur forme », explique Andreas Conzelmann.
Mais comme d’habitude chez Trumpf, les développeurs ont dû aborder la question de manière globale, afin de permettre au client d’obtenir, au bout du compte, un produit clé en main. Voilà pourquoi le nouveau système UDI est également devenu un thème de développement de logiciel pour Trumpf, afin d’y associer l’ensemble du processus. « Comme sur les instruments de la société Oertli, les lasers de marquage n’ont pas seulement besoin de pouvoir marquer sur une surface plane, mais aussi sur des surfaces bombées. Le logiciel doit par conséquent ajuster très rapidement la position focale sur l’axe Z. Avec le nouveau logiciel TruTops Mark 3.0 que Trumpf a déjà installé chez les premiers clients-tests, le contenu de marquage peut être appliqué ou projeté sur toutes les surfaces, quelle que soit leur forme », explique Andreas Conzelmann.
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Des marquages d’un noir profond Les marquages sans corrosion sur des stations « TruMark » de Trumpf peuvent être appliqués en une couleur noir profond. En effet, le traitement au laser provoque un changement de couleur notable sur le métal, allant même jusqu’à une profonde teinte noire. Ce que l’on appelle le « Black Marking » est aussi une caractéristique de qualité essentielle, car la visibilité est nettement meilleure et stable sous chaque angle de vue. Par ailleurs, ce marquage noir crée un bon contraste et un aspect très mat, avec une faible réflexion spéculaire. |
TRUMPF Schweiz AG
Vertrieb und Services
Neuhofstrasse 12
6340 Baar
Tél. 058 257 61 61
info@ch.trumpf.com
www.trumpf.com
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