FANUC ROBODRILL, pour une plus grande efficacité
Quelques outils pour une dentition parfaite
Les patients redoutent l'idée de la fraise dentaire. Mais le perçage n'a pourtant rien d'exceptionnel dans le monde des machines-outils. Stefan Gibbert (Dipl.-Ing.), expert en planification des processus dans le département Instruments de Sirona Dental Systems GmbH à Bensheim, raconte l'investissement en machinerie extrêmement rapide réalisé par le fournisseur de solutions complètes d'équipement dentaire. Pour obtenir le FANUC ROBODRILL, il a suffit de seulement huit semaines de la discussion initiale au premier copeau. C'était en septembre 2012. Il a rapidement été intégré à l'ensemble des 50 machines-outils CNC du secteur Instruments. Il a depuis, certainement déjà usiné son 100 000 ème manchon de titane pour les instruments dentaires à moteur ou à turbine. Demain, il sera peut-être utilisé pour renforcer les mécanismes de précision de manière à pouvoir percer et fraiser les nouveaux composants toujours plus sophistiqués.
Une usine dans l'usine
Sirona Dental Systems GmbH à Bensheim en Allemagne, est un fournisseur incontournable des laboratoires et cabinets dentaires, avec des bureaux et des centres de production implantés à travers le monde. Plus de 3 000 employés travaillent pour cette marque haut de gamme dans le monde – dont pas moins de 1 400 à Bensheim – dans les quatre départements CAO/FAO (restaurations dentaires assistées par ordinateur), systèmes d'imagerie (radiologie), installations (chaires/unités de traitement dentaire) et instruments. Pour ce dernier département, 180 experts avec 50 machines-outils proposent un niveau élevé d'intégration verticale – il s'agit là pratiquement d'une usine dans l'usine – avec un niveau incomparable d'autonomie. De A à Z, de la commande aux spécifications d'engrenage/denture avec les normes high-tech de la tradition de l'ingénierie suisse et sud-allemande. Cela va de pair avec l'administration, la conception, la programmation, l'assurance qualité et l'ingérierie de conformité. La fabrication utilise environ 80 % de matériel standard : de l'acier inoxydable de différentes qualité, du titane, du bronze, du nickel argent et de l'aluminium. Les processus : tournage, fraisage, perçage, formage superplastique, rectification, alésage, les traitements par la chaleur, sablage au corindon, décapage, grenaillage aux billes de verre, enfonçage et usinage par machine d'éléctroérosion à fil, ainsi que la technologie d'engrenage (surtout pour les instruments motorisés). Il s'agit ici d'une brève présentation de l'ensemble des capacités de fabrication, notamment l'assemblage dans les produits comme les pièces à main à contre-angle (entraînées par moteur électrique), les trubines (pneumatique) ou autres instruments dentaires comme les mesureurs ultrasons, les pièces à main à contre-angle endodontique et les dispositifs de pulvérisation.
Les outils pour une dentition parfaite : 1,6 seconde copeau à copeau
Stefan Gibbert, qui gère la planification des processus d'achat de pièces, a un diplôme d'ingénieur mécanique. Il se trouve que l'investissement pour un nouveau centre d'usinage CNC était au calendrier. Il était prévu qu'il soit plus petit, plus souple, plus facile à manipuler, plus rapide, plus économique, plus fiable et au moins aussi précis que l'ancienne machine, une marque d'Europe centrale. « Nous connaissons les commandes FANUC car elles sont présentes sur un grand nombre de nos machines-outils. Nous avons également cette marque de robot utilisée comme opérateur 24h/24 sur une machine. » C'est en fait de mon supérieur, Jürgen Schreiber (Dipl. Ing. - FH) qui m'a donné des détails sur les centres d'usinage FANUC. Le même jour, j'ai téléphoné au représentant responsable, M. Werner Kaliga. Une heure plus tard, il était là pour présenter le FANUC ROBODRILL α-T21iFa, et une semaine plus tard, nous avons passé la commande. Huit semaines après le contact initial, le ROBODRILL fraisé son premier copeau. C'était en septembre 2012, la commande la plus rapide dans l'histoire de Sirona et mon premier investissement de cette importance, » précise Gibbert, en décrivant la suite des événements.
Six ou dix manchons en titane extrêmement solides et ultra-fins – 2 grammes chacun, 100 mm de long, 20 mm DO, 0,2 mm d'épaisseur de paroi, caractéristiques de précision au-delà de 30µm – sont les options intégrées dans les groupes multiverrouillage de l'outil. Sur le centre ROBODRILL α-T21iFa quatre axes, l'usinage commence sur les deux faces d'extrémité des manchons. Les trous de sortie pour les guides de lumière, ainsi que les fixations de connexion pour les pièces individuelles installées des deux côtés des manchons, doivent être alésés et fraisés – 15 différents modèles ou sept géométries différentes pour l'extérieur. Six dimensions d'essai sont numérisées et contrôlées. Puis, les pièces sont (encore une fois) retirées à la main : « Temps de cycle 60 secondes ! Avec un changement de 1,6 seconde de copeau à copeau, divisé par le nombre de groupes de manchons, c'est une performance incroyable par rapport au modèle précédent. De plus, l'encombrement n'est plus que d'un tiers avec FANUC et toutes les préparations pour l'automatisation complète sont à un prix très intéressant, » précise l'expert en instruments. Celui-ci met également l'accent sur la cinématique nettement plus rapide dans les axes X, Y, Z et A (axe rotationnel), ainsi que la convivialité, la fiabilité et l'incroyable simplicité de la maintenance de ROBODRILL. Parallèlement à la durée du traitement initial, l'opérateur, Nils Klöss, peut ébavurer l'ensemble de manchons finis et percer à la main les trous d'alésage en couleur : « Nous cherchons à intégrer petit à petit cette étape dans le processus globale de la machine. Nous voulons également développer une solution plus intelligente pour manipuler le manchon. Ceci est plus compliqué que la normale, ce qui donne aux pièces, une surface aux formes libres, » explique Gibbert en parlant de la mise en place éventuelle d'un robot. La société peut également passer du travail avec une ou deux équipes, à trois équipes par jour. Zéro défaillance pour pratiquement zéro gaspillage. Ceci est en conformité avec les exigences très strictes du contrôle qualité de Sirona et avec les normes internationales – DIN ISO EN 13485 et accord FDA, ainsi que toutes les normes internationales applicables qui répondent à ce fournisseur de matériel dentaire, leader du marché.
Efficacité pour abaisser les coûts
La tête de l'instrument de traitement médical à air peut atteindre 450 000 tr/min. Cela demande une grande robustesse et précision, y compris au niveau du manchon. Aucune erreur ne peut être admise. Quelqu'un qui a senti la fraise glisser ses propres dents pourra vous le dire. La partie la plus impressionnante du processus, comme le manchon, est le composant de précision ultra-pointue du département Instruments chez Sirona. Il est en titane ultrafin et formé par un process superplastique. Comme toute pièce standard, il est usiné en différentes étapes et fini dans le département Instruments : « Nous maintenons des processus de fabrication simples pour les lots les plus petits, ceci afin d'offrir plus de souplesse aux clients. En limitant l'inventaire et en proposant une large variété de pièces, nous sommes en mesure de raccourcir le temps des cadences en matière de fabrication et d'assemblage, » explique Gibbert (Dipl.-Ing.), la stratégie du département Instruments.
Selon Stefan Gibbert, le ROBODRILL a plus d'options (ex. contrôle de la broche, commande d'ourdissage, nano-interpolation, préparation de l'automatisation). Les processus les plus complexes pourront ainsi prochainement être traités, même sans opérateur. « Le FANUC α-T21iFa est en service depuis septembre 2012. Aucun problème n'a été décelé et les résultats sont satisfaisants. Nous savons maintenant qu'il peut en faire plus : c'est réellement un plaisir de travailler avec une machine comme celle-ci, qui à l'inverse du précédent modèle, ne présente aucune difficulté en matière de maintenance. Et même si une broche doit être remplacée, la cartouche présente à la fois une solution rapide et peu coûteuse tout en évitant les temps d'arrêt ayant des répercussions négatives. Ceci est important en termes de suivi de projets pour lesquels nous préférons une source unique pour répondre à tous nos besoins – automatisation, manipulation, commandes, usinage CNC, » explique Stefan Gibbert qui termine par la devis du groupe leader de la maintenance en usine : « Moins je connais la machine, plus je l'aime car je suis en permanence à ses côtés pour la réparer ! »
En route vers le succès
L'Asie est un des marchés en pleine croissance dans le secteur de l'équipement dentaire. La Chine a développé un programme dans lequel 60 000 dentistes doivent être formés annuellement. L'Europe et l'Amérique sont traditionnellement des marchés stables pour Sirona, avec des taux de croissance modeste et durable. La crise de 2009 n'a pas touché Sirona – la société a continué d'embaucher des spécialistes et d'investir dans des installations (nouveau centre R&D) et des équipements, prête au boom économique démarrant en 2010. Potentiels intéressants en 2013 : la société ne cesse d'investir. La construction d'une nouvelle installation d'ingénierie de précision est en cours (environ 3 000 m² au sol). Et il existe des programmes pour l'équiper avec la technologie CNC, avec en partie des investissements pour le développement.
Sirona – The Dental Company
Sirona est leader technologique sur le marché de l'industrie dentaire. C'est le partenaire préféré des cabinets dentaires, des cliniques, des laboratoires dentaires et des distributeurs agréés. La société développe, fabrique et commercialise une ligne complète de produits dentaires, incluant des systèmes de restauration CAO/FAO (CEREC), des systèmes intra-oraux numériques, panoramiques et d'imagerie 3D, des postes de traitement dentaires, des instruments et des systèmes d'hygiène. Sirona est le moteur du progrès technique dans tous les secteurs de la dentisterie. Depuis ses débuts avec l'invention de la première machine à fraiser électrique en 1887, la société s'est constamment distinguée par ses avancées technologiques. Les produits innovants de Sirona déterminent les normes du traitement dentaire et nous sommes leader international des applications de traitement numérique depuis pratiquement 30 ans. Sirona emploie plus de 3 000 collaborateurs dans 25 sites répartis dans le monde entier et commercialise ses produits dans plus de 135 pays sur tous les continents. Les États-Unis représentent le marché le plus important de Sirona, suivi de l'Allemagne et l'Asie. La société a été rachetée par prise de participations à Siemens Medical Technology Division en 1997 et depuis 2006, elle est cotée à la bourse américaine NASDAQ (sous le symbole SIRO). Au cours du dernier exercice fiscal (du 1er octobre 2011 au 30 septembre 2012), Sirona a généré un revenu de 979 millions de dollars. Sirona développe et fabrique la majorité de ses produits à Bensheim en Allemagne. C'est le plus grand site de recherche, de développement et production dans le secteur dentaire. Actuellement, Sirona emploie plus de 260 ingénieurs et scientifiques et elle a investi plus de 250 millions de dollars dans la recherche et le développement au cours des six dernières années.
