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Reportage utilisateur

Tomographie à rayons X pour assurance qualité d'implants osseux

Des mesures à 100 % grâce à l'automatisation

Pour pouvoir produire en Suisse des systèmes d'implants osseux génériques de haute qualité en titane à un prix avantageux, Genostis mise sur un degré d'automatisation maximal. Un important élément de la chaîne de processus est un CT-appareil de Werth, avec lequel Genostis mesure 100 % de tous ses implants de manière robotisée.

Les implants osseux sont l'histoire d'une réussite suisse de plus de 60 ans. "La Suisse a fait progresser le traitement chirurgical des fractures osseuses et a établi des normes qui s'appliquent dans le monde entier. L'industrie de précision locale a permis de développer des designs d'implants qui sont encore valables aujourd'hui", explique Lorenzo Zoccoletti, CEO de Genostis, dont le siège se trouve à Burgdorf dans le canton de Berne. "Nous poursuivons cette tradition avec un système d'implants osseux générique 100% produit en Suisse avec un niveau de qualité maximal".

Des mesures à 100 % grâce à l'automatisation

Le Tomo Scope XS Plus 160 scanne quatre implants en titane en une dizaine de minutes.

Générique signifie dans ce cas que les implants Genostis – inspirés par les génériques dans l'industrie pharmaceutique – sont basés sur des constructions parfaitement connues qui sont entre-temps libres de tout brevet. Grâce au principe générique, les coûts de recherche et de développement sont négligeables. "Nos plaques et nos vis sont basées sur des conceptions éprouvées depuis des décennies. Dans le cadre d'un processus de réingénierie interne, nous les optimisons en fonction des exigences actuelles pour une utilisation conviviale pour le patient et une fabrication efficace", explique Zoccoletti. Le directeur souligne que les prix de ses implants génériques sont nettement inférieurs à ceux d'autres fournisseurs renommés, sans pour autant devoir faire de concessions sur la qualité. "Nous garantissons ainsi la plus grande sécurité possible du produit et pouvons nous mesurer aux principaux fournisseurs", explique Zoccoletti.
Comme le plus gros poste de dépenses se situe au niveau de la production, les responsables y veillent à une très grande efficacité. "Ici en Suisse, nous avons des coûts salariaux très élevés", explique Carmelo Blandini, COO de Genostis. "C'est pourquoi des processus de production automatisés au maximum et l'utilisation intelligente de moyens de production innovants sont pour nous décisifs pour le succès".
Un élément clé de la production est technique de mesure. "Tous nos implants doivent répondre aux exigences légales strictes en matière de dispositifs médicaux, notamment au règlement européen sur les dispositifs médicaux MDR 2017/745 en vigueur", explique Zoccoletti. "Le marquage CE est une condition préalable à la commercialisation d'un implant dans l'UE. Pour l'obtenir, nous devons fournir différentes preuves qui sont contrôlées par une entreprise de certification".
Outre des mesures de validation étendues, certaines tâches de mesure sont incontournables, comme par exemple le contrôle du premier échantillon de chaque produit. En outre, des mesures en cours de fabrication sont nécessaires, que Genostis a systématiquement intégrées de manière automatisée dans la production. "Pour notre concept, tomographie assistée par ordinateur nous a semblé être la technologie de mesure la plus appropriée", explique Blandini. Pour lui, la méthode traditionnelle tactile 3D-technique de mesure à coordonnées a été écartée pour plusieurs raisons : Le temps et le coût des dispositifs de serrage et des mesures nécessaires sont énormes, et les pièces à contrôler doivent être placées manuellement. Un CT-appareil industriel offre de bien meilleures conditions pour réaliser le haut niveau de automatisation visé.
Les responsables de Genostis ont opté pour le Tomo Scope XS Plus 160 de Werth Messtechnik. "Nous connaissions Werth en tant que fournisseur renommé de technique de mesure, qui propose depuis longtemps des systèmes de mesure tridimensionnelle pour l'industrie tomographie assistée par ordinateur ", explique Blandini. Le Tomo Scope XS Plus 160 choisi réunit toutes les conditions de base pour mesurer les implants Genostis de manière fiable et rapide. Il permet de scanner des pièces de petite et moyenne taille, jusqu'à environ 300 mm diamètre et 450 mm de longueur. Un élément clé est le tube de transmission dans le conception monobloc, qui permet d'avoir un petit foyer du faisceau même avec un puissance des tubes élevé, ce qui permet de réaliser des mesures rapides avec un résolution élevé.

Des mesures à 100 % grâce à l'automatisation

Genostis COO Carmelo Blandini (à gauche) avec le directeur commercial de Werth Detlef Ferger : "Avec l'aide des spécialistes du scanner de Werth, nous avons développé un grand savoir-faire et adapté le mesure avec précision à nos pièces en titane."

tension du tube permet le mesurer de plaques de titane
Le tension du tube maximal de l'appareil est de 160 kV. Cela permet de mesurer des pièces avec des longueurs de transmission plus importantes et des matériaux plus denses. "Comme nous devons étudier les géométries de plaques et de vis en titane saisir, c'était un critère de décision important", explique Blandini. Mais il souligne également que le temps de cycle requis pour la surveillance du site Fabrication représentait un défi, car il est essentiel de disposer de temps courts pour la saisie des pièces. Nous avons dû investir un certain temps avant d'acquérir l'expérience correspondante avec le CT-capteur ", car Genostis voulait par exemple scanner les pièces en titane en multi-serrage. "Comme les objets à mesurer s'influencent mutuellement lors du mesure et qu'il peut en résulter des erreurs d'image, appelées artefacts, nous avons fait de nombreux essais concernant le nombre de pièces et leur positionnement les unes par rapport aux autres afin d'obtenir de bons résultats", explique Dusan Mirkovic, responsable de la production et de l'automatisation. "Les spécialistes du scanner de Werth nous ont apporté un soutien actif grâce à leurs connaissances, ce qui nous a permis de développer un grand savoir-faire et, en fin de compte, des stratégies de mesure parfaitement adaptées à nos produits".

Des mesures à 100 % grâce à l'automatisation

La cellule de mesure chez Genostis se compose d'un Tomo Scope XS Plus 160 (à droite). Un deuxième Tomo Scope doit être ajouté sur le côté gauche. avantage Le robot dessert ensuite les deux appareils de tomographie à partir de l'étagère visible à l'avant avec ses 135 emplacements de gabarit.

Le temps de scan par pièce en titane se situe entre 2 et 5 minutes
Genostis a réussi à réduire les temps de scan d'environ 20 min en moyenne à 2 à 5 min par pièce en titane. "Ces valeurs dépendent des produits, de leur taille, du site résolution nécessaire et des tailleen à capturer", explique le directeur de production. "Pour un mesure, il faut en moyenne dix à douze propriétés géométriques critiques saisir. En tant que résultat de la mesure, le Tomo Scope XS Plus 160 met à disposition le volume tridimensionnel complet de la pièce. L'utilisateur peut régler le résolution presque à volonté (jusqu'à 60 milliards de voxels). "Lecomparaison consigne/réel 3D est très bien", se félicite Mirkovic. "Pour cela, nous lisons le modèle CAO 3D et le comparons avec le nuage de points mesuré au format STL. Grâce à la représentation des écarts par code couleur, nous pouvons déterminer très rapidement si la pièce est dans la tolérance. Si nous déterminons ensuite quelques propriétés géométriques critiques, dont les valeurs sont également enregistrées automatiquement dans le protocole de mesure, nous pouvons autoriser l'utilisation du produit médical en quelques secondes."Il ajoute encore un autre facteur : "Pour notre utilisation dans la technique médicale, il est important que les résultats de mesure soient fiables et traçables. Werth Messtechnik Cela est garanti par un étalonnage conforme aux normes, également avec un certificat Dakks".
Le Tomo Scope XS Plus 160 présente d'autres caractéristiques précieuses pour l'utilisation en production. Ainsi, le site conception monobloc du tube, générateur et de la génération de vide est synonyme de longs intervalles de maintenance et d'une durée de vie théoriquement illimitée. Cela permet de minimiser temps d'arrêt et frais de fonctionnement. L'un des points forts de tous les appareils de TDM Werth est que la reconstruction du volume de la pièce se fait en temps réel, parallèlement à l'acquisition de l'image. Cela permet de réaliser des mesures rapides tout au long du processus.
La programmation, la commande et l'évaluation de l'ensemble du processus de mesure ont lieu sur le site logiciel de mesure Winwerth. Genostis l'utilise non seulement sur le Tomo Scope lui-même, mais aussi sur deux postes de travail supplémentaires qui servent à la programmation et à l'évaluation. "Ainsi, nous ne bloquons jamais le appareil de mesure par d'autres tâches", explique Mirkovic.

Des mesures à 100 % grâce à l'automatisation

Le directeur de production Dusan Mirkovic lors de l'évaluation des résultats de mesure.

Cellule de mesure avec un robot et un système d'étagères de 135 places
Grâce à sa construction compacte, le TomoScope XS Plus ne nécessite que peu de place et, avec sa bonne accessibilité, il peut très bien être automatisé. Genostis a installé à cet effet une cellule de mesure avec un robot et un système d'étagères de 135 places. L'interface entre la commande de l'appareil de mesure et celle du robot permet de régler l'ouverture de la porte de la machine à mesurer tridimensionnelle lorsque le robot veut introduire ou retirer les dispositifs équipés. Les programmes de mesure appropriés, créés par Mirkovic, sont également introduits en conséquence.
Actuellement, Genostis mesure surtout des plaques et des vis. Après le développement du site Fabrication, le Tomo Scope XS Plus 160 sera de plus en plus utilisé pour la validation et le contrôle des premiers échantillons. Blandini résume ainsi : "Aujourd'hui, nous sommes très satisfaits de notre scannersystème de mesure à coordonnées. La technologie est super et l'application est désormais adaptée à nos produits. Nous obtenons des résultats de mesure précis avec une grande reproductibilité. Des moyens de serrage simples à fabriquer suffisent, et les mesures sont relativement rapides grâce au serrage multiple et à automatisation dans le déroulement".

Des mesures à 100 % grâce à l'automatisation

L'un des avantages de tomographie assistée par ordinateur est qu'il est possible d'utiliser des gabarits simples et réalisables à peu de frais par impression 3D.

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Une start-up avec de l'expérience
Genostis a été fondée en 2022, c'est donc une start-up. Toutefois, les personnes qui se cachent derrière elle ont des dizaines d'années d'expérience dans la technique médicale sur toute la chaîne de création de valeur jusqu'à Distribution –, en particulier le CEO Lorenzo Zoccoletti et le COO Carmelo Blandini. Ils étaient auparavant chez des fabricants d'implants leaders et établis, qui ont contribué à façonner l'industrie et le marché. Ce n'est donc pas un hasard si les responsables se concentrent depuis quelques années sur la fabrication d'implants génériques en tant que start-up et y voient un potentiel de marché mondial. Le portefeuille actuel de Genostis se compose de 263 plaques en titane différentes et de 165 vis dans une plage de diamètres de 2,7 à 5,0 mm.

Dans cette vidéo, Werth montre les possibilités d'utilisation de la machine à mesurer tridimensionnelle TomoScope XS Plus avec tomographie assistée par ordinateur: YouTube

Publié dans : Quality Engineering édition 02/2024, Auteur : Wolfgang Klingauf K+K PR, Titre : "Des mesures à 100 pour cent grâce à l'automatisation".

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