Articles de presse sur la société de Haute Savoie Vuichard S.A. spécialiste du micro usinage et pionnier de l’électro-érosion depuis 1967

Nano- et microtechniques

Métaux – Le fraisage, le tournage, l’électro-érosion et la découpe laser sont des procédés couramment employés en micro-mécanique, cela n’est un secret pour personne. Ce qui est sans doute moins connu, c’est la faculté du sous-traitant Vuichard SAS de repousser les limites de ces technologies dans des dimensions toujours plus petites. Jugez plutôt !

Micro-fraisage : usiner avec une fraise boule de 0,1 mm de diamètre n’est pas des plus facile. Pourtant, en 2018, Vuichard SAS a été primée au salon Micronora pour un fraisage utilisant un outil 100 fois plus petit ; en d’autres termes, la pointe de la fraise faisait moins de 1 micron. La micro- structure fraisée à la surface d’un moule n’était pas visible à l’oeil nu, ni à la loupe, ni avec un microscope grossissant moins de 100 fois.

Micro-découpe laser : L’immense majorité des lasers de découpe font plus de 1000 Watts et ont tendance à « brûler la matière » sur des épaisseurs inferieures à 0,4 mm. Vuichard SAS a investi 800.000 € dans un laser de 12 Watts qui lui permet de prendre le relais des autres sous-traitants en découpant des épaisseurs supérieures à 5 microns, sans chauffe, strictement sans bavure et sans concentricité de découpe.

Electro-érosion à fil : Le diamètre de fil d’électro-érosion le plus petit est de 20 microns. Ce procédé permet de faire des micro-découpes sur des pièces plus épaisses que le laser mais les deux procédés sont très complémentaires avec des largeurs de fente de l’ordre de 30 microns.

Micro-tournage : Le tournage se fait toujours avec un outil coupant qui fabrique un copeau. Vuichard SAS a développé le tournage en électro- érosion. Ce procédé est très lent mais permet de réaliser des pièces très longues et très fines sans aucun effort de coupe. Des diamètres de 0,04 mm sont facilement obtenus et étant donné qu’il n’y a pas de problème de « coupe au centre », le tournage de pointe est d’une qualité exceptionnelle. S’agissant d’électro- érosion, tous les matériaux conducteurs peuvent être tournés, y compris les matériaux qui sont réputés « inusinables ».

Electro-érosion d’enfonçage : L’utilisation d’électrodes de 0,07 mm de longueur est réservée à des utilisateurs avertis ; la société Vuichard SAS, quant à elle, parvient à fraiser des électrodes de 7 microns de largeur et à réaliser des empreintes de 15 microns. Il s’agit donc dans ce type d’applications, d’usinages complétement invisibles à l’oeil. Au stade de la sous-traitance, même s’il ne s’agit pas encore de nano-mécanique, force est de constater que le micron n’a jamais été aussi bien maîtrisé.

Réputée pour ses moyens et son savoir-faire en matière de micro-usinage par électro-érosion, l’entreprise Vuichard est également équipée d’une machine de découpe laser très spéciale, de la marque Synova, qui lui permet de répondre à des besoins pointus dans le secteur médical.

Fondée en 1967 par Michel Vuichard, ancien salarié du centre de R&D de Charmilles Technologies (aujourd’hui GF Machining Solutions), l’entreprise familiale Vuichard est synonyme d’électro-érosion. Son activité de sous-traitance a débuté avec le procédé d’électro-érosion par enfonçage, sur lequel elle a bâti sa réputation, notamment pour l’usinage de pièces spéciales. En 1988, l’entreprise étend son expertise à l’électro-érosion à fil qui va rapidement se développer, puis au fraisage 5 axes, et enfin à la découpe laser.

Le parc machines de l’entreprise lui permet de se distinguer de la concurrence par sa capacité à usiner de très petites pièces. Située à Dingy-en-Vuache, entre Annecy et Genève, elle sert les besoins de l’horlogerie, mais cette spécificité de micro-usinage intéresse d’autres industries, dont le médical, qui représente environ 15 % de son CA (1 M€, pour 9 employés). Il s’agit par exemple d’usinage de formes en bout d’aiguilles, de mélangeurs de gaz, de métaux à mémoire de forme, de pièces spéciales en inox, chrome-cobalt, titane, nitinol, platine…

Concernant l’électro-érosion par enfonçage, Vuichard arrive à fabriquer des électrodes presque invisibles à l’œil (7 µm), pour obtenir des empreintes de seulement 15 µm de large. Cela permet notamment de faire des trous dans une aiguille sans effort de coupe et sans bavure. « Il est difficile de trouver de telles compétences en Europe », souligne Philippe Vuichard, fils du fondateur, qui dirige l’entreprise depuis 1998. De même, pour l’électro-érosion à fil, l’entreprise est capable d’utiliser des fils de 20µm de diamètre. Une spécificité qui lui a permis de fabriquer des électrodes d’implants cochléaires.

Côté fraisage, on reste dans le très petit, avec un centre d’usinage Matsuura LX0 (60000 trs/min) dont l’asservissement est au 100ème de micron. C’est avec cette machine que l’entreprise a réalisé une empreinte en laiton avec un motif sinusoïdal d’amplitude 2,5 µm, démontrant un savoir-faire qui lui a valu un Micron d’Or lors de la dernière édition du salon Micronora. Vuichard utilise cette machine pour fabriquer ses électrodes d’électro-érosion par enfonçage. Elle sert aussi à produire des empreintes de moule d’injection plastique pour la microfluidique notamment.

Philippe Vuichard, DG de l'entreprise, recevant un Micron d'Or
Philippe Vuichard, DG de l’entreprise, recevant un Micron d’Or lors de la dernière édition du salon Micronora (photo Jack Varlet).

Un investissement de 600 K€

Concernant la découpe laser, l’entreprise n’a pas hésité à investir 600 K€ pour acquérir un équipement d’exception auprès du Suisse Synova. Il s’agit d’une machine basée sur la technologie brevetée Microjet qui intègre un faisceau laser focalisé puis guidé dans un jet d’eau fin comme un cheveu (34 µm de diamètre). Complémentaire de l’électro-érosion, ce procédé a ouvert de nouveaux horizons à Vuichard. Il autorise la micro-découpe de feuilles de 5 à 300 µm d’épaisseur, et bientôt 600 µm avec un prochain investissement de 230 K€.

La technologie Microjet offre plusieurs avantages par rapport au procédé de découpe laser classique. Quand le faisceau touche le métal, celui-ci passe à l’état gazeux et est évacué sous forme de micro-bulles dans la colonne d’eau. Il n’y a ainsi aucune chauffe au niveau de la découpe, ni de recondensation, ni de partie liquide susceptible de se recoller à la matière, donc strictement aucune bavure. Un atout important dans le médical, où le risque de microparticules détachables est proscrit.

« On parvient à des états de surface (Ra 0,2) comparables à ceux obtenus avec un procédé de découpe basé sur un laser femtoseconde », précise Philippe Vuichard. Et contrairement au procédé classique, qui induit une conicité de l’usinage à cause de la focalisation du faisceau laser, la découpe est ici parfaitement verticale, rendant possible le calibrage de trous cylindriques à quelques microns. Si la plupart des pièces réalisées jusque-là avec cet équipement concernent le secteur horloger, Philippe Vuichard est convaincu qu’il peut répondre avantageusement aux besoins croissants de miniaturisation du médical, et espère voir le nombre de projets se multiplier dans ce domaine.  « Notre entreprise est la seule en France à proposer de la sous-traitance avec ce type de laser », souligne-t-il.

Un outil de contrôle à la hauteur

Au niveau des équipements de contrôle, Vuichard s’est principalement doté de systèmes optiques, dont le microscope stéréo Lynx EVO de Vision Engineering. En faisant l’acquisition de la machine de découpe laser de Synova, l’entreprise a aussi investi dans un microscope Marcel Aubert, réalisé sur mesure. Sa particularité est d’être composé d’un matériel standard (grossissement de 60 à 500x) auquel est associé un deuxième microscope offrant une petite profondeur de champ (400x à 2000x). Ce dispositif garantit la conformité des cotes, y compris pour la découpe laser en série.

On l’aura compris, l’axe stratégique de l’entreprise repose sur la tendance générale – et notamment dans le médical – au « toujours plus petit ».  En parallèle, Vuichard veut renforcer son savoir-faire en usinage de matériaux exotiques, comme le Nitinol, domaine de spécialité de Nimesis Technology (voir encadré), ou encore le molybdène, le tantale, le tungstène, le rhénium, l’iridium, le niobium, l’osmium, ainsi que les céramiques conductrices. A base de nitrure de titane, ces dernières sont susceptibles d’offrir des débouchés dans le médical, à condition que leur biocompatibilité soit avérée.

Vuichard, partenaire de choix pour Nimesis

Sous-traitant lorrain spécialisé dans les alliages à mémoire de forme pour des marchés de niche, Nimesis Technology sert notamment le secteur médical (20 à 25 % de son CA) avec le développement de produits innovants parmi lesquels des broches, agrafes, couteaux chirurgicaux, ainsi que des stents très particuliers, fabriqués sur mesure. L’entreprise a d’ailleurs obtenu récemment la certification ISO 13485:2016.

Nimesis fait régulièrement appel aux services de Vuichard sur certains projets, médicaux et autres. « C’est une entreprise intéressée par les projets innovants, réactive, capable d’usiner des métaux très particuliers, avec des outils très performants, et un support technique de qualité », explique Alain Hautcoeur, dirigeant de Nimesis. « Sur des pièces de précision nécessitant une qualité de découpe très élevée, il est difficile de trouver mieux. »

Le procédé de découpe laser de Vuichard est particulièrement intéressant pour Nimesis car il permet de minimiser les effets thermiques, préjudiciables sur des matériaux comme le nitinol.

Vuichard envisage d’investir dans des moyens de tribofinition, une étape aujourd’hui sous-traitée en Suisse, auprès d’entreprises qui disposent de compétences dans le traitement de petites pièces.

AVANT-PREMIERE MICRONORA – MATERIAUX
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Vuichard Michel SA compte 43 ans d’expérience en électroérosion. Elle dispose pour ses missions de sous-traitance de micro-usinage d’un centre Matsuura à bâti gratté, broche 60 000 tours, déplacement à 0.1μ pour le micro-fraisage 5 axes à fraise de diamètre supérieur à 0,04 mm, de 6 machines d’électroérosion à fil de plus de 0,03 mm, de 2 Sarix pour réaliser le micro-perçage de trous de plus de 0,02 5 mm de diamètre, et enfin de 10 machines d’électro-érosion par enfonçage de forme supérieure à 0.02 mm.

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Micro-fraisage en cinq axes continus, micro-perçage et électro-érosion
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En micro- fraisage, l’entreprise a opté pour le 5 axes continus car il permet toujours de travailler avec des outils très courts. Pour Vuichard Michel S.A., des logiciels comme Hyper Mill offrent la possibilité d’optimiser les longueurs d’outil et de définir aisément des trajectoires en 5 axes continus. Selon elle, ce principe n’est valable qu’avec des machines de très haute précision comme la Matsuura LX-0 à moteur linéaire et moteur couple qui a un asservissement de déplacement à 0,01 μ et des déplacements à 0,1 μ (0,0001 mm).

Les opérations de micro-fraisage sont réalisées aussi bien sur des matériaux ultra collants comme le platine que sur des aciers trempés à 68 HRC, ou sur des matériaux cassants comme le cristal, le silicium ou le nickel phosphore.

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Des fraises de 0,1 mm dans du 65 HRC ? Vuichard s’engage !

Effectuer du fraisage dur en dessous de 0,4 mm de diamètre n’est pas à la portée de tout le monde …
Vuichard Michel SA vient d’acquérir un Matsuura LXo 5 axes pour relever le défi.
Créée en 1967 à Jurens, près de Valleiry (74 -à côté de Genève), la société Vuichard Michel SA commence ses activités avec un gros marché d’électroérosion pour les briquets  de luxe ST Dupont, et ce sont près de deux millions de briquets qui passeront dans l’entreprise pendant 27 ans.
Celle-ci se fait une très bonne réputation dans le domaine de l’enfonçage et de l’électroérosion à fil, puis se lance en 2000 dans le micro perçage avec deux machines Sarix et d’importants moyens de contrôle optique.

Matsuura pour du fraisage dur direct.

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Les pounièmes de la différence
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Dans les moments difficiles, une stratégie différente permet de se détacher du lot. Répétée à l’envie, cette maxime est également vraie pour les petites entreprises. En micromécanique, un sous-traitant n’hésite pas à investir pour renforcer son savoir-faire si particulier.

Fondée par le Père, Michel, l’entreprise Vuichard est spécialisée dans l’électroérosion de grande précision en très petites dimensions. Micro-perçage sur machine Sarix, érosion avec du fil de 0.03 mm sur double wire de Charmilles ou enfonçage de formes difficiles avec 6 machines de la même marque, Vuichard est réputé pour faire l’infaisable dans les pièces de la taille d’un sucre, voire moins.

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Vuichard SA: 50 ans d’expérience EDM
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Le micro-usinage est une activité importante de l’entreprise qui maîtrise bien l’usinage de grande série. Les donneurs d’ordre viennent des secteurs de la joaillerie et de l’horlogerie. Ainsi que de la microélectronique et du secteur médical. Le perçage d’aiguilles ou de mélangeurs de gaz ou la production de connecteurs pour fibres optiques, par exemple. Dans le domaine de l’outillage, Vuichard produit des moules pour le compactage de poudres métalliques et le thermoformage (plastique) ainsi que des poinçons et des matrices de découpage. Ses secteurs de marché principaux sont la microélectronique, I’ électroménager et l’automobile. (…)

Avec actuellement 14 collaborateurs, Vuichard est vraisemblablement la plus grosse entreprise française de sous-traitance EDM. Ses ateliers son équipés de plus de 20 machines EDM, toutes de Charmilles, 2 micro-perceuses mises à part. Quelques-unes de ces machines sont de vrais prototypes, modifiés à l’envie par un propriétaire ingénieux et une équipe qui maîtrise parfaitement son métier. Une des particularités de la maison c’est qu’elle possède une gamme de machines qui va de la première à la dernière des machines Charmilles. A commencer par le prototype de la Dl et de D 20, en passant par des D4, par des D222 et D420, (de feue Charmilles Gloucester – UK), des ROBOFORM et ROBOFIL des séries 100 et 1000 ainsi que trois modèles des dernières années, une ROBOFORM 30 et deux ROBOFIL 4030TW.

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Erosion : pourquoi pas la série ?
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L’électro-érosion est rentrée dans la famille de l’usinage par la porte de l’outilleur et du mouliste. Cette technique apporte pourtant d’autres potentiels, notamment en fabrication de séries. Un sous-traitant de la région de Haute-savoie l’a compris depuis fort longtemps.

Avec un parc-machines important d’électroérosion fil et enfonçage, Philippe Vuichard répond aux besoin les plus divers, de la pièce unitaire à la grande série.

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L’érosion voit double
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La technologie d’électroérosion subit une crise de croissance, en plus de celle économique. Avec un parc machines installé important, des machines qui s’usent peu et un secteur mouliste en difficulté, il s’agit aujourd’hui d’élargir un horizon quelque peu bouché.. Un sous-traitant, l’a bien compris, en orientant son activité et son investissement vers la production par érosion, pour tous secteurs de la mécanique industrielle.

Les lecteurs de Mach’Pro connaissent déjà la société savoyarde Michel Vuichard. Michel Vuichard, le fondateur, la définit comme un sous-traitant généraliste de I’ électroérosion pour tous les secteurs. Et c’est vrai que l’on retrouve aussi bien des pièces pour l’automobile, pour l’énergie, pour le ménager aussi bien que pour le luxe. Mieux, les petites, moyennes et grandes séries (plus de 10000) dépassent de loin la fabrication unitaire habituelle à cette technologie. Le dénominateur commun de ces pièces réside dans leur difficulté de réalisation.

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Doubler sans clignotant

En pleine crise, beaucoup d’entreprises voient leurs clignotant se mettre au rouge. A la frontière suisse, une PMI de sous-traitance en électroérosion, double son investissement et tous ses clignotants sont au vert. Mais comment fait-elle?

Sous-traitant généraliste de l’électroérosion, Vuichard fait de la production en série de pièces électroérodées. Avec une telle démarche, la précision devient rentable pour tous les secteurs.

(…) Désormais, Vuichard peut répondre immédiatement aux sollicitation les plus diverses dans les plus brefs délais.

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