Portrait d'entreprise : Rudolf Brügger SA Usinage de la pierre et sous-traitance mécanique

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Que ce soit pour l'horlogerie, les techniques médicales, la machine-outil ou l'aérospatial, Rudolf Brügger SA dispose d'un panel de compétences uniques et d'un parc machine adapté pour répondre aux défis de ses clients. Tour d'horizon du savoir-faire des employés de cette petite entreprise tessinoise.

La société Rudolf Brügger SA est née en 1949 et fête cette année ces 75 ans. Les 35 employés de cette entreprise familiale se répartissent sur deux sites : au site principal à Minusio, dans le Tessin, se sont ajoutés en 1953 les locaux de Spiez, dans le canton de Berne, où travaillent 5 personnes.

L'entreprise est active sur deux fronts : d'un côté le travail de la pierre dite d'horlogerie, c'est-à-dire rubis et saphir, auxquels se rattachent la céramique et les métaux durs, et de l'autre côté la sous-traitance mécanique de pièces complexes par fraisage, tournage et électroérosion. Deux domaines bien distincts permettant à l'entreprise d'être active sur plusieurs fronts, mais reflétant tous les deux le savoir-faire de Rudolf Brügger en termes de précision d'usinage et de qualité de surface.

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La pierre pour l'horlogerie, mais pas seulement

L'usinage de la pierre, historiquement dédié au marché horloger, a chez Rudolf Brügger trouvé depuis une quinzaine d'années d'autres applications, principalement dans les industries médicale et électronique : usinage de billes calibrées en rubis pour les palpeurs, isolateurs cylindriques en saphir pour le domaine des capteurs, duses coniques en saphir pour les applications de jet d'eau à haute pression, et bien d'autres applications diverses.

Mais pourquoi le savoir-faire de l'usinage de la pierre d'horlogerie chez Rudolf Brügger est-il désormais principalement appliqué à d'autres domaines ? Tout d'abord parce que de nombreuses usines ont été délocalisées en Asie, entraînant un effondrement des prix, jusqu'à quelques centimes la pièce. Or le travail de la pierre est complexe et requiert encore à l'heure actuelle de nombreuses étapes manuelles sur la quinzaine nécessaires à l'usinage d'une pierre. Alors que les pierres sont implantées dans des montres dont les prix peuvent être exorbitants, le savoir-faire de l'usinage de la pierre n'est, en termes financier, pas toujours reconnu à sa juste valeur. D'un autre côté, les quelques sociétés qui travaillent encore exclusivement la pierre ont été intégrées aux grands groupes horlogers. Disposant alors des compétences en interne, ces entités ne vont plus chercher à se fournir chez un sous-traitant externe. Une double peine donc, ce qui n'empêche néanmoins pas Rudolf Brügger de répondre de manière ponctuelle à des besoins liés à des pics de production ou à des demandes complexes dans le secteur horloger.

Des compétences rares

L'une des spécificités du savoir-faire de Rudolf Brügger est le creusage des pierres, pour lequel l'entreprise s'est créé sa part de marché. La gamme des billes creusées s'étend de 5 mm à environ 0,5 mm de diamètre, donc du petit à l'extrêmement petit. Il faut avoir une bonne vue pour distinguer à l'œil nu la bille de 0,5 mm, à peine plus grosse qu'un gros grain de poussière, dans sa petite boite en plastique transparent. C'est seulement au microscope que le trou central de 25 microns de diamètre et 25 microns de profondeur apparait parfaitement. Un travail de pointe.

C'est justement dans le cadre de ces compétences très particulières que Rudolf Brügger a récemment été contacté par un acteur important de l'industrie horlogère pour le perçage traversant de billes en rubis de 0,8 mm pour l'intégration dans un mécanisme de montre. L'entreprise horlogère avait absolument besoin de ces pièces « swiss made », et son ancien sous-traitant ne disposait plus du savoir-faire lui permettant de répondre à cette requête complexe. Le nom de Rudolf Brügger s'est alors présenté par bouche à oreille. Le défi de ce projet ? Le creusage traversant, l'usinage des chanfreins et la garantie de planéité et de parallélisme sur une bille d'un tel diamètre. Un défi risqué donc, mais qui a été relevé avec succès : cinq prototypes ont été usinés et acceptés par le client, lançant ainsi la production d'une centaine de pièces.

Un travail minutieux, entre usinage machine et savoir-faire manuel

Le travail de la pierre est partagé entre les deux sites de l'entreprise, le grandissage et le tournage, c'est-à-dire la calibration du trou central et du diamètre externe, étant fait à Spiez. Le grandissage en particulier, est une opération complexe qui nécessite un savoir-faire très spécifique. Il se fait en deux temps sur des machines de pré-grandissage et de grandissage, ces dernières étant plus complexes et permettant de gérer le millième de tolérance. Le grandissage de trous traversants s'effectue en enfilant les pierres (rubis, saphir, céramique) sur de fins fils diamantés tendus sur une machine qui va les faire entrer en rotation. Un mouvement additionnel de va-et-vient du fil dans la pierre va agrandir le trou par abrasion. La mesure de l'état d'usure du fil va alors donner à l'opérateur expérimenté une évaluation de l'état d'avancement du grandissage. Là aussi, le travail manuel représente une part importante du travail.

Dans l'atelier de Minusio, ce sont plusieurs rangées de machines dédiées à l'usinage de la pierre qui s'alignent. Aux machines de perçage succèdent celles de creusage puis celle de polissage par ultrasons. Les premières permettent de percer verticalement la pierre avec une broche en diamant. Le perçage de trous traversants nécessite une opération additionnelle de retournement manuel des pièces. Ce perçage en deux temps permet d'éviter les brisures. Les machines de creusage quant à elles, disposent de deux axes avec broches diamantées dont les angles peuvent être ajustés pour l'usinage de cône par creusures successives ou le chanfreinage. Les machines de polissage à ultrasons sont quant à elles utilisées pour la finition des opérations de perçage et de creusage.

Parcours typique d'une pastille en rubis

De petites pastilles en rubis pour une application médicale sont dans leur deuxième phase d'usinage d'un perçage traversant à environ une centaine de microns. Une fois le perçage terminé, les pastilles seront envoyées à Spiez pour le grandissage, avant de revenir pour l'usinage des chanfreins sur les deux faces et le polissage. Elles seront ensuite triées par groupe suivant leur hauteur puis collées sur un support à l'aide d'une matrice. La face accessible passera par plusieurs heures de battage afin d'adoucir les angles vifs qui pourraient être source de brisures, puis polie pour obtenir la planéité et le parallélisme requis. Les pastilles seront ensuite décollées, lavées, contrôlées, puis recollées dans l'autre sens pour le traitement de l'autre face. L'usinage de ce composant comprend donc un nombre important d'opérations dont de nombreuses opérations manuelles.

Fabrication de broches en diamant

Les broches en diamant nécessaires aux premières étapes d'usinage sont fabriquées en interne. Chez Rudolf Brügger, les broches sont fabriquées à la main, même s'il existe des machines pouvant remplacer certaines actions manuelles. Pourquoi ? Simplement parce que la qualité des broches obtenues manuellement est nettement supérieure à celle des broches fabriquées par processus machine. Cette qualité des broches de Rudolf Brügger est également reconnue à l'international, avec des exportations vers le Japon et l'Allemagne, entre autres.

Le grain de la pâte diamantée est choisi en fonction de l'application de la broche. Un grain d'environ 3 microns sera utilisé pour une broche de finition, tandis qu'un grain de 9 sera beaucoup plus abrasif et plus adapté à des opérations de dégrossissage. Travail de force avec l'étirage de la pâte pour formation des cylindres très fins, puis meulage diamant des pointes et contrôle de la concentricité : un autre savoir-faire unique dont dispose l'entreprise.

Matière première et impact sur la production

Il y a maintenant plusieurs années, il existait encore un fournisseur suisse de matière première, mais celui-ci n'est plus. Désormais, les plus grands fournisseurs de pierres sont en France, en Russie et en Asie. Or, la qualité des pierres a changé, et bien que cela ne se ressente pas sur le produit fini, l'impact en production n'est pas négligeable. Pour le rubis par exemple, le battage des pierres est six fois plus long pour obtenir le même résultat. Dans le milieu médical, avec une tolérance 0 sur les défauts de la pierre, il arrive d'avoir un rebut entre 10 et 15 % de la production au contrôle final, pour cause d'inclusions dans la pierre par exemple. Pourquoi si peu d'alternatives, en particulier concernant le rubis ? Simplement parce que le rubis ne représente qu'une petite part du marché international des monocristaux, le saphir couvrant le reste. L'intérêt que les fournisseurs de matières premières porte au rubis est donc minime, même si le rubis garde le prestige de son utilisation en horlogerie.

Saisir les opportunités de marché

Bien que le travail de la pierre ne représente à l'heure actuelle qu'une petite partie de son chiffre d'affaires, la société tessinoise souhaite continuer à développer ce savoir-faire unique. La stratégie de Rudolf Brügger SA pour développer ses parts de marché est d'aller les chercher au-delà des frontières de la Suisse. À l'heure actuelle, le chiffre d'affaires lié au travail de la pierre se partage de manière quasi équitable entre la Suisse et le reste du monde. L'entreprise jouie en effet déjà d'une reconnaissance internationale dans le domaine, avec des clients de longue date aux États-Unis, au Japon et en Australie. La Suisse a longtemps été vue comme un centre de haute compétence dans le secteur de l'usinage de la pierre, et cette reconnaissance existe encore.

En termes de domaines d'applications, les opportunités sont clairement là, avec le développement des applications médicales, électroniques et d'impression 3D. En termes d'investissements technologiques, l'acquisition d'une machine d'usinage laser pourrait ouvrir de nouveaux horizons, en permettant des usinages plus pointus et plus complexes sur des diamètres encore plus petits. Autant de possibilités de développement dans l'usinage de la pierre sur lesquelles l'entreprise réfléchit.

Sous-traitance mécanique

La seconde activité de Rudolf Brügger est la sous-traitance mécanique, dont 77 % du chiffre d'affaires est fait en Suisse. L'entreprise s'est spécialisée depuis le début des années 2000 dans le fraisage cinq axes et l'électroérosion. À l'époque, cette stratégie a permis d'intégrer le marché de l'usinage du titane, entre autres pour les applications médicales. Les matériaux usinés se sont par la suite diversifiés et d'autres marchés se sont développés, notamment l'aéronautique/aérospatial. À l'heure actuelle, ces deux marchés couvrent environ 15 % du chiffre d'affaires de l'entreprise. Le reste provient du secteur de la machine-outil et à l'horlogerie, secteur pour lequel sont usinés des posages et équipements pour l'usinage de pièces horlogères complexes.

La stratégie de Rudolf Brügger en termes de domaines d'applications est de se concentrer sur les marchés fortement réglementés, comme le secteur médical et l'aéronautique/aérospatial, tout en continuant à développer ses marchés historiques que sont la machine-outil et l'horlogerie.

En termes de taille, les pièces usinées sont de dimensions maximales d'environ 50 x 50 x 50. À l'autre bout du spectre, on trouve des composants aussi petits que 0,8 mm de diamètre par 1,5 mm de longueur, usinées suivant des tolérances au micron.

La complexité comme carte de visite

Les entreprises suisses de sous-traitance, pour être compétitives, doivent se démarquer grâce des arguments clés de vente. L'atout de Rudolf Brügger est l'usinage de pièces complexes, associant usinage cinq axes ou tournage et électroérosion, dans des tolérances au micron, en petites et moyennes séries.

Afin de se positionner au mieux dans ce segment de marché, et en particulier au niveau des marchés fortement réglementés, l'entreprise mise sur les préséries et le prototypage, stratégie qui offre un avantage concurrentiel sur les phases de projet suivantes. Cela repose sur plusieurs points. Tout d'abord, la concurrence est moins importante dans les étapes initiales de développement, car les entreprises doivent disposer d'une certaine flexibilité dans leur production. Cette flexibilité, Rudolf Brügger en dispose. En outre, dans le secteur médical par exemple, chaque pièce est liée à une homologation, qui fixe le cahier des charges du produit pour les étapes suivantes. L'entreprise impliquée dans le prototypage ou la présérie dispose donc d'un argument de poids non négligeable lorsqu'advient le choix du fournisseur série, puisqu'il est alors homologué pour cette pièce.

Prochaine étape, la certification

En termes de certification, Rudolf Brügger est certifié ISO 9001, mais pas encore ISO 9100 (aéronautique, spatiale et défense) et ISO 13485 (industrie des dispositifs médicaux). Jusqu'à présent, ces certifications ne revêtaient pas un caractère obligatoire pour l'entreprise, mais dans une logique de développement futur dans ces domaines, en particulier dans le domaine MedTech, l'idée mûrit dans la tête des dirigeants. En ce qui concerne l'ISO 13485, l'expérience de Rudolf Brügger dans le domaine médical et l'ISO 9001 forment d'ores et déjà des bases solides pour l'obtention de la certification.

Un parc de machines-outils haut de gamme

Rudolf Brügger entretient une forte relation avec GF Machining Solutions. Nombre des machines qui peuplent l'atelier viennent donc des différentes gammes de machines proposées par GF.

Les deux dernières machines à avoir rejoint le parc machine de l'entreprise sont un centre de fraisage 5 axes Mikron MILL S 200 U, installée il y a quelques mois, et un tour bi-broche, bi-tourelle avec ravitailleur, en place depuis un peu plus d'un an. Ces deux machines se trouvent dans une salle qui se veut dédiée à la production pour le domaine des techniques médicales. En effet, dans le but de développer son activité MedTech, l'entreprise a pris la décision il y a cinq ans de transformer l'espace entre ses deux bâtiments originaux en un atelier dédié à l'usinage pour l'industrie de la technologie médicale. En lieu et place d'un ancien parking se trouve donc une salle lumineuse et désormais bien équipée.

Le monde de l'électroérosion

L'entreprise s'est lancée dans l'électroérosion au début des années 2000. Son dernier investissement en la matière est l'AgieCharmilles CUT 1000 OilTech de GF Machining Solutions. Cette machine d'électroérosion de haute performance à technologie double fil est très précise et convient parfaitement à l'usinage de composants de haute qualité pour les industries horlogères et médicales. Le bain d'huile, à la différence du bain à eau, permet de s'affranchir du risque de rouille lors de l'usinage de composants en matériaux ferreux, et d'obtenir une finition de surface de coupe de grande qualité. Autre avantage de la CUT 1000, sa technologie double fils et la possibilité d'utiliser du fil particulièrement fin, jusqu'à 0.02.

À cette machine de pointe s'ajoutent deux autres machines, également très performantes, d'électroérosion à fil à bain d'eau.

Rudolf Brügger possède également trois machines d'électroérosion par enfonçage, dont la plus récente permet également de faire du micro-perçage par électroérosion.

Fraisage 3 et 5 axes

En plus des fraiseuses 5 axes installées dans la salle MedTech, L'entreprise dispose de plusieurs machines de fraisage cinq axes, des Mill 400 U LP de chez GF.

À côté de ces fraiseuses se trouve l'une des premières machines-outils Kern en Suisse : une fraiseuse trois axes, transformable au besoin en cinq, avec vitesse d'usinage réglable. Cette machine est principalement utilisée pour usiner la céramique et le saphir.

En outre, Rudolf Brügger dispose d'une cellule automatisée comprenant deux centres de fraisage 5 axes et un System 3R Transformer WorkMaster, travaillant 24 heures sur 24 de manière totalement indépendante.

Investissements machines récents et futurs

D'autres investissements possibles sont en phase d'évaluation, en particulier un nouveau centre de fraisage 5 axes et rectification et une machine laser pour le travail de la pierre.

Rudolf Brügger a également récemment investi en termes de contrôle qualité dans une machine de mesure à technologies combinées (optique, laser et lumière blanche) qui permet de mesurer planéité, rugosité et forme dans des tolérances de ± 1 nm. Elle vient compléter un banc de mesure 3D et d'autres machine de mesures et de contrôle, dont la plupart sont installées dans une salle dédiée au contrôle de la qualité.

Analyse de la matière

Au-delà d'un parc de machines conséquent, Rudolf Brügger possède également un savoir-faire important en termes d'analyse de la matière. Les alliages utilisés sont toujours donnés par le client. Néanmoins, il est possible pour le sous-traitant de jouer sur le traitement de cette matière, afin d'obtenir les meilleurs résultats d'usinage. Détensionnement, trempe, recuit, autant de paramètres disponibles pour définir le processus d'usinage le plus fiable et le plus efficient possible.

Rudolf Brügger : un service à 360 degrés

L'entreprise tessinoise propose donc à ses clients un service complet, du prototype au produit fini, en les accompagnant tout au long de leurs projets. Les compétences humaines uniques disponibles en interne associées à un parc de machines en constante modernisation, permet à Rudolf Brügger de répondre à des demandes complexes et de garantir des résultats en accord avec des tolérances au micron.

MSM

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