Les pièces d'essais du cœur Carmat sont produites près de Lyon par Ensinger Machining, spécialisé dans l'usinage de matières plastiques. Pour ce faire, l'entreprise française s'appuie sur le logiciel de FAO hyperMILL d'Open Mind, particulièrement adapté au contrôle des trajectoires d'outils en 5 axes simultanés.

Basée à Beynost dans l'Ain, Ensinger Machining (anciennement UMP) est spécialisé dans l'usinage de matières plastiques hautes performances. Filiale française du groupe allemand Ensinger, elle accompagne ses clients dans l’étude et la réalisation techniques des projets les plus ambitieux dans différents secteurs, tels que l’aéronautique, le militaire, le textile et le médical. A l’image de sa collaboration avec Carmat pour l’usinage du premier cœur artificiel.

Une politique intensive d’investissement a été mise en place il y a dix ans chez Ensiner Machining. Le parc machines, composé de 20 centres de fraisage CN et tours CN bi-broches bi-tourelles, est à la pointe de la technologie. Le taux d’utilisation des machines est proche de 100 % grâce à un système qualité performant et à une politique de maintenance préventive plutôt que corrective.

Optimiser l'utilisation des machines-outils 5 axes

En 2019, afin d’accompagner la montée en gamme des pièces techniques et pour utiliser les machines-outils au maximum de leurs capacités, Ensinger Machining s’équipe d’un nouveau logiciel de FAO. Le précédent avait atteint ses limites en usinage 5 axes (usinage 3 axes + 2 positionnés). C’est lors d’une visite sur un salon professionnel que Denis Quincy, responsable Méthodes, assiste à une démonstration de la solution hyperMILL d'Open Mind qui le convainc techniquement.

Une consultation est lancée qui durera six mois et validera le choix de M. Quincy : « J’ai été séduit par la simplicité de prise en main et d’utilisation du logiciel hyperMILL, dont l’interface utilisateur est bien conçue. Ce qui m’a frappé, c’est la fiabilité obtenue grâce à la prévention des collisions avec l’environnement machine. On peut tout simuler avant de lancer le programme dans l’atelier. Je fais 100 % confiance aux programmes que je génère. Nous avons réellement fait un bond technologique en 5 axes avec hyperMILL ».

Des pièces d'essais en PEEK

Pour l’usinage du premier cœur artificiel, l’entreprise Carmat a fait confiance au groupe Ensinger, en charge de la réalisation et de l’usinage des pièces plastiques implantables, de pièces d’essais ainsi que des outillages utilisés lors de l’opération d'implantation. L’usinage des pièces de structure du cœur - en PEEK Optima - est réalisé en Allemagne. Les pièces d’essais sont réalisées en France par Ensinger Machining en Tecapeek MT et Tecason P MT. Ces matériaux ne sont pas implantables mais peuvent être en contact avec le corps humain durant un temps limité. Ensinger Machining produit ainsi des centaines de pièces d’essais chaque année.

« Le projet Carmat a été un des facteurs de développement des connaissances et compétences de l’équipe Ensinger Machining en usinage 5 axes simultanés », explique Loïc Chergui, directeur général d’Ensinger Machining. « La problématique des pièces très techniques à réaliser concerne davantage la géométrie plutôt que les cotes. L’usinage des matières plastiques exige un réel savoir-faire en raison des problèmes de stabilité géométrique. Il faut, par exemple, maîtriser le traitement thermique afin d’éliminer les tensions résiduelles dans la matière. Et, avant de lancer le programme d’usinage, effectuer un travail de méthodologie pour analyser la meilleure façon d’appréhender la pièce et ainsi en limiter les défauts géométriques ».

Comme le détaille M. Quincy, « Le gabarit du cœur artificiel ne comporte aucune surface plane. Mais les nombreuses stratégies de balayage proposées par hyperMILL permettent de réaliser un usinage sur mesure, par rapport aux différentes géométries, et ainsi obtenir une qualité de surface impeccable. »

Les points forts de la solution hyperMILL

Plus généralement, pour les pièces qu’il doit usiner, M. Quincy apprécie particulièrement certaines fonctionnalités ou stratégies proposées par le logiciel de FAO. Citons la reconnaissance de formes qui évite les erreurs et apporte des gains de temps conséquents. Pour exemple, il mentionne les présentoirs à vis d’implantation pour la chirurgie : « au lieu de sélectionner une par une chaque géométrie (les vis ont des diamètres et des longueurs différentes), le logiciel sélectionne et regroupe automatiquement, en une seule opération, toutes les géométries identiques ».

Pour tous les parcours 3 et 5 axes, la fonction "Calcul longueur sortie d’outil – allonger ou réduire" favorise des gains de temps d’usinage et un meilleur état de surface. Le logiciel calcule automatiquement la longueur minimum de l’outil par rapport aux collisions. Cela permet d'utiliser des outils plus courts qui génèrent moins de vibrations.

Par ailleurs, sur les pièces complexes avec beaucoup de balayage, les temps de calculs étaient très longs avec le précédent logiciel de FAO. L’ordinateur était souvent bloqué avec impossibilité de faire d’autres choses en simultané. Ce problème n’existe plus avec hyperMILL qui effectue les calculs en temps masqué. Globalement, le gain de temps de programmation est de 20 % par rapport au système précédent.

Pour M. Quincy, le logiciel est tellement facile à utiliser qu’il n’a pas besoin du service hot-line proposé par Open Mind. L’équipe suit des formations selon ses besoins, souvent basées sur des cas concrets, à partir de pièces qu’elle doit usiner.

Et M. Quincy de conclure : « Avant hyperMILL, j’allais systématiquement dans l’atelier pour vérifier que tout se passait bien sur la machine. Changer de logiciel nous a apporté de la sérénité, aussi bien en programmation que dans l’atelier. »

www.ensingerplastics.com, www.openmind-tech.com