Secteur médical moulage par injection au plus haut niveau

Fresenius Medical Care est le leader mondial dans le traitement des maladies rénales. Dans le monde, une dialyse sur deux dans le monde implique les produits de cette entreprise . Dans l'usine française de L'Arbesle, 36 millions de cartouches filtrantespour dialyse sont fabriquées chaque année. La production par injection plastique était à l'origine externalisée et a été ramenée à l'usine il y a quelques années - avec la multiplication par deux du nombre de machines en 2018. La raison de cette décision est fournie par Thibaud Robin-Rivoire, directeur technique de l'usine : "Avec la production en interne, nous sommes plus flexibles. Nous pouvons très facilement adapter les produits aux exigences de nos clients, d'autant plus que celles-ci changent sans cesse".

Par nature, le moulage par injection de produits médicaux est soumis à des exigences particulièrement élevées. La production a généralement lieu en salle blanche afin d'éviter toute contamination des pièces en plastique. La machine de moulage par injection doit fonctionner de manière absolument propre - par exemple grâce à une lubrification encapsulée de la genouillère. En outre, il faut garantir un fonctionnement fiable à 100 % des pièces, car une vie en dépend en cas d'urgence. On y répond par une gestion précise des processus, un contrôle de la qualité et une documentation sans faille lors de la fabrication.

Six outils sont actifs pour la production des cartouches de filtration du sang. Les différents diamètres et longueurs des cylindres donnent au total cinq tailles différentes de dialyseurs FX - adaptées à la taille et au poids des patients.

Le cahier des charges pour les nouvelles presses à injecter prévoyait les caractéristiques suivantes, typiques du moulage par injection dans le secteur médical :

• propreté absolue et précision maximale grâce à la production en salle blanche et à la stratégie du zéro défaut
• grande précision dimensionnelle sur toutes les cavités des moules multi-empreintes en raison de l'assemblage ultérieur entièrement automatique des pièces moulées par injection
• une qualité de produit constante et maximale en fonctionnement continu 24h/24 et 7j/7
• exécution simple et rapide des changements d'outils réguliers
• des coûts unitaires bas, garantissant une production compétitive même pour les marchés sensibles aux prix

Les cartouches sont fabriquées en polypropylène, un matériau qui présente un retrait important. Garantir la précision dimensionnelle des pièces individuelles est donc un défi.

"Nous devons pouvoir compter sur la reproductibilité des machines, nous avons besoin d'une précision maximale et d'une propreté absolue", explique Laurent Brancherau, directeur du département de moulage par injection chez Fresenius Medical Care. C'est avec ces exigences que Fresenius a contacté ENGEL.

Du côté d'ENGEL, la presse à injecter entièrement électrique e-motion a été identifiée comme la base appropriée pour répondre aux exigences. Elle est la variante haute performance et polyvalente parmi les presses à injecter électriques d'ENGEL. Grâce à son large éventail d'options, elle peut être adaptée de manière ciblée aux applications exigeantes du moulage par injection dans le domaine médical. Ses entraînements servo-électriques dynamiques garantissent la précision et la vitesse nécessaires. Sa grande efficacité énergétique permet de réduire les coûts d'exploitation. Un avantage particulier : les moules du client étaient déjà conçus pour être utilisés sur une presse à injecter entièrement électrique avec leurs entraînements de noyaux électriques. Autre point positif : l'utilisation intuitive et simple de la commande CC300.

"La facilité de navigation de la CC300 nous aide à atteindre une grande stabilité de processus. Au final, cela se traduit par une meilleure qualité".

Eric Biguet, régleur de machines chez Fresenius Medical Care

Fresenius Medical Care a opté pour la e-motion d’une force de fermeture 220 T. Cette taille permet de couvrir toutes les applications. ENGEL a conçu la machine sur mesure en fonction des exigences du client. Un exemple : le distributeur électronique d'eau tempérée e-flomo a été monté dans ce cas - contrairement à la pratique courante - en dehors de la zone de moule, afin que les moules de différentes tailles puissent être montés facilement et rapidement.

Les exigences définies dans le cahier des charges ont été résolues de la manière suivante :

• propreté absolue et précision maximale
  Le package Cleanroom de la e-motion est conçu pour le moulage par injection de matériels médicals jusqu'à la classe de salle blanche ISO 7. Toutes les sources potentielles de poussière ou de salissures sont scellées. Une genouillère encapsulée est déjà montée en standard sur la e-motion. Les entraînements servo-électriques sur tous les axes permettent une commande précise de tous les mouvements, injection après injection.
• grande précision dimensionnelle sur toutes les cavités des moules multi-empreintes
  Les plaques de verouillage massives de la e-motion transmettent uniformément les forces qui s'exercent et assurent ainsi une répartition homogène des forces de fermeture.
• une qualité de produit constante et maximale en fonctionnement continu 24h/24 et 7j/7
  La e-motion est une machine haute performance conçue pour des charges permanentes maximales. Elle est utilisée pour les productions hautement automatisées en fonctionnement continu avec des temps de cycle particulièrement courts. Même dans des conditions de production difficiles, elle fournit des résultats stables et fiables. Dans l'exemple présenté ici, des contrôles aléatoires toutes les quatre heures sont suffisants.
• exécution simple et rapide des changements de moule réguliers
  La zone de moule a été conçue sans unités périphériques. Cela permet de monter et de démonter facilement les moules. L'espace libre nécessaire a déjà été obtenu avec la version standard de la e-motion 220. Une variante Wide-Platen optionnelle avec des plaques de verrouillage et des distances entrecolonnes plus grandes n'était pas nécessaire.
• faible coût unitaire
  Le temps de séchage court et l'efficacité énergétique élevée de la presse à injecter tout électrique e-motion permettent d'obtenir un rendement élevé avec de faibles coûts de fonctionnement. Le client a pu atteindre un taux d'utilisation des machines de plus de 90 %. Cela se répercute directement sur les coûts unitaires. Le système de thermorégulation efficace avec le programme d'assistance digitale iQ flow control d'ENGEL contribue à une économie supplémentaire des coûts énergétiques. Fresenius Medical Care peut ainsi rester compétitif avec ses produits, même sur les marchés sensibles aux prix.

La machine électrique polyvalente haute performance e-motion possède des caractéristiques essentielles pour la fabrication de produits médicaux exigeants :

• Propreté absolue des pièces grâce au pack Cleanroom et à la genouillère encapsulée
• Qualité élevée et constante des pièces grâce à des entraînements servo-électriques de haute précision
• Temps de cycle très courts peuvant être obtenus grâce à des entraînements dynamiques et des unités d'injection puissantes 
• Grande disponibilité de la machine grâce à une conception visant une stabilité maximale en cas de charge permanente élevée
• Adaptation sur mesure et individuelle de la machine aux exigences du client jusqu'à la cellule de production complète possible via un seul fournisseur