Matériaux Horlogerie et Medtech : le défi des nouveaux matériaux

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Entre normes REACH et exigences de biocompatibilité, le choix des métaux redéfinit la production microtechnique. Du titane aux alliages sans plomb, retour sur une mutation profonde qui impacte toute la chaîne de valeur, du laminage à l'usinage jusqu'aux traitements de surface.

La frontière entre les besoins de l'horlogerie et des techniques médicales devient de plus en plus poreuse. Les deux domaines partagent une quête commune de l'ultra-précision, et ils font également face à un défi technologique majeur : l'évolution des matériaux et alliages, poussée entre autres par de nouvelles réglementations et des exigences de plus en plus élevées.

La matière première sous pression normative

Le passage au « sans plomb » (directive REACH) et au « sans nickel » bouleverse les habitudes de production. Pour Seyit Özdemir, Sales & Key Account Manager chez Jacques Allemann, la transition est complexe. Si le titane reste la star du secteur médical, de nouveaux alliages comme le 3808 ou le 9907 (sans nickel) émergent pour répondre aux impératifs de biocompatibilité. Le cuivre-béryllium et ses alternatives au Tellurium, demandées en horlogerie, vont également devoir s'adapter dans les prochaines années.

Mais cette mutation a un coût et un impact industriel important. Le retrait du plomb par exemple, qui servait de lubrifiant lors de la coupe, dégrade les performances en atelier : « Les clients se retrouvent face à des problèmes qu'ils n'avaient pas avant, en particulier au niveau de l'usinabilité. Car au-delà du fait que les matériaux sans plomb sont plus chers, ils sont surtout plus difficile à travailler », souligne Seyit Özdemir. Décolletage ou fraisage, l'horlogerie en particulier doit donc désormais composer avec ces matériaux.

Le laminage, un défi sur le titane

Le titane illustre parfaitement les contraintes physiques liées aux matériaux modernes. Chez Lamineries Matthey, on distingue les grades par leur aptitude à la déformation. Alors que le titane grade 1 et le titane grade 2 (titane pur) se prêtent au laminage à froid, le titane grade 5 (Ti-6Al-4V), très prisé en horlogerie pour sa dureté et sa légèreté, doit quant à lui être transformé à chaud.

Le métier de lamineur consiste à atteindre des précisions d'épaisseur extrêmes (au micron près), un peu à la manière d'une machine à pâtes. Mais toute matière ne se lamine pas aussi facilement. Stéphane Rauber, Key Account Manager, explique : « Le titane a tendance à coller. Le laminage du titane, bien que tout à fait faisable, comporte donc quelques difficultés. » Cette propension à l'adhérence exige une maîtrise parfaite des tensions et de la lubrification pour éviter les défauts de surface.

Géométrie d'outils : l'ère du sur-mesure

Puisque la matière « colle » ou s'usine moins bien, l'outil de coupe devient le levier de performance principal. Chez Vasconi SA, la réponse se trouve principalement dans l'outil spécial. C'est en collaboration étroite avec l'utilisateur final que l'entreprise développe ainsi les outils nécessaire au travail de ces matières.

Erico Convertino, Machining Manager, explique cette approche : « Vasconi travaille main dans la main avec ses clients. Nous devons trouver des solutions adaptées au cas pas cas. Ainsi nous n'avons pas de gamme standard et faisont quasiment 100 % d'outillage spécial. » Pour dompter les nouveaux matériaux, les géométries de coupe sont testées en conditions réelles, souvent sur des diamètres infimes (0,1 à 1 mm), cœur de métier de l'entreprise.

La finition de surface : décontaminer pour rassurer

Une fois la pièce usinée, le combat contre les impuretés commence, particulièrement dans le médical. Pascal Ellenberger, référent chez BWB-Ampho SA, rappelle que sur le titane, l'enjeu n'est pas la déposition de couche, mais la propreté absolue.

« Sur un pièce médicale en titane, on peut enlever entre 40 et 80 microns par face pour décontaminer et dépolluer la pièce au maximum », précise-t-il. En termes d'esthétique, le polissage électrolytique ou au plasma permet de supprimer la bavure et d'arrondir les angles, facilitant le travail ultérieur de finition des polisseurs.

Cependant, les tentatives de faciliter l'usinage en amont peuvent complexifier la finition. L'introduction de soufre dans certains aciers inox pour améliorer le décolletage crée des réactions chimiques indésirables en traitement de surface. Pascal Ellenberger note que ces matières provoquent des « flashbacks » ou des marbrures lors du passage en bain acide, dégradant l'esthétique de la pièce. Une traçabilité parfaite des matériaux utilisés est donc indispensables.

La travail de toute une chaîne

L'évolution des matériaux en microtechnique montre que le métal n'est plus une donnée statique. Il est le point de départ d'une réflexion globale incluant toute la chaîne de fabrication. Ainsi, la communication entre tous les acteurs de cette chaîne est la seule garantie pour transformer des alliages « difficiles » en produits d'exception, qu'ils soient destinés à être portés au poignet ou implantés dans le corps humain.

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