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Produzione di milioni di componenti di precisione

La prima tappa del nostro viaggio è Laubscher, in Svizzera. L’azienda produce una vasta gamma di componenti di precisione con diametri che non superano i 42 mm. I 280 dipendenti di Laubscher lavorano ogni giorno con un obiettivo: soddisfare l’intera gamma di requisiti di produzione di clienti di tutto il mondo. Sebbene la lavorazione di componenti ultra-precisi realizzati con materiali difficili da tagliare e con diametri di 
0,3 mm non sia un compito facile, Laubscher riesce a gestire ogni anno oltre 10.000 tipi di prodotti differenti e ogni giorno una produzione di oltre 2 milioni di pezzi. La maggior parte sono destinati all’impiego nell’industria medica. Altri sono usati nella produzione di orologi, automobili e prodotti elettrici, nonché in progetti edili. Durante la visita abbiamo intervistato Manfred Laubscher, Responsabile del reparto Tecnologia e produzione ed Alain Kiener, Capo del reparto Acquisto utensili, a proposito degli strumenti per la lavorazione dei piccoli componenti e dei progetti congiunti avviati con Mitsubishi Materials.

Alla ricerca delle prestazioni e della qualità più elevate

Circa 400 delle 500 macchine utensili utilizzate presso l’impianto di Täuffelen, in Svizzera, sono torni. La lavorazione di una gamma di prodotti con diametri che vanno dai 0,3 ai 42 mm richiede tecniche di lavorazione differenti. Per gestire queste varie esigenze, le macchine impiegate includono piccoli torni automatici con mandrini mobili e fissi, torni automatici con mandrini multipli e centri di lavorazione. “Produciamo componenti di attrezzature utilizzate in vari settori della medicina ad esclusione della produzione degli impianti,” afferma Manfred Laubscher. I prodotti realizzati in maggior misura sono attrezzi impiegati nella sostituzione di articolazioni artificiali, attrezzi per inserire stent per il trattamento delle occlusioni vascolari, e componenti di inalatori per pazienti asmatici. I materiali principali sono gli acciai inossidabili austenitici come SUS303 (1.4305) e SUS304 (1.4301). “Per poter garantire una qualità uniforme, dobbiamo impiegare utensili da taglio di assoluta qualità,” afferma Alain Kiener. “Esistono molti produttori di utensili, ma pochi offrono strumenti per la lavorazione dei componenti di precisione. Chiediamo ai produttori di realizzare utensili di alta qualità in base alle nostre esigenze, e Mitsubishi Materials è uno dei nostri partner più affidabili.”

Le potenzialità generate dalla partnership

Laubscher ha proposto una modifica agli inserti per tornitura con l’obiettivo di migliorare la qualità e il rapporto costo/prestazioni. L’azienda aveva esigenza di utensili altamente versatili che garantissero la costanza della qualità e la riduzione dei costi di lavorazione. Da qui la richiesta a Mitsubishi Materials di inserti per tornitura ISO per materiali difficili da tagliare. Entrambe le aziende si sono dette entusiaste di intraprendere questo passo in avanti. “Innanzitutto, abbiamo sperimentato la barenatura sull’acciaio al piombo per componenti di attrezzature mediche, utilizzando inserti ISO DCMT 11. Abbiamo subito verificato l’elevata efficienza dell’utensile. Lo stesso test è stato quindi effettuato su un’altra macchina dello stesso reparto, ottenendo anche in questo caso ottimi risultati. Con il grado MP9015 rivestito Al-Rich, non solo è raddoppiata la vita utensile, ma sono migliorate le prestazioni rispetto ai prodotti esistenti (migliore finitura, ottima rugosità e buona lavorabilità).  Abbiamo inoltre potuto incrementare avanzamento e velocità. Miglioramenti così significativi non avvengono spesso,” ha affermato Alain Kiener aggiungendo: “Il test sull’inserto è stato soddisfacente e pertanto puntiamo al suo utilizzo su macchine diverse in altri reparti.” Grazie all’elevata versatilità degli inserti, Alain Kiener intende utilizzarli come standard anche in altre linee di produzione.

Sviluppi futuri

L’attenzione di Laubscher si focalizza ovviamente anche sulla lavorazione di piccoli componenti di precisione. Alain Kiener afferma: “Al momento utilizziamo un utensile Mitsubishi Materials per realizzare fori che misurano tra i 0,3 e i 6 mm di diametro. Vorremmo però ottenere fori ancora più piccoli, compresi tra i 0,3 e i 3 mm. La cooperazione con Mitsubishi Materials in questo segmento di business è per noi di assoluta importanza.”
Kobi Tobler di Mitsubishi Materials e Daniel Dietsch di Six Sigma Tools* hanno dichiarato: “Supportiamo il miglioramento degli utensili con diametri inferiori.” I feedback di Laubscher, incluse le richieste e le misure da migliorare, vengono inviati direttamente dalla Svizzera al Giappone, dove Mitsubishi Materials avvia lo sviluppo e la produzione di quanto necessario. Alain Kiener ha concluso: “Con l’incremento della lavorazione di piccoli componenti di precisione presso Laubscher, aumenta in parallelo l’importanza di utilizzare utensili realizzati da Mitsubishi Materials. È nostra intenzione approfondire la sinergia e trovare soluzioni efficienti grazie a una partnership di lungo termine. Nella vasta gamma di prodotti di Mitsubishi Materials possiamo individuare i migliori utensili da taglio per i diversi tipi di componenti nelle varie applicazioni. Puntiamo a consolidare questa nostra partnership.”

*Six Sigma Tools is an authorised distributor of Mitsubishi Materials tools in Switzerland

Oltre 500.000 impianti prodotti ogni anno

La tappa successiva ci vede a Mediliant, produttore con sede a Le Locle, Svizzera. L’azienda conta 50 dipendenti e produce oltre 500.000 impianti l’anno. Realizza viti, placche, chiodi e strutture in titanio nonché prodotti in acciaio inossidabile e leghe cromo cobalto. Abbiamo intervistato Nicolas Pinguet, Ingegnere nel reparto Taglio; Nicolas Foulaz, Ingegnere nel reparto Tornitura e Laurent Ferreux, Responsabile R&S e Industria, a proposito delle relazioni di Mediliant con Mitsubishi Materials.

Durata degli utensili triplicata

Mitsubishi Materials forniva già diversi utensili all’impianto di Le Locle, e la nuova richiesta di Mediliant era un utensile di sgrossatura con una migliore vita utensile, per ridurre le frequenti sostituzioni, diminuire i fermi macchina e aumentare i tempi di produzione delle macchine. Come tutti, l’azienda puntava inoltre a ridurre il costo utensili per componente. “Dovevamo realizzare placche per ossa in Ti-6AL-4V (Grado 5) a partire da un blocco intero.” Mediliant utilizza macchine CNC a bassa ed elevata rigidità, e richiedeva una fresa capace di lavorare efficacemente su entrambi i tipi di macchina. Mitsubishi Materials ha quindi proposto la fresa integrale SMART MIRACLE (VQ). “Siamo riusciti a portare a 640 minuti la vita utile della fresa torica da Ø12 mm (R2,5 mm), ovvero una durata triplicata rispetto a quella dell’utensile precedente (200 minuti),” ha dichiarato soddisfatto Nicolas Pinguet. Kobi Tobler di Mitsubishi Materials e Daniel Dietsch di Six Sigma Tools* hanno aggiunto: “La superficie ‘Zero-μ Surface’ delle frese SMART MIRACLE e il tagliente estremamente affilato migliorano l’evacuazione dei trucioli e riducono la resistenza al taglio, mentre il rompitruciolo asimmetrico migliora la resistenza alla vibrazione.” Mediliant ha quindi adottato la nuova fresa su tutte le otto macchine fresatrici per lavorare componenti simili.

Tornitura ad alta efficienza

Mitsubishi Materials fornisce una vasta gamma di utensili per la lavorazione di precisione che soddisfano la maggior parte delle esigenze della tornitura. La vasta gamma di tipologie offerte include quelle per tornitura generica, scanalatura, troncatura e semi-finitura (pre-rettifica) per macchine di tornitura di piccole dimensioni. Mitsubishi Materials fornisce anche utensili per la barenatura di fori a partire da 2,2 mm, punte da 0,1 mm. Inoltre, realizza frese VQXL (di piccolo diametro, 4 taglienti, collo lungo) progettate per lavorare la testa di viti Torx utilizzate nell’osteosintesi. Mediliant utilizza la serie di inserti per tornitura non rivestiti MT9000 e la gamma di frese SMART MIRACLE. L’azienda lavora componenti in titanio con diametri da 5 a 16 mm e ritiene molto importanti gli utensili di Mitsubishi Materials. Nicolas Foulaz ha affermato: “In genere i trucioli prodotti a bassa velocità di taglio durante la tornitura di viti in lega di titanio con torni automatici di piccole dimensioni danneggia gli inserti e ci impedisce di garantire una qualità del prodotto costante. Inoltre, le tante variazioni della velocità di taglio si traducono in una rugosità superficiale non omogenea. La serie di inserti Mitsubishi Materials MP9000 e MT9000 per materiali difficili da tagliare ci ha permesso di risolvere questo problema,” dichiara Nicolas Foulaz, poi continuando: “Questi inserti offrono una durata straordinaria e la qualità della superficie finita è ottima rispetto a quella ottenuta con l’inserto precedente.” Mitsubishi Materials continua a trasformare il feedback dei clienti in migliorie, per offrire soluzioni sempre innovative.

*Six Sigma Tools è un distributore autorizzato di utensili Mitsubishi Materials in Svizzera

Risolvere insieme i problemi

Mitsubishi Materials è da lungo tempo il partner tecnico che ha aiutato Mediliant a risolvere problemi e ad apportare miglioramenti alla produzione. Mediliant sta pianificando l’adozione di frese integrali SMART MIRACLE per la fase di sgrossatura, con l’intento di aumentare l’efficienza grazie alle straordinarie prestazioni nell’evacuazione dei trucioli. “Siamo tenuti a un controllo qualità molto alto dell’intero processo produttivo, dalle materie prime, alla lavorazione ad alta precisione, alla sterilizzazione; per garantire la qualità richiesta è per noi essenziale l’affidabilità dei fornitori. Abbiamo scelto Mitsubishi Materials come partner perché lo riteniamo un fornitore dalle grandi capacità,” conclude Laurent Ferreux.

Specialisti delle protesi

Dopo la Svizzera ci siamo diretti verso la Francia. La terza tappa del nostro viaggio ci porta presso l’impianto di Chaumont, centro di sviluppo e ricerca tecnica di Greatbatch Medical. Si tratta di un’azienda nota a livello internazionale e specializzata in impianti ortopedici e protesi, che registrano una domanda in forte crescita come conseguenza dell’invecchiamento della popolazione mondiale. L’azienda conta 10.000 dipendenti in Europa e negli Stati Uniti. L’impianto di Chaumont si trova nella regione della Champagne, in Francia, e serve come importante base per Integer Group, che produce impianti per spalle, anche, e colonne vertebrali. È qui, inoltre, che viene creata la strategia gestionale dell’azienda. Greatbatch Medical, con il reclutamento di nuovi dipendenti, investimenti in impianti e attrezzature e allargamento delle strutture, punta ad aumentare i profitti futuri e raggiungere gli obiettivi stabiliti nell’aggressivo piano di espansione aziendale. Abbiamo intervistato i tecnici esperti Richard Millot e Benjamin Martin sugli approcci dell’azienda ai nuovi materiali e sul miglioramento della produttività in loco.

Lavorazione di nuovi materiali

Richard Millot, Responsabile degli utensili da taglio presso Greatbatch Medical ha affermato: “Mitsubishi Materials è il nostro business partner speciale; per noi è essenziale la costante comunicazione con Bento Valenté, coordinatore tecnico per Mitsubishi Materials France. Fin dall’inizio la comunicazione con Mitsubishi Materials è stata eccellente, e la partnership si è consolidata grazie agli ottimi progressi di entrambe le aziende nella lavorazione di nuovi materiali, come le leghe cromo cobalto e il polietere etere chetone (PEEK).” Aggiunge Richard Millot: “Questi materiali sono nuovi per il nostro stabilimento produttivo e il loro impiego si sta ampliando; rappresentano il punto di partenza per i miglioramenti della lavorazione. Mitsubishi Materials offre un supporto tecnico essenziale, con proposte di miglioramento e sviluppo di utensili altamente funzionali. La scelta degli utensili è un elemento importante, che ha un impatto significativo, ad esempio, sul progresso della lavorazione di componenti estremamente sottili (0,1 mm di spessore) e sui materiali difficili da tagliare.” Dopo l’intervista, siamo stati invitati a visitare gli impianti di Greatbatch Medical, per vedere i risultati di questo sviluppo congiunto.

Contribuire all’incremento della produttività

Presso il sito di lavorazione del PEEK la temperatura è mantenuta costantemente a 21°C. Vendono utilizzate frese integrali ad alta precisione, con raggio angolare, della serie VCPSRB, a partire da un diametro di 0,6 mm. Questi utensili riducono la grandezza dei trucioli prodotti durante la lavorazione dei dischi utilizzati per gli impianti cervicali, assicurando elevata precisione e superfici uniformi. “Lo straordinario risultato è reso possibile dall’eccellente collaborazione con Mitsubishi Materials, e ci ha consentito di aumentare la produttività.” L’azienda ha inoltre scelto le frese integrali SMART MIRACLE (VQ) e IMPACT MIRACLE (VH), eccellente capacità anti incollamento. Si tratta di frese con forme ottimizzate che contribuiscono all’efficiente evacuazione dei trucioli e alla riduzione delle vibrazioni, due problemi spesso riscontrati durante la lavorazione di materiali difficili da tagliare. Il rivestimento mostra un’eccellente resistenza all’abrasione, offrendo risultati davvero ottimali durante la lavorazione di placche sottili in lega cromo cobalto (HRC40-45). “L’uso di frese integrali a elica variabile suggerito da Bento Valenté ha consentito di ridurre significativamente le vibrazioni, permettendoci di lavorare leghe di titanio ad alte prestazioni, su centri di lavoro, alla velocità di oltre 1.000 mm/min. Questo risultato sarebbe stato impossibile con gli utensili utilizzati in precedenza. La constatazione di lunga vita dell’utensile (costo) e stabilità sulle lavorazioni, e l’ottima rugosità anche su materiali difficili, hanno aperto la strada all’utilizzo degli utensili Mitsubishi,” ha affermato Benjamin Martin. Inoltre, l’impiego della punta extra-lunga MWS di piccolo diametro (Ø 1,3 mm) con fori di refrigerazione interni, destinata alla lavorazione di fori profondi (profondità 30D), ha consentito di ridurre la durata del ciclo di lavorazione del 75%.

Sviluppi futuri

Greatbatch Medical sta lavorando, tra gli altri progetti, allo sviluppo di prodotti per incrementare la produttività e l’efficienza della lavorazione, con l’intento di offrire una miglior risposta alle esigenze dei pazienti. “Per raggiungere questo obiettivo, il nostro team di tecnici della produzione sta pianificando di utilizzare il Mitsubishi Materials Technical Center di Valencia, in Spagna.” L’obiettivo delle due aziende è lavorare insieme per risolvere le problematiche di lavorazione di Greatbatch Medical attraverso l’utilizzo al 100% del potenziale degli utensili Mitsubishi. È questa continua collaborazione che rafforza sempre più la partnership fra le due aziende.

Aiutare i pazienti che soffrono di disturbi spinali disabilitanti

Viaggiamo quindi verso gli Stati Uniti, in Indiana, per visitare Nexxt Spine, un’azienda di dispositivi medici che si dedica a migliorare la vita dei pazienti che soffrono di disturbi spinali disabilitanti producendo strumenti medici quali viti per ossa, placche e gabbie intersomatiche. Fondata nel 2009, Nexxt Spine si è posizionata come leader del settore grazie al suo innovativo sito produttivo di Noblesville, Indiana. Dopo aver implementato un sistema integrato che produce il 100% di tutti gli impianti spinali e il 95% degli strumenti chirurgici, si è concentrata sullo sviluppo di prodotti che possano migliorare l’efficienza procedurale tramite l’innovazione. Nel corso della nostra visita a Nexxt Spine, abbiamo parlato con il Responsabile della produzione, Robert Thomas e con Beau Riser, Ingegnere di processo. Entrambi hanno illustrato le più recenti applicazioni correlate alla colonna vertebrale e le tecnologie più innovative.

Un processo di sviluppo prodotto straordinariamente rapido

Nexxt Spine produce principalmente viti per ossa, placche e gabbie intersomatiche. “Realizziamo gabbie per tutti i tipi di impianto,” afferma Robert Thomas. “Utilizziamo principalmente alluminio e PEEK, ma al momento stiamo per ultimare una gabbia intersomatica prodotta con il nuovo materiale NanoMatrix,” racconta Beau Riser. “Quest’innovativo dispositivo, ancora nella fase di sviluppo, ha fatto clamore durante il NAS (North American Spine Society), una fiera di settore.” 
Nexxt Spine ha un approccio esclusivo poiché segue il processo dal design allo sviluppo degli impianti, e dai primi test al prodotto finito immesso sul mercato, vantando una maggiore efficienza rispetto alla maggior parte dei produttori del settore. A proposito dello sviluppo dei prodotti di Nexxt Spine, Riser afferma: “Lavoriamo costantemente per migliorare il processo di sviluppo prodotto. Riusciamo probabilmente a completare il lavoro in un terzo o in metà del tempo rispetto agli standard di settore. L’efficienza è la chiave quando si lavora direttamente con i medici, che hanno necessità ogni volta diverse. La nostra esperienza e tecnologia all’avanguardia ci consentono di ottimizzare i prodotti già esistenti in base alle specifiche richieste.”

Produzione di diversi componenti medicali

Nell’ultima tappa del nostro viaggio abbiamo visitato Willemin-Macodel, un’azienda con sede in Svizzera che produce macchine utensili. L’azienda è sinonimo di “macchine di Delémont”, storica città produttrice di macchine. Nota per la costante innovazione dei macchinari, Willemin-Macodel fornisce prodotti di altissima precisione adatti alla lavorazione di pezzi di dimensioni estremamente ridotte. L’azienda ha una filiale negli USA, ed è qui che abbiamo intervistato Jim Davis, Responsabile Applicazioni della sede di Noblesville, Indiana. “Forniamo tutti i settori medici, producendo macchine utensili ottimizzate per ogni tipo di componente medicale. Serviamo, infatti, una vasta gamma di aziende incluse quelle che operano con ossa dentali, spinali, maxillofacciali e grandi ossa (anche, ginocchia, gomiti, dita dei piedi). Per i nostri clienti ci occupiamo anche delle applicazioni, dello sviluppo dei processi e dei test; oltre a fornire la macchina utensile offriamo soluzioni per implementare i processi. Abbiamo di recente sviluppato una macchina e la corrispondente soluzione di lavorazione per il settore dentale, per la quale proponiamo l’utilizzo della fresa integrale Smart Miracle di Mitsubishi Materials da 0,5 mm di diametro. L’ottima reputazione dell’ultimo modello della macchina si è già diffusa in tutto il paese.” L’azienda inoltre supporta i clienti in USA fornendo attività di ricerca e sviluppo e di formazione. “Se un cliente ha un componente che non sa come realizzare, o se desidera realizzarlo più rapidamente ed economicamente, lo supportiamo elaborando il processo più efficiente” spiega Davis.

Gli utensili richiesti dal reparto produttivo

Il perfezionamento del processo di produzione porta sempre grandi vantaggi per il paziente. Se l’impianto ha una finitura ottimale, in genere il corpo lo accetta meglio. Di conseguenza il rigetto è minore e ciò si traduce in una riduzione dei tempi degli interventi chirurgici e in un minor carico sul paziente. In altre parole, realizzare i componenti più rapidamente e con più affidabilità non è fine a se stesso ma porta ulteriori vantaggi. Per quel che riguarda il contributo di Mitsubishi Materials all’industria medica, Jim Davis afferma: “L’industria medica è diversa da quella automobilistica e aerospaziale. Quest’ultima prevede lavorazioni singole: per produrre lo stesso componente si possono utilizzare anche centinaia di utensili, ma sempre dello stesso tipo. I componenti inoltre sono di grandi dimensioni. Le lavorazioni in ambito automobilistico necessitano di altissima produttività e in generale richiedono un cambio di utensili a ogni turno. Di contro, nell’industria medica lo stesso sito produce pezzi in piccole quantità e numerose tipologie. Puoi avere 30 di questi, 20 di quelli e 15 di quegli altri, con un continuo susseguirsi di lavorazione e settaggio, e quindi tanti intervalli per il cambio utensili. In ambito medico, l’efficacia è spesso più importante dell’efficienza. Un utensile noto per essere affidabile, che funziona da subito, senza che sia necessario individuarne i punti deboli, porta a risultati migliori, poiché è sufficiente installarlo e farlo lavorare, risparmiando così molto tempo. Se devono essere realizzati 30 componenti, e si risparmia un minuto a ogni ciclo, si ottiene un risparmio complessivo di soli 30 minuti; se invece si deve investire un giorno in più nell’attrezzaggio, la differenza è enorme. Nella maggiorparte dei siti produttivi negli Stati Uniti, il costo di lavorazione medio è di 300 dollari l’ora e fino a 750 dollari l’ora per il settore dentale. E’ proprio il caso di dire che “il tempo è denaro”! La maggior parte degli utensili dei concorrenti dovevano essere cambiati ogni 100 pezzi lavorati, mentre quelli di Mitsubishi Materials vanno cambiati solo ogni 500 pezzi. Anche solo rispetto al cambio degli utensili otteniamo una grande differenza in termini di tempo. I prodotti di Mitsubishi Materials sono poi eccezionali per i componenti minuscoli misurati in micron. Per dare un’idea, un foglio di carta è spesso circa 100 micron. Su alcuni componenti si effettuano misurazioni fino a 10 micron. Si tratta di misurazioni esatte e imprescindibili. In particolare, alcuni congegni presentano numerosi piccoli fori e caratteristiche, ognuno dei quali deve essere individualmente misurato in ogni punto strategico. La precisione è essenziale, e dipende in grande misura dalla qualità di taglio dell’utensile e la precisione del codolo. I prodotti di alta precisione di Mitsubishi Materials sono performanti e contribuiscono efficacemente a migliorare la qualità del nostro lavoro.”