L'entretien des équipements de production peut représenter un défi de taille pour les fabricants de dispositifs médicaux, notamment lorsqu’il s’agit de nettoyer des moules d'injection destinés à réaliser des pièces minuscules. Les systèmes de nettoyage cryogénique de Cold Jet ont de quoi séduire les fabricants concernés. Voyons pourquoi.

Innovation médicale rime souvent avec miniaturisation des éléments ; ce qui exige des équipements de production coûteux, qu’il s’agisse de moulage par injection ou d’usinage. Cela concerne notamment les embouts de cathéters, le matériel chirurgical, les aiguilles, les stents, etc. Dans tous les cas, il faut éviter l’accumulation de résidus dans les cavités extrêmement petites des moules ou sur l’outillage de précision durant le processus de production. La qualité du produit final en dépend.

Cette accumulation de résidus se traduirait en effet par des pièces hors tolérances et engendrerait une augmentation des taux de rebut. Elle pourrait même boucher les cavités du moule ou compromettre la performance de l’outillage. Les résidus peuvent aussi empêcher l’impression de détails essentiels comme les graduations sur les seringues.

En raison de la petite taille des cavités des moules et de la nature délicate de l’équipement, le procédé de nettoyage est souvent laborieux.

Des industriels se sont essayés à diverses méthodes "traditionnelles". Un fabricant d’embouts de cathéters a par exemple utilisé de l’alcool isopropylique et des brosses pour nettoyer ses empreintes de moule. En plus d'être lent, le procédé exposait le matériel à des risques de dommages en raison du contact direct avec les moules.

L'un de ses concurrents a pris le parti de refroidir, démonter et rincer ses moules. Les moules devaient ensuite être ré-assemblés et réchauffés avant la production.

Autre méthode, testée cette fois par un fabricant de stents : le recours à une micro-sableuse pour éliminer les résidus produits sur des pinces utilisées dans le processus de production. Pour ce faire, il fallait démonter les pinces, qui ne résistaient pas à plusieurs sablages. Ce procédé créait par ailleurs d’importants déchets secondaires.

Enfin, un fabricant de rampes de perfusion avait choisi de démonter ses moules, les laisser tremper dans un nettoyant pour four, puis les frotter pour éliminer les résidus. Après le nettoyage, les moules devaient être séchés, ré-assemblés et réchauffés.

La machine PCS 60 coupe avec précision la glace carbonique en particules en forme de diamant dans les dimensions exactes choisies par l'opérateur, entre 3 et 0,3 mm (source Cold Jet).

Un nettoyage tout en délicatesse

Au final, tous ces fabricants ont adopté le nettoyage cryogénique, par projection de glace carbonique.

Le procédé utilise du CO2 recyclé sous forme de pellets ou de microparticules de glace sèche accélérés à des vitesses supersoniques pour éliminer délicatement les résidus des équipements, ou des pièces elles-mêmes. Il combine des effets cinétiques et thermiques pour briser la liaison entre le résidu et la surface de l’outil ou de la pièce. Lorsque la glace carbonique frappe la surface, elle se sublime ou retourne à l’état gazeux, éliminant ainsi tout déchet secondaire. Après la sublimation, les particules de contaminants tombent au sol ou sont capturées dans un filtre HEPA.

Ce procédé aide les fabricants de DM à assurer la qualité de leurs produits, à améliorer la productivité, à prolonger la durée de vie des équipements, mais aussi à réduire les coûts, à améliorer la sécurité des opérateurs, et à respecter l’environnement.

Une productivité maximale

Les méthodes de nettoyage traditionnelles évoquées plus haut (sablage, solvants chimiques, brossage…) sont chronophages. Le nettoyage d’un seul moule peut prendre plus d’une heure, en comptant son démontage et son remontage.

Comparé à ces méthodes, le nettoyage cryogénique permet de réduire le temps de traitement jusqu’à 75 %. Par exemple, une seule personne utilisant un système de projection de glace carbonique dans une unité de fabrication de rampes de perfusion a pu ramener le temps de nettoyage d’un moule d’une heure à 15 minutes.

Ce gain de temps découle de la simplification du procédé. Avec la projection de glace carbonique, les équipements peuvent être nettoyés sur place, sans nécessité de refroidissement, démontage, remontage et réchauffement.

Une durée de vie prolongée

Le nettoyage cryogénique permet d’obtenir une propreté complète tout en évitant l’abrasivité d’un sablage ou d’un lavage manuel plus agressif, ou la corrosivité de solvants nocifs.

Hormis le respect d’intégrité de leur surface, les équipements bénéficient aussi d'une durée de vie prolongée. En effet, le nettoyage cryogénique élimine le risque de dommages liés au démontage et au transport des équipements vers des zones de nettoyage hors ligne.

L’optimisation de la productivité et le prolongement de la durée de vie des équipements se traduisent par une réduction des coûts. Différents fabricants de DM utilisateurs des systèmes de projection de glace carbonique Cold Jet ont notamment témoigné d’une réduction spectaculaire des temps d’arrêt des équipements. Le nettoyage cryogénique peut en effet être effectué alors que l’équipement est encore en ligne, sans l'endommager.

Les coûts de main-d’œuvre sont également réduits, particulièrement pour le nettoyage des moules délicats, car il peut être effectué par une seule personne avec un seul système de nettoyage. Il faut aussi prendre en compte l'élimination des frais liés aux méthodes de nettoyage traditionnelles, comme l’achat de chiffons, d’outils à main ou de solvants.

On notera que le nettoyage cryogénique est sans danger pour les opérateurs. Il permet d’éviter l’exposition à des solvants nocifs, la proximité d’équipements brûlants et/ou les mouvements répétitifs du nettoyage manuel.

Enfin, ce type de nettoyage est respectueux de l’environnement. En dehors du fait qu’il évite le recours à des solvants chimiques, il ne produit pas de déchets secondaires, et réduit ainsi la possibilité de contamination en aval.

www.coldjet.com