Techniques de production Starrag, moteur de l'excellence industrielle chez Smithstown

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Nichée à Shannon, en Irlande, Smithstown Light Engineering a connu une transformation remarquable au cours des 50 dernières années. Aujourd'hui, avec trois sites répartis en Irlande et en Pologne, l'entreprise produit chaque année des millions de composants de précision, la Starrag Bumotec 191neo s'imposant comme la pierre angulaire de sa stratégie d'Introduction de Nouveaux Produits (NPI - New Product Introduction).

Fondée en 1974 en tant qu'entreprise traditionnelle d'outillage sous la direction de Brian King, Smithstown Light Engineering est devenue un acteur mondial de premier plan dans le domaine des dispositifs médicaux, comptant plus de 300 employés. « Brian King était un outilleur de renom en Irlande, remportant des prix et se forgeant une réputation basée sur la précision et la qualité », explique Gerard Henn, PDG de Smithstown Light Engineering. « Cette philosophie axée sur le client, où l'on pouvait l'appeler à 22h pour un problème et où il répondait présent dès le lendemain, c'est le socle sur lequel nous avons tout construit. »

Lorsque le fils de Gerard, Brian, est devenu directeur général en 2011, il a pris conscience que la nature cyclique de la fabrication d'outillages posait problème, particulièrement après la récession de 2008. Déjà impliquée dans la fabrication de pinces, de fixations, et d'instruments pour les procédures chirurgicales (des activités offrant un modèle d'affaires récurrent), l'entreprise a planifié un changement de cap chirurgical. « En 2018, nous fabriquions encore des moules, mais la décision était évidente. Nous avons abandonné les moules pour nous concentrer sur la fabrication de dispositifs médicaux. »

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Le paysage des dispositifs médicaux en Irlande

La côte ouest de l'Irlande s'est imposée comme un pôle européen de la fabrication de dispositifs médicaux, avec des acteurs majeurs tels que Stryker, Zimmer, DePuy, Boston Scientific, et Medtronic, qui maintiennent tous des activités importantes sur l'île d'Émeraude.

Aujourd'hui, environ 90 % de l'activité de Smithstown provient d'opérations basées en Irlande, les 10 % restants étant répartis entre les États-Unis et l'Amérique centrale. Cependant, ce pourcentage à l'international augmente à mesure que la réputation de l'entreprise s'étend. « Lors des réunions d'évaluation des fournisseurs aux États-Unis ou ailleurs, nous sommes souvent invités à soumissionner. Notre nom circule grâce à notre réputation », note M. Henn.

Des composants plus petits et des tolérances plus strictes

Les composants de dispositifs médicaux devenant de plus en plus petits, complexes et exigeant des tolérances toujours plus serrées poussant les approches de fabrication traditionnelles dans leurs retranchements, Smithstown a entrepris d'acquérir des machines-outils adaptées telles que la Starrag Bumotec 191neo. En effet, des pièces qui mesuraient autrefois plus de 100 mm ont vu leurs dimensions se réduire au point de nécessiter un grossissement pour être inspectées.

« Si vous regardez certains des composants que nous fabriquons aujourd'hui, il faut littéralement des lunettes pour les voir correctement. Il s'agit de dispositifs médicaux complexes nécessitant de multiples opérations comme le perçage transversal, le chanfreinage, des rayons internes serrés et des finitions de surface critiques, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur. Beaucoup exigent des tolérances de l'ordre de 3 à 5 microns sur des séries de production, et pas seulement sur des prototypes », poursuit M. Henn.

« Il y a quatre ou cinq ans, nous devions puiser dans nos ressources de production pour fabriquer les prototypes de nos clients. Ce qui devait prendre deux jours se transformait souvent en 4 semaines, avec une machine de production immobilisée pendant un mois », se souvient M. Henn. Avec 10 à 15 programmes NPI en cours simultanément sur le site de Shannon et en Pologne, les interruptions constantes de la production devenaient problématiques. « Nous n'atteignions pas nos objectifs. Nous perdions deux semaines ici, six semaines là. Il fallait que quelque chose change. »

Une installation dédiée aux NPI

La solution passait par un changement à la fois organisationnel et technologique. Smithstown a créé un département NPI dédié, doté de ses propres équipements, indépendant de la production de série. Cependant, les équipements spécifiés devaient être capables de traiter les géométries les plus complexes possibles. C'est là que la Starrag Bumotec 191neo est entrée en jeu, avec son changeur de 60 outils, sa broche principale et son unité de reprise de pièce, ainsi que sa tête d'usinage axe B de 12,2 kW à 36 000 tr/min. « Nous avions besoin d'une machine pour toutes les opérations multiples. Quelque chose capable de gérer des géométries très complexes avec des tolérances serrées. »

L'équipe technique de Smithstown, dont beaucoup possèdent 25 à 35 ans d'expérience, a assisté à des salons comme l'EMO et a maintenu le dialogue avec les fournisseurs. Starrag s'est imposé comme un fournisseur clé potentiel pour plusieurs raisons convaincantes. Outre le prestige de la marque dans de multiples secteurs industriels, l'une des raisons était la présence de clients de référence dans l'industrie médicale en Irlande, ainsi qu'une machine installée en permanence au sein du centre de l'Irish Manufacturing Research (IMR). « Nous avons commencé à poser des questions du type : quel est votre niveau de service ? Quelle est votre garantie ? Combien de machines avez-vous en Irlande ? »

Pourquoi la Starrag Bumotec 191neo ?

La relation s'est développée progressivement sur plusieurs années avant qu'une commande ne soit passée. Alexandre Gelfer, représentant de Starrag Vuadens SA pour le Royaume-Uni et l'Irlande, a joué un rôle crucial. « Nous avons montré à Alexandre une gamme de pièces, et nous voulions une machine capable de couvrir la majeure partie de cette gamme », note Flavio DeCampos, responsable de la fabrication et des NPI chez Smithstown.

Plusieurs facteurs clés ont motivé la décision finale de commander la Starrag Bumotec 191neo en janvier 2025. Le premier résidait dans la capacité fondamentale de la machine : un centre d'usinage 5 axes intégré dans un environnement de tournage. « Avec la Bumotec 191neo, vous placez un 5 axes à l'intérieur d'un centre de tournage. Cela vous donne la capacité de traiter des pièces complexes avec les tolérances les plus strictes. Sur une seule plateforme de machine, il existe 12 configurations possibles où vous pouvez avoir jusqu'à 7 axes et 3 broches », explique M. DeCampos.

Le deuxième facteur était l'encombrement réduit par rapport à son volume de travail. Le troisième était la flexibilité face à des besoins futurs encore inconnus. « Nous avions besoin de la Rolls-Royce des machines pour le travail NPI, et la Starrag Bumotec 191neo est sans conteste cette machine. Nous savions que la première machine NPI serait le point central des opérations futures, et seule une marque aussi prestigieuse que Starrag pouvait offrir cela », souligne M. Henn.

« Nous avons vraiment tout examiné en détail avec Starrag. Nous avons demandé : que peut faire la machine ? Quelles sont les options standard et spéciales ? Montrez-nous tout et discutons-en. Nous avons échangé sur nos besoins, sur ce qui était disponible, sur ce qu'ils fournissaient déjà aux clients, et sur ce qu'ils pensaient que nous devrions envisager. Nous avons convenu d'une machine avec 60 outils, une broche de tournage principale avec une tête de fraisage axe B, et une unité de reprise avec un étau pour récupérer les pièces afin d'usiner les opérations finales. »

Un impact stratégique

Depuis sa livraison, la Bumotec 191neo est rapidement devenue la pierre angulaire de la stratégie NPI de Smithstown pour la prochaine décennie. « Les NPI représentent l'activité d'ici deux ans. Si nous ne sommes pas présents maintenant et ne travaillons pas sur de nouveaux produits, nous n'aurons plus d'activité demain », insiste M. Henn.

Le département NPI dédié fonctionne désormais de manière indépendante, éliminant les conflits et les retards causés par l'empiètement sur les capacités de production. « Si les NPI ont besoin de cinq semaines pour le développement, c'est leur affaire. Ils n'affectent pas la production, et les clients ne subissent aucun impact. »

L'engagement envers Starrag n'est pas un investissement ponctuel. « Nous n'allons pas en acheter une cette année et quelque chose de différent l'année prochaine. Nous disposons d'une installation à la pointe de la technologie et sommes sur une trajectoire de croissance. Nous ajouterons une deuxième Bumotec, puis une troisième, et nous irons au-delà, au fur et à mesure que notre activité l'exigera. »

Première expérience de production

Le premier composant testé sur la Bumotec 191neo a été un dispositif médical destiné à un fabricant mondial. « Nous avions fabriqué des pièces similaires sur un tour à poupée mobile, mais cette nouvelle pièce était beaucoup plus complexe. Sur des centres de tournage traditionnels, nous aurions dû effectuer plusieurs réglages. Maintenant, nous entrons la barre de matière brute et nous sortons la pièce finie. Cela doit être la norme avec des composants complexes aux tolérances serrées. Nous ne pouvons plus nous permettre d'effectuer des opérations de reprise sur des centres d'usinage, comme nous le faisions par le passé. »

La géométrie de ces pièces repousse les limites. « Nous parlons de tolérances de profil de 3 à 5 microns sur ce qui finira par être des pièces de série. Sur d'autres machines, nous serions incapables de tenir cela. Nous pouvons maintenir ces tolérances avec la Bumotec, même lors d'usinages de production complexes », note M. DeCampos.

Le composant médical a subi neuf itérations de conception. « Il y a eu huit modifications de design en six mois. Nous avons produit des lots de 5000 pièces lors de chacune de ces itérations. Il nous fallait une machine capable de gérer cette variabilité dès le dépar, et nous l'avons maintenant. Lorsque la pièce passera en pleine production, nous pourrions parler de 10 à 20 millions de pièces, mais dans le secteur médical, cette phase commerciale peut prendre quelques années. Le moment venu, nos processus devront être maîtrisés à 100 % pour maintenir les tolérances extrêmement serrées requises pour la production en grand volume. La Bumotec nous offre cette stabilité de processus et cette précision que la plupart des machines ne peuvent égaler, tout en offrant la flexibilité de terminer des pièces complexes en une seule opération », explique M. Henn.

Des performances exceptionnelles

L'équipe de Smithstown a l'habitude d'utiliser certaines des marques de machines-outils les plus prestigieuses du marché, mais la Bumotec a véritablement impressionné. « C'est la constance qui se démarque. Maintenir des tolérances strictes de l'ordre du micron avec toute la cinématique en mouvement est un domaine où d'autres machines commencent à perdre en régularité, mais pas la Bumotec 191neo. »

Cette capacité a changé l'approche de Smithstown. « Certains cônes ont des tolérances de profil tellement serrées que nous nous demandons s'il devrait s'agir d'une opération de fraisage ou de rectification, mais la Bumotec gère tout cela sans la moindre difficulté », déclare M. DeCampos.

La machine fonctionne sur deux quarts de travail (en « 2x8 »), avec une capacité de 24 heures si nécessaire. Les temps de cycle actuels sont d'environ 15 minutes par pièce. « Nous sommes convaincus que nous pourrions travailler au moins 20 % plus vite, et peut-être même réduire les temps de cycle de plus de 30 % lorsque nous aurons plus d'expérience avec la machine et ses stratégies d'usinage », affirme M. DeCampos.

Installation, mise en service et formation

La mise en service s'est déroulée sans accroc grâce au soutien de Stefan Narnhofer, ingénieur de mise en service chez Starrag. « Stefan a été exceptionnel. Il était tellement méticuleux et dévoué. Que demander de plus à un fournisseur ? » ajoute M. Henn.

« M. Narnhofer a participé aux tests d'acceptation en usine, à l'installation, à la mise en service, et est revenu pour les ajustements FAO. Nous avons conservé une continuité : c'est le même interlocuteur qui comprenait nos opérations et nos processus », poursuit M. Henn. Le programme de formation a été tout aussi efficace pour les trois membres du personnel opérant la machine. « L'une des choses qui ressort, c'est la convivialité de l'IHM (Interface Homme-Machine). Comprendre clairement tous les axes lorsque la tête de fraisage se déplace montre à quel point son utilisation est facile. La différence par rapport aux autres machines est considérable, et l'affichage graphique est incroyablement intuitif », explique M. DeCampos.

Cette interface intuitive a considérablement réduit la courbe d'apprentissage. « L'opérateur a suivi une semaine de formation et a pu revenir commencer à usiner des pièces immédiatement », note M. DeCampos.

La courbe d'apprentissage à venir

M. Henn et M. DeCampos sont francs quant au fait qu'ils n'en sont qu'au début de leur processus d'apprentissage. « Il y a encore beaucoup à apprendre sur la façon de tirer le meilleur parti de la machine », reconnaît M. DeCampos.

Cela a suscité des discussions sur une formation avancée. « J'ai appelé Claude Ballif, directeur des ventes chez Starrag Vuadens, pour lui demander comment nous pouvions faire progresser cette technologie. La réponse immédiate de M. Ballif a été que chaque client revient pour une deuxième phase d'apprentissage une fois qu'il maîtrise la machine. Chaque client veut repousser les limites du possible, et la Bumotec nous permet de le faire », ajoute M. Henn.

M. Ballif a expliqué que les utilisateurs programment initialement en fonction de leur expérience avec d'autres types de machines. « La Bumotec est bien plus puissante que cela. Les utilisateurs doivent changer leurs stratégies et aborder l'usinage depuis une direction totalement nouvelle, offrant des possibilités illimitées », rapporte M. Henn.

M. DeCampos acquiesce : « Le technicien qui programme la machine venait du monde de l'usinage 5 axes. Les techniciens utilisant des 5 axes sont concentrés sur le fraisage et ne pensent pas au tournage sur la même machine. Cela nécessite donc un véritable changement de mentalité, tant de la part de nos usineurs que de nos équipes de développement. »

Avec le recul, M. Henn ne tarit pas d'éloges : « Je ne peux que féliciter Starrag. Le dialogue, la patience, la transparence et la réactivité sont remarquables. Pour notre équipe d'ingénierie de projet, la Bumotec 191neo devient la machine de premier choix pour les composants de dispositifs médicaux complexes. »

Conclusion

La décision stratégique de créer un département NPI dédié, associée à l'investissement dans la technologie Starrag Bumotec 191neo, positionne l'entreprise pour une croissance continue dans l'un des secteurs manufacturiers les plus exigeants au monde. « On entend beaucoup de choses très positives sur l'industrie horlogère suisse et sur l'implication de Starrag dans ce domaine. Quand je regarde certaines de nos pièces sur un écran de CAO et leurs dimensions minuscules, je comprends pourquoi. La capacité de confier n'importe quelle pièce à cette machine est fantastique », poursuit M. Henn.

Avec des dizaines de millions de composants produits chaque année et une présence croissante en Irlande et en Pologne, Smithstown a une stratégie claire, et l'ajout de nouvelles machines-outils Bumotec à l'avenir est assuré. « Si nous ne sommes pas dans la course pour le prochain appel d'offres, si nous ne pouvons pas traiter les pièces les plus complexes que nos clients peuvent imaginer, nous ne serons plus là dans cinq ans. La Bumotec nous donne cette capacité. C'est la Rolls-Royce de notre département NPI et, à mesure que nous découvrirons tout ce qu'elle peut faire, elle nous aidera à remporter les programmes qui maintiendront la croissance de cette entreprise pour les 50 prochaines années », conclut M. Henn.

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