Lettre d'information "The Sharp-E" Juillet 2010

La rectification d’implants orthopédiques est-elle pour moi?

 

La crise financière mondiale de 2008-2009 a eu un fort impact sur de nombreux fabricants d’outils de coupe dans le monde entier, forçant certains d’entre eux à réduire leur production entre 50 et 80%. Quand de telles récessions se produisent, de nombreuses entreprises cherchent à mettre en place des stratégies de diversification pour mieux se protéger contre la volatilité de la situation économique. En matière de stratégie de diversification, l’idéal est d’investir sur des marchés en forte croissance dans des activités à haut rendement basées sur des fondations économiques a l’épreuve de la récession.
 

Voilà pourquoi la rectification d’implants orthopédiques s’est révélée être une stratégie de diversification intéressante pour les entreprises établies et les nouveaux entrants dans le secteur de la rectification d’outils CNC. La chirurgie orthopédique, qui affecte essentiellement le genou, la hanche et les épaules, nécessite l’utilisation d’implants orthopédiques et d’instruments adaptés qui généralement doivent subir une rectification lors de leur fabrication.
 

Les progrès technologiques et la croissance de ce secteur ouvrent de nombreuses perspectives pour les entreprises de rectification dans ce marché lucratif dont on prévoit que la forte croissance va se maintenir au cours des années à venir. Mais si l’on veut rester compétitif dans ce marché toujours en évolution il est crucial d’investir dans la technologie appropriée. Avec une machine adaptée et le logiciel CAD/CAM le plus avancé du secteur, vous aurez les outils adéquats pour répondre de manière efficace aux besoins de ce marché.
 

Les programmes de rectification pour des applications orthopédiques telles que prothèses du genou et râpes sont généralement conçus avec des logiciels CAD/CAM tels que le Siemens PLM NX. Les programmes pour machines NC sont généralement produits en utilisant un postprocesseur NC pour une machine spécifique et sont ensuite utilisés pour fabriquer la pièce en question. Le postprocesseur est partie intégrante de la complémentarité entre le logiciel CAD/CAM et la machine. Il est donc important que cette intégration permette une souplesse maximale lors des phases de conception et de production.
 

La rectification des alliages de qualité orthopédique pour implants médicaux doit satisfaire à des exigences précises en matière de géométrie et de finition. L’intégration entre le logiciel CAD/CAM et la machine doit être capable de garantir une programmation facile et flexible des procédures de dressage de meules ainsi que la possibilité de sélectionner diverses géométries de meules pour l’ébauche et la finition. Il faut clairement distinguer les rôles du système CAD/CAM et de la machine pour éviter  les inefficiences provoquées par la nécessité de re-générer le programme NC à partir du modèle CAD à chaque fois qu’on souhaite modifier le processus de rectification.
 

En 2008, le marché mondial de la chirurgie orthopédique avait une valeur estimée de 37 milliards de dollars US [1], dont 12,2 milliards [2] pour le secteur de l’arthroplastie (c’est à dire les implants artificiels). L’arthroplastie de la hanche et du genou, qui domine largement le secteur de l’arthroplastie, concerne particulièrement les rectifieuses CNC du fait que les implants requis, ainsi que les broches et râpes, sont souvent fabriqués sur des rectifieuses CNC.
 

L’arthroplastie de la hanche et du genou a enregistré une croissance pratiquement constante de plus de 10% depuis le début des années 2000 et on s’attend à une croissance de plus de 9% du marché mondial de l’arthroplastie dans les prochaines années. Même si ce secteur du marché orthopédique n’est pas celui qui enregistre la croissance la plus forte, les implants de la hanche et du genou sont ceux qui enregistrent la demande la plus élevée partout dans le monde [3].

 

Râpes pour os du fémur utilisées en chirurgie orthopédique de la hanche
 

En raison des évolutions observées sur le plan social et démographique, la croissance de ce secteur est pratiquement garantie. En dehors du fait que de plus en plus de gens âgés ont accès à ce type d’opérations, la croissance du secteur est alimentée par les pays en développement tels que l’Inde et la Chine qui représentent à elles deux 37% de la population mondiale. La croissance potentielle du marché est illustrée par le fait que les Etats-Unis et l’Europe, qui sont aujourd’hui les plus gros consommateurs de ce secteur avec environ 80% du marché (50% pour les Etats-Unis et 30% pour l’Europe) [4], ne constituent que 17% de la population mondiale. En 2008, la croissance du chiffre d’affaires du secteur de la hanche et du genou a enregistré en dehors des Etats-Unis une croissance de plus de 17% soit plus du double de la croissance enregistrée aux Etats-Unis mêmes [5].
 

Au cours de la dernière décennie des progrès technologiques significatifs ont été enregistrés dans le secteur de l’arthroplastie. La nouvelle tendance, qui résulte de ces avancées, en particulier dans l’arthroplastie du genou, est le développement d’implants fabriqués sur mesure. Grâce aux scanners 3D et à la technologie sculpturale de conception assistée par ordinateur (CAD), il est possible aujourd’hui de concevoir et de fabriquer des implants sur mesure pour un coût bien inférieur, et avec un rendement supérieur, à ce qui était possible il y a seulement quelques années. Cette conception des implants orthopédiques a des avantages évidents par rapport à l’utilisation faite actuellement d’implants prêts à l’emploi qui n’ont généralement qu’un choix limité de géomètries.
 

Quel est l’avantage d’utiliser des affûteuses CNC pour la fabrication des implants orthopédiques?

 

L’évolution et la croissance du marché des implants orthopédiques favorisent la création de nouveaux produits et de nouvelles techniques de fabrication. À mesure que le marché s’oriente vers des implants fabriqués sur mesure, en fonction des besoins spécifiques et du sexe du patient, les fabricants doivent s’assurer qu’ils disposent des procédés de fabrication les plus rentables et les plus viables. Vu le nombre croissant d’opérations d’arthroplastie du genou, qui atteint chaque année plusieurs centaines de milliers, et le besoin de remplacer des techniques de fabrication dépassées, on voit comment la demande du marché crée de nouvelles possibilités.
 

Le polissage manuel des implants orthopédiques a été progressivement remplacé au cours des huit dernières années par la rectification CNC. L’évolution des logiciels dans le domaine du postprocessing CAD/CAM a apporté des gains de productivité importants et a conduit ces dernières années à l’apparition sur le marché de nouvelles solutions de rectification CNC. La réduction des délais de mise en production qui en découle a permis de faire de la fabrication d’implants sur mesure une activité rentable avec des marges bénéficiaires substantielles.
 

L’intégration entre les rectifieuses d’outils CNC à 5 axes et les logiciels CAD/CAM offre une solution rationnelle aux défis que représente le marché des implants orthopédiques. La souplesse d’utilisation, la productivité, l’automatisation et l’intégration avec les systèmes CAD/CAM les plus avancés sont les critères essentiels à rechercher quand on  explore des solutions potentielles.
 

Pourquoi les affûteuses ANCA représentent-elles la solution idéale pour la fabrication des prothèses de genou et de la hanche ou des râpes et broches orthopédiques?

 

ANCA, entreprise de pointe, fourni au secteur de la fabrication d’outils de coupe des solutions d’affûtage CNC depuis plus d’un quart de siècle; ANCA s’est construit au cours de cette période une solide réputation en tant qu’apporteur de solution spécifiques dès lors que l’on parle de rectification à la meule. Au cours des dernières années, ANCA a mis au point un procédé pour rectifier des pièces conçues en CAD à partir du logiciel Siemens PLM NX CAD/CAM en s’associant à des entreprises leaders dans le domaine des implants orthopédiques ainsi qu’avec d’autres entreprises industrielles.
 

En utilisant un modèle CAD de prothèse du genou, la trajectoire des meules est définie grâce au logiciel Siemens PLX NX
 

La solution offerte par ANCA pour la rectification d’implants orthopédiques offre des avantages décisifs par rapport aux autres systèmes existants. En décidant de distinguer clairement les rôles essentiels des logiciels Siemens NX et ANCA’s Toolroom, un postprocesseur a pu être mis au point pour permettre l’intégration optimale entre les deux systèmes. Le postprocesseur fournit les informations concernant la trajectoire des meules de manière générique de façon à ce que toutes les tâches liées au processus de fabrication lui-même soient assignées au logiciel ANCA.  
 

Cette séparation logique entre la création de la trajectoire des meules et le processus de fabrication a plusieurs avantages. Tout d’abord, la trajectoire des meules formulée à partir du système CAD/CAM n’a besoin d’être créée qu’une seule fois. Une fois installée sur la machine, des meules de diamètre différent peuvent être utilisées pour des opérations diverses d’ébauche, de finition et d’étincelage, en utilisant à chaque fois les mêmes données. Le dressage des meules s’intègre parfaitement au processus sans avoir besoin de retourner au système CAD/CAM. La fonction ANCA CNC’s 3D-CRC (cutter radius compensation) calcule automatiquement la nouvelle trajectoire des meules, en tenant compte instantanément du diamètre de la nouvelle meule. Il est ainsi possible de rectifier des pièces avec des meules conventionnelles ou super-abrasives en utilisant le même code NC.
 

Il n’est plus non plus nécessaire de générer un nouveau code NC à partir du logiciel CAD/CAM lorsque les paramètres de fabrication doivent être modifiés. Les modifications et les compensations de la trajectoire des meules ou des meules elles-mêmes peuvent être effectuées directement sur la machine. Une nouvelle génération de code NC n’est nécessaire que lorsque des modifications doivent être apportées à la géométrie de la pièce. En supprimant la nécessité de revoir le modèle CAD, Anca optimise de façon significative le processus de production.
 

L’autre avantage est l’utilisation de l’ensemble logiciel Toolroom d’ANCA, le leader du secteur. Le logiciel de conception d’outil d’ANCA iGrind permet en effet d’utiliser dans une opération spécialisée d’iGrind le code NC qui a été généré, tous les paramètres de fabrication ayant été définis. Cela permet de combiner les opérations générées en CAD avec d’autres opérations de rectification standard, et donc de bénéficier d’une totale souplesse dans la conception de pièces spécialisées. Cette méthode permet également, lorsque c’est nécessaire, d’effectuer des opérations de perçage et de fraisage sur la même machine avec une seule et même programmation.
 

L’intégration homogène entre la géométrie générée par CAD et le logiciel ANCA iGrind signifie également que la séquence entière d’affûtage, y compris toutes les opérations annexes, peut être visualisée en 3D grâce au logiciel de simulation virtuelleCim3D d’ANCA, le leader du secteur. Au-delà de la simple vérification de la géométrie des pièces faite en dehors de la machine, on peut facilement détecter des collisions, et calculer la durée du cycle.
 

La ANCA TX7+ constitue chez ANCA la machine de choix pour la rectification d’implants orthopédiques. Construite sur un bâti en béton polymère de façon à réduire les vibrations, la TX7+ possède le volume, la rigidité, la précision, la puissance et les fonctions d’automatisation nécessaires pour effectuer les tâches les plus exigeantes.  La TX7+ est équipée d’une électro broche de 37KW (49HP) qui peut tourner jusqu’à une vitesse maxi de 10,000 t/mn ainsi que d’un dresseur de meules monté sur la poupée porte-pièce capable de tourner à une vitesse maxi de 3000 t/mn ; un deuxième dresseur indépendant à serrage rapide HSK peut aussi être installé. L’axe  P (en option) offre un appui pour les outils comme par exemple une contre-pointe avec force d’appui contrôlée numériquement ou une lunette suiveuse de type Arobotech. La TX7+ possède en standard un double échangeur intégré de jeux de meules, mais il existe un modèle en option avec un changeur de jeux de meules d’une capacité de 21 jeux de meules. Le décrassage des meules à la pierre blanche en automatique est également disponible en option.

L’automatisation des opérations d’implants orthopédiques est généralement facilitée par l’utilisation d’un robot Fanuc. Le robot, en dehors de ses fonctions de chargement/déchargement automatique des pièces, peut aussi être utilisé pour effectuer en temps masqué des tâches annexes telles que le polissage.

En choisissant ANCA vous aurez la possibilité d’affûter une large gamme de pièces et d’outils de coupe, garantissant ainsi une utilisation et une polyvalence maximales de votre machine. En dehors des implants et des instruments orthopédiques, des outils de coupe standard peuvent être fabriqués avec la même machine. Dans un marché concurrentiel, l’investissement dans une machine adaptée, équipée des logiciels les plus avancés, est la clef du succès, notamment dans le secteur des implants et des instruments orthopédiques.

Appelez dès aujourd’hui le représentant Anca de votre région ; planifiez avec lui une démonstration afin que vous-même soyez convaincu que la TX7+ d’ANCA est la machine idéale pour la rectification d’implants et d’instruments orthopédiques.

 

Bibliographie

1 The Complete Guide to the Global Orthopaedic Market 2009 (Le guide complet du marché mondial de la chirurgien orthopédique 2009), Espicom Business Intelligence (www.espicom.com), 2009.

2 The Future of the Orthopedic Devices Market to 2012 (L’avenir, jusqu’à 2012, du marché des produits orthopédiques), Global Markets Direct, Dec-2008, Code du Rapport: GMDME0754MR

3 Global Orthopaedic Market - Focus on Hip and Knee replacement (Le marché mondial de la chirurgie orthopédique – notamment l’arthroplastie de la hanche et du genou), A&M Mind Power Solutions, Jan 2010,

4 Hip and Knee Replacement Market: Overview of the US and European markets - growth in a mature market (Le marché de l’arthroplastie de la hanche et du genou: panorama des marchés d’Europe et des Etats-Unis – la croissance dans un marché établi), Datamonitor, Oct 2006

5 For Orthopedic Devices, the Future Is Still Bright (Pour les prothèses orthopédiques, l’avenir est toujours radieux), Anthony G. Viscogliosi, Viscogliosi Bros LLC, May 2009

 

 

6 juillet 2010