Non classifié(e)

mai 9, 2024 by Newsdesk

Alors que la demande d’implants spécifiques aux patients continue de croître au-delà de la capacité des fabricants à suivre, des leaders du secteur de la santé comme la Mayo Clinic et la U.S. Veterans Administration sont en train d’élaborer des plans pour créer leurs propres installations et commencer à imprimer en 3D des implants métalliques sur place.

Actuellement, les cas d’utilisation les plus courants de la fabrication additive dans le domaine de la santé sont le développement de modèles anatomiques pour aider les patients à comprendre les procédures à venir et la personnalisation de l’instrumentation chirurgicale.

Tout indique qu’à l’avenir, les organismes de soins de santé fabriqueront des dispositifs sur le lieu de soins (POC). Cela signifie que les hôpitaux seront bientôt les nouveaux membres de l’industrie de fabrication de dispositifs médicaux (MDM), une proposition qui comporte de véritables défis institutionnels et d’infrastructure. « Après tout, ce n’est pas vraiment la vocation des établissements de santé », explique Severine Valdant, directrice commerciale de QuesTek Innovations, une société d’ingénierie des matériaux de premier plan, et membre fondateur du comité consultatif médical d’AddUp. « Il faut une autre façon de penser pour un hôpital.

Le comité consultatif médical d’AddUp a été créé en 2023 afin de fournir à l’entreprise des points de vue impartiaux et holistiques sur l’application des technologies d’impression 3D de métaux aux soins de santé. Severine Valdant apporte son point de vue unique en tant que leader dans le développement de dispositifs médicaux et de l’impression 3D. Avant de rejoindre QuesTek, elle a dirigé la transformation d’Oxford Performance Materials en un leader de la fabrication additive, l’aidant à devenir la première entreprise à recevoir l’approbation de la FDA pour des implants polymères imprimés en 3D.

Les principaux acteurs reconnaissent la valeur de l’impression 3D

Malgré les défis que la fabrication additive pose aux organismes de santé qui espèrent tirer parti de l’impression 3D sur les lieux de soins, le concept est de plus en plus largement accepté par les responsables des soins de santé et d’autres acteurs clés.

Les équipementiers font de grands progrès. « Si les fabricants d’imprimantes peuvent proposer une solution tout-en-un, il sera beaucoup moins difficile de mettre en œuvre l’AM sur le lieu de soins, et nous n’en sommes plus très loin », affirme M. Valdant. La bonne nouvelle, c’est que des entreprises comme AddUp mettent sur le marché de nouvelles imprimantes qui peuvent être facilement intégrées à d’autres systèmes et processus établis.

La FDA est de la partie. « En fait, ils voient une grande valeur dans la fabrication de POC et ils travaillent avec les acteurs du secteur des soins de santé et des équipementiers pour déterminer quelles réglementations ou lignes directrices sont nécessaires pour que cela se produise.

Les chirurgiens sont enthousiastes quant aux possibilités offertes. « J’ai parlé à beaucoup d’entre eux et ils sont très enthousiastes à propos des outils électroniques, mais nous devons veiller à ce qu’ils ne cessent pas d’être médecins pour devenir ingénieurs », poursuit M. Valdant.
Les administrateurs jouent un rôle clé. « Ce sont eux qui prennent les décisions les plus importantes. Si nous apportons l’AM au point de soins, ils doivent voir un bon retour sur investissement ».

Applications futures

L’avenir des soins de santé est à la médecine personnalisée et la fabrication de POC y jouera un rôle important. Nous nous attendons à ce que de nombreux nouveaux cas d’utilisation se profilent à l’horizon, qui repousseront les limites de la technologie et élargiront ses possibilités. Il s’agit notamment d’avancées dans la fabrication juste à temps d’instruments à usage unique, spécifiques aux procédures et aux patients, afin de remplacer les systèmes traditionnels à des coûts abordables.

Les applications futures de l’AM POC se concentreront sur les procédures pour lesquelles il n’existe pas d’option d’implant pratique ou efficace disponible sur le marché, notamment les chirurgies complexes de reconstruction du genou, de la hanche et du bassin, les chirurgies de la colonne vertébrale et la modélisation des tumeurs pour les patients atteints d’un cancer.

En outre, l’IA et l’apprentissage automatique permettront bientôt d’automatiser les flux de travail et d’accélérer la production d’implants spécifiques aux patients, en améliorant les délais de développement, qui passeront de 18 mois à quelques jours. Cela devrait améliorer de manière exponentielle les résultats pour les patients, tout en réduisant les temps opératoires et la nécessité d’effectuer des chirurgies correctives supplémentaires.

Le bon OEM

La fabrication de POC devra être un partenariat efficace entre l’établissement de santé et l’équipementier. « Je pense que nous sommes beaucoup plus avancés qu’il y a dix ans, parce que la collaboration entre les deux se met en place », poursuit M. Valdant. « Grâce à notre connaissance approfondie du marché médical et à une solution très efficace et intégrée, AddUp sera un excellent partenaire pour les équipementiers.

mars 5, 2024 by AddUp

Dans tous les secteurs de la fabrication, la sécurité doit être une priorité absolue. C’est certainement le cas dans le monde beaucoup plus récent de la fabrication additive métallique. Dans notre domaine, la majorité des risques provient de l’utilisation de la poudre métallique – à la fois sous sa forme brute et dans le sous-produit de condensation qu’elle produit au cours du processus de fusion. L’utilisation d’une matière première fine, dont les plus petites particules sont de l’ordre de 1 micron, permet d’obtenir des caractéristiques fines et d’autres libertés de conception, mais présente également la plupart des risques de sécurité auxquels nous sommes confrontés dans le cadre de la fusion sur lit de poudre. Michelin a lancé AddUp pour assurer l’avenir de la fusion sur lit de poudre, et nous examinerons ici son influence sur l’amélioration des caractéristiques de sécurité des flottes de machines les plus récentes.

La poudre de métal sous sa forme brute est dangereuse au toucher et dans l’air. Certaines particules sont suffisamment fines pour que la peau humaine ne serve pas de barrière, de sorte que la poudre sert de récipient aux métaux lourds pour se frayer un chemin à l’intérieur du corps. Les particules les plus fines restent également plus longtemps dans l’air, où elles peuvent pénétrer par les poumons. La sécurité des employés et des clients étant toujours au centre des préoccupations d’AddUp, la conception de toute imprimante 3D utilisée dans ses locaux devait atténuer ces risques pour la santé de ses employés.

La question qui se pose alors est la suivante : comment minimiser l’exposition de l’opérateur à la poudre sans sacrifier aucune fonctionnalité de la machine ? La réponse d’AddUp est le module de poudre autonome, le système de manutention de la poudre sur la Form Up 350. Les principaux composants de l’APM sont la boîte à gants, la trémie, le tamis et le système d’alimentation, qui sont tous maintenus inertes. La poudre est chargée dans la boîte à gants de l’APM et transférée par aspiration dans la trémie, d’une capacité de 59 litres. Avant la construction, la poudre sort de la trémie et passe à travers le tamis, le système d’alimentation fournissant la poudre tamisée à l’intérieur de la chambre de construction de Form Up.

Une fois la fabrication terminée, l’opérateur aspire la poudre restante à l’aide d’une buse intérieure, renvoyant ce matériau dans la trémie où il peut être utilisé pour la fabrication suivante. L’APM contribue à maintenir un environnement sûr en séparant l’opérateur de la poudre et en maintenant la poudre à l’écart de l’oxygène à tout moment.

Le produit le plus dangereux de la fusion en lit de poudre est le condensat formé pendant le processus de fusion. Le condensat est inflammable, présente un risque d’explosion et réagit facilement avec l’oxygène – le pire scénario étant celui où le titane est le matériau de base. Une solution courante consiste à utiliser des filtres en papier, mais ceux-ci doivent être entretenus et remplacés par une personne. Ces changements de filtres sont à l’origine de nombreux incidents de sécurité. Ce risque a incité AddUp à abandonner les filtres en papier et à s’associer à Herding Filtration. Avec le système Herding, les fumées sont collectées dans le module de fluides et distribuées dans une poubelle métallique (toutes deux maintenues inertes). En plus du condensat, du carbonate de calcium est utilisé pour passiver la substance dangereuse et empêcher toute réaction. Le remplacement du bac à poussière est un processus simple qui prend 1 à 2 minutes et qui est beaucoup plus sûr que le remplacement d’un filtre. Les bacs à poussière sont remplacés environ deux fois par mois, en fonction de l’utilisation de la machine, et le reste du module de fluide peut rester plusieurs années sans entretien.

La gestion des poudres est peut-être l’aspect le plus important de la sécurité dans le domaine de l’AM des métaux, mais d’autres caractéristiques de la machine peuvent également favoriser un lieu de travail sûr. Au fur et à mesure que l’industrie s’est développée et que des utilisateurs experts sont apparus, leurs commentaires ont été utilisés pour incorporer des idées qui répondaient à leurs points faibles. AddUp a facilité le nettoyage de l’intérieur de la chambre de fabrication en intégrant plusieurs portes d’accès. Cela permet d’essuyer et de nettoyer en profondeur l’ensemble de l’intérieur sans avoir à s’étirer pour atteindre les coins arrière. De même, les lentilles laser sont amovibles afin de pouvoir être nettoyées à l’extérieur de la machine. Du point de vue du logiciel, les points de consigne de l’oxygène et les alarmes sont définis lors de la création du fichier de construction, de sorte qu’ils peuvent être personnalisés pour alerter l’opérateur de tout problème potentiel, ou s’arrêter s’il devient un problème de sécurité.

Comme toute nouvelle technologie prometteuse, la technologie additive pour les métaux présente des avantages extrêmement attrayants. L’industrie s’efforce constamment d’extraire tout ce qu’elle peut de ces machines sans mettre qui que ce soit en danger. Les machines et les processus doivent tous être conçus en tenant compte de la sécurité, mais même des mesures de protection avancées ne remplacent pas des opérateurs responsables, des EPI adéquats et une installation appropriée.

octobre 5, 2023 by AddUp

Au fur et à mesure que la technologie de fusion en lit de poudre évolue, ses capacités répondent aux besoins d’un nombre croissant d’industries. L’un des secteurs à la croissance la plus rapide est l’implication d’Additive dans le moulage sous pression de l’aluminium. Nous examinons ici comment les améliorations apportées à l’état de surface peuvent servir l’industrie du moulage sous pression.

L’outillage a une fonction importante : créer des pièces finales de haute qualité. Alors que les détails GD&T de la pièce finale peuvent être examinés pendant des mois, les outils eux-mêmes font l’objet d’une attention moindre, pour autant qu’ils permettent d’effectuer le travail. Dans un secteur où la technologie et le flux de travail sont stables, la fabrication additive doit présenter des avantages clairs pour perturber le secteur de l’outillage. Alors que la fabrication traditionnelle a traité la fabrication d’outils avec une relative facilité, les concepteurs utilisant l’AM devront examiner chaque application avec un peigne fin pour montrer au mieux comment l’AM peut repousser les limites de la performance des outils. Le défi est d’autant plus grand que les portefeuilles de matériaux de la fusion en lit de poudre sont limités (et en expansion !), ce qui signifie que nous ne remplaçons pas toujours un outil existant par un matériau adapté. Il ne suffit pas d’améliorer les moules grâce aux libertés de conception offertes par l’impression 3D, les nouveaux outils doivent également être optimisés en termes de finition de surface.

Pourquoi se préoccuper de l’état de surface ?

L’état de surface joue un rôle clé dans la performance d’usure de l’outil et dans la réduction des charges de post-traitement de la pièce et/ou de l’outil. Voyons ce que cela signifie pour l’industrie du moulage sous pression d’aluminium :

Performance d’usure : L’une des mesures les plus fondamentales pour les outils – combien de temps durent-ils avant de devoir être retouchés ou remplacés ? La durée de vie de l’outil peut être mesurée en nombre de tirs, en nombre total de pièces produites, en temps passé sur une ligne de production active, ou de diverses autres manières. Il est évident qu’il est avantageux que les moules et les outils durent plus longtemps, car le fabricant souhaite consacrer le moins de temps possible à la fabrication des outils, au profit de la fabrication des pièces génératrices de revenus. L’état de surface est essentiel pour obtenir la meilleure performance possible en matière d’usure, car les pannes d’usure commencent souvent par de petites imperfections à la surface de l’outil lui-même. Un meilleur état de surface signifie que l’interaction entre la pièce et le moule se produit dans une zone plus lisse, avec des concentrateurs de stress plus petits, et donc qu’elle fonctionne plus longtemps avant d’avoir besoin d’être remplacée.

Il est parfois acceptable d’utiliser une surface telle qu’imprimée dans un outil, mais certaines applications nécessitent une finition qui ne peut être obtenue par impression 3D. Dans le cas du moulage sous pression, par exemple, les moules sont normalement grenaillés ou baignés dans des produits chimiques avant d’être utilisés. Plus l’état de surface de ces moules est bon au départ, moins ils passent de temps à être traités avant d’être utilisés. En obtenant une meilleure surface prête à l’emploi, vous économisez le temps et les ressources nécessaires à la création d’un produit final.

La finition de surface est un domaine clé pour Powder Bed Fusion, et d’autres opportunités se présenteront à l’industrie une fois que des progrès auront été réalisés dans ce domaine. AddUp est à l’avant-garde de cette recherche en mettant en œuvre une combinaison d’un recycleur à rouleaux et d’une poudre fine dans le FormUp 350. Seul un rouleau est capable de manipuler des poudres fines (c’est-à-dire 5-25um) sans qu’elles ne s’agglomèrent. Le support plus fin associé à un lit de poudre compacté crée une fusion cohérente et mieux contrôlée, laissant derrière elle des finitions de surface imprimées aussi lisses que 3um Ra. L’obtention de ces finitions sans sacrifier la productivité est un grand pas vers une compréhension plus large de la fusion en lit de poudre en tant qu’outil de production viable, y compris dans l’industrie de l’outillage.

août 31, 2023 by Newsdesk

La mise au point de nouveaux matériaux utilisables avec la technologie de l’AM est une étape essentielle pour exploiter pleinement le potentiel de l’AM.

La fabrication additive (AM) est une technique de fabrication révolutionnaire qui va remodeler le secteur manufacturier de demain. La liberté de conception, la réduction des déchets et la personnalisation de masse sont quelques-uns des avantages de l’AM. Même si la technologie AM n’est pas encore utilisée par tous les fabricants, le potentiel à venir est énorme. La mise au point de nouveaux matériaux utilisables avec la technologie de l’AM est une étape essentielle pour exploiter pleinement le potentiel de l’AM.

Dans le processus d’évolution de la technologie AM, il est nécessaire de développer des paramètres de fusion pour les alliages standard existants et les alliages nouvellement conçus afin que les propriétés des matériaux atteignent ou dépassent les techniques de fabrication conventionnelles telles que le moulage, le forgeage, le laminage et l’usinage, etc.

Outre le développement de matériaux, une qualification appropriée est nécessaire pour fabriquer des composants critiques pour des applications médicales, aérospatiales et d’outillage. La qualification des matériaux peut prendre beaucoup de temps et coûter cher, selon l’application ou l’industrie. La première étape de ce processus consiste à établir des paramètres de fusion de base pour lesquels des données suffisantes doivent être collectées afin de démontrer que le matériau fonctionnera comme prévu.

Le développement de matériaux pour l’AM des métaux est un processus complexe qui nécessite une compréhension approfondie des températures de fusion et de resolidification et des microstructures correspondantes. Les stratégies de fusion peuvent avoir plusieurs objectifs spécifiques, tels que la qualité des pièces, la productivité et les caractéristiques spécifiques, de sorte qu’il n’est pas possible d’adopter une approche « unique ». Pour le développement de produits spécifiques à une application, il faut garder à l’esprit le cas d’utilisation du client pour le développement des matériaux, du début à la fin.

L’ajout de nouveaux matériaux au catalogue existant nécessite des tests et des analyses rigoureuses pour s’assurer que la pièce imprimée répond aux exigences de qualité. Cela nécessite un énorme travail de définition et d’exécution des protocoles d’impression, de test et d’analyse. Ce blog explore quelques-unes des considérations importantes dans le développement des paramètres de fusion.

Propriétés des matières premières

La sélection du matériau de base est la première et la plus importante étape du processus d’AM des métaux. Les attributs clés de la poudre métallique, tels que la forme, la taille, la fluidité et la composition chimique, contribuent à l’obtention de pièces de haute qualité. Il est donc important de choisir la bonne poudre en fonction de la fonctionnalité requise de la pièce.

Dimensions de la piscine

Cet aspect du développement mesure les caractéristiques physiques d’un seul passage de perles, ainsi que les dimensions du bain de fusion de chaque perle. Une approche expérimentale statistique combinée à des analyses de simulation peut être utilisée pour identifier les principaux paramètres de fusion afin d’obtenir les dimensions appropriées de la piscine de fusion pour atteindre les densités solides requises.

Densité de la partie solide

La densité des pièces solides est une mesure de la porosité à l’intérieur d’une pièce imprimée et s’appuie sur le réglage des billes individuelles en modifiant la façon dont elles sont imprimées les unes à côté des autres. L’épaisseur des couches et les angles de rotation du balayage laser ont un impact significatif sur la manière dont ces passes de fusion interagissent les unes avec les autres. Cela a un impact direct sur la densité et les microstructures des pièces imprimées. La densité des pièces solides peut être testée à l’aide de techniques telles que la métallographie ou le balayage MicroCT.

Performance des matériaux

Les performances des matériaux imprimés doivent être testées de manière approfondie lors de la mise au point de nouveaux paramètres de fusion. Cela comprend la collecte de données physiques et mécaniques à partir de divers tests. En outre, il est nécessaire de vérifier le gauchissement et tout autre écart dimensionnel de la pièce imprimée avant et après les conditions post-thermiques. Cela permet de comprendre les sous-produits des contraintes internes et l’efficacité des conditions post-thermiques sur la géométrie de la pièce.

Ces données préliminaires sur les dimensions, la densité, l’état de surface et la résistance à la traction permettent de valider la qualité de la stratégie de fusion avant de passer à un processus de qualification coûteux spécifique à l’application.

Optimisation des cas d’utilisation spécifiques

Si des paramètres de fusion de base optimisés sont nécessaires pour imprimer la plupart des pièces, des mesures supplémentaires doivent être prises en cas d’exigences de qualité spécifiques. Il est essentiel d’intégrer les exigences de production et de qualité des pièces, telles que l’état de surface, la productivité, la résolution des caractéristiques, etc. dès le début du développement.

La différence AddUp

Le catalogue de matériaux d’AddUp comprend un mélange varié de différents alliages d’acier, de titane, d’aluminium, d’Inconel, etc. Nous travaillons en permanence au développement et à l’optimisation des paramètres de fusion pour de nouveaux matériaux afin de répondre aux besoins de l’industrie. AddUp utilise une approche entièrement fondée sur les données et des données spécifiques à l’application pour développer de nouveaux matériaux ou modifier les stratégies de fusion existantes. Grâce à notre équipe d’experts en ingénierie des matériaux et à nos capacités d’essai internes, nous pouvons élaborer rapidement et efficacement des stratégies de fusion pour des matériaux nouveaux ou existants. Dans ce processus, nous sommes ouverts à la collaboration avec des partenaires industriels et des chercheurs universitaires.

Regardez cette vidéo présentant une partie de notre processus de développement de matériaux pour Zeda en acier inoxydable 17-4 PH dans notre AddUp Solution Center à Cincinnati, OH.

En savoir plus sur les capacités du FormUp 350.

août 11, 2023 by Newsdesk

La machine de Fabrication Additive FormUp 350 d’AddUp révolutionne la production de cupules acétabulaires en utilisant les capacités de la technologie de fusion laser sur lit de poudre laser (L-PBF) qui surpassent les méthodes traditionnelles et la technologie par faisceau d’électrons (EBM).

Introduction

Les cotyles, composants essentiels des prothèses totales de hanche, sont traditionnellement fabriqués par moulage et forgeage. Bien qu’efficace, ces méthodes sont lourdes, coûteuse et nécessitent de longs délais et des validations complexes. Cependant, la FormUp 350 d’AddUp a changé la donne, montrant comment les technologies de Fabrication Additive peuvent révolutionner ce domaine.

Processus de fabrication traditionnel

Historiquement, la production de cotyles reposait sur la méthode de la cire perdue, un processus à forte implication de main-d’œuvre qui entraînait des délais d’exécution lents et des étapes de traitement supplémentaires et coûteuses. Le produit final nécessitait une structure poreuse qui était à la fois chère à fabriquer et difficile à valider, ce qui constituait un obstacle important aux progrès dans ce domaine.

L’avènement de la Fabrication Additive et les limites de la technologie par faisceau d’électrons

La Fabrication Additive a apporté un changement significatif dans la production des cotyles, la technologie par faisceau d’électrons (EBM) offrant une alternative prometteuse aux méthodes traditionnelles. Cependant, la technologie par faisceau d’électrons présente des inconvénients, telles que des défaillances imprévisibles et des processus de validation complexes, qui peuvent faire grimper les temps et les coûts de production globaux.

L’impact du FormUp 350 d’AddUp qui change la donne : un bond en avant dans la fabrication des cupules acétabulaires

Dans la recherche de méthodes de fabrication plus efficaces et plus précises, la FormUp 350 d’AddUp est apparue comme une alternative supérieure à l’EBM. Cette machine innovante, qui utilise la technologie de fusion laser sur lit de poudre (LPBF), permet de produire des pièces de forme nette plus proche sans support, ce qui réduit considérablement le post-traitement et les délais d’exécution. Elle offre une plaque de construction plus grande et davantage de lasers que les imprimantes EBM, ce qui permet de doubler le débit et d’optimiser les processus de production.

En particulier, la FormUp 350 dispose d’une résolution fine et d’un dispositif de recouvrement à rouleaux, ce qui permet d’imprimer une structure en treillis dans l’implant. Cette caractéristique clé améliore considérablement l’ostéointégration, ce qui se traduit par des implants plus durables et de meilleurs résultats pour les patients.

Révolutionner l’industrie des dispositifs médicaux : L’impact de FormUp 350

La FormUp 350 d’AddUp a eu un impact profond sur l’industrie des dispositifs médicaux. En réduisant les délais et en améliorant la précision, cette machine permet aux fabricants de répondre rapidement aux demandes du marché et de fournir des produits de qualité supérieure. La possibilité d’imprimer des structures en treillis améliore non seulement les performances des implants, mais aussi les résultats pour les patients. Ce développement permet de réduire le nombre d’opérations de révision, ce qui se traduit par des économies pour les patients et les prestataires de soins de santé.

Conclusion

La FormUp 350 d’AddUp offre des capacités de production actuellement inégalées sur le marché. C’est ce que montre l’étude de productivité Hip Cup ci-dessous. Les pièces présentées ont été imprimées avec une technologie de rouleau de compression en couches de 30um de Ti6Al4V ELI. Par rapport à la technologie EBM, l’AddUp 350 a un temps de passage plus court de 12:41 contre 15:23 (EBM), ce qui conduit à une amélioration du rendement annuel de 9 309 (16 403 LPBF, 7 094 EBM). Alors que l’industrie des dispositifs médicaux continue d’évoluer, cette preuve concrète de la supériorité du FormUp 350 souligne son potentiel de transformation pour l’avenir des chirurgies de remplacement de la hanche et au-delà.

août 7, 2023 by Newsdesk

La finition de surface est cruciale dans la fabrication additive de dispositifs médicaux et d’implants, car elle doit atteindre ou dépasser les normes fixées par les méthodes traditionnelles de fabrication soustractive, garantissant de meilleurs résultats pour les patients et réduisant les risques de contamination.

En raison de la nouveauté de la Fabrication Additive, l’état de surface sera toujours comparé à la fabrication soustractive. Cela s’observe même dans les normes ASTM pour la Fabrication Additive. En effet, L’ASTM F3001, qui est la norme pour le Ti6Al4V ELI (Extra Low Interstitial) utilisé dans le procédé de fusion sur lit de poudre (PBF), fait constamment référence à l’ASTM F136, qui est la norme pour l’alliage Ti6Al4V ELI corroyé pour les applications d’implants chirurgicaux. Cette dernière détermine les niveaux d’exigence pour l’industrie de la Fabrication Additive, à savoir que le produit fini doit être équivalent ou supérieur aux produits fabriqués à partir de barres.

Implants médicaux : un meilleur état de surface pour de meilleurs résultats pour les patients

Du côté des implants de l’industrie médicale, la Fabrication Additive a été apporté de l’innovation. Les ingénieurs en développement de produits ne cherchent plus à pulvériser leurs pièces avec un spray poreux au plasma pour obtenir des avantages ostéo-intégrateurs, ils conçoivent directement des structures complexes qui imitent l’os. Ces structures complexes ne peuvent pas être fabriquées de manière traditionnelle et peuvent être validées plus facilement que la pulvérisation de plasma poreux.

Les imprimantes 3D industrielles métalliques améliorent progressivement leur finition de surface pour se rapprocher de ce qu’on peut trouver sur des pièces forgées. Des progrès sont réalisés dans les systèmes de mise en couche, les systèmes de monitoring de fusion et la gestion des poudres afin de produire les meilleures surfaces imprimées possibles.

Petit à petit de nouveaux traitements de surface post-impression sont développés pour l’industrie de la Fabrication Additive, ainsi bientôt, les pièces fabriquées en FA ou en traditionnel seront impossibles à distinguer les unes des autres.

L’état de surface est impératif pour les dispositifs médicaux implantables, et ce pour plusieurs raisons. En voici quelques-unes : propagation de pathogènes, rejet de l’implant, corrosion de la pièce, contamination de la surface, réduction de la durée de vie et biocompatibilité. La plupart de ces raisons sont directement liées au bien-être du patient. Le processus inhérent à la Fabrication Additive (couche par couche) crée des vides dans le matériau qui peuvent être difficiles à nettoyer et à stériliser. Les bactéries peuvent donc s’y cacher en abondance. Il est extrêmement important que l’implant puisse être nettoyé à 100% avant d’être utilisé dans un contexte chirurgical. Ensuite, il y a toujours une notion d’esthétique de l’implant lui-même. Un implant esthétiquement « beau » donne intuitivement l’impression d’être propre, fonctionnel et bien fabriqué.

Minimiser les Traitements de Finition pour Réduire les Coûts et les Délais D’exécution

Les traitements de finition de surface les plus courants pour les implants fabriqués en additif sont le sablage, la finition vibratoire et la passivation chimique. Le sablage et la finition vibratoire visent tous deux à donner à l’implant une finition uniforme. Ils permettent d’harmoniser les surfaces fabriquées et imprimées tout en éliminant les bavures et les arêtes vives. Le sablage est généralement effectué à l’aide de micro billes de verre, tandis que la vibro-abrasion est réalisée à l’aide de supports en céramique. La passivation chimique est une étape de nettoyage qui permet de s’assurer que l’implant est exempt de tout matériau résiduel avant d’être stérilisé. Au fur et à mesure de l’amélioration du processus de Fabrication Additive, on peut espérer que les opérations de finition des surfaces secondaires pourront être réduites au minimum. Cela peut contribuer à réduire les coûts et les risques de contamination.

Finition de Surface des Instruments Chirurgicaux

Les instruments chirurgicaux et les dispositifs de traumatologie doivent être encore plus proches des spécifications de finition de surfaces des pièces forgées. Il n’est pas nécessaire que ces dispositifs présentent des caractéristiques ostéo-intégratives telles que des structures complexes. Les instruments réutilisables doivent pouvoir être nettoyés entre les interventions chirurgicales et conserver leur tranchant. Les dispositifs de traumatologie tels que les plaques et les vis doivent pouvoir être retirés une fois la blessure guérie. En raison de ces exigences, ces types de dispositifs sont généralement fabriqués à partir de nuances d’acier inoxydable 316L, 17-4 PH et 420. Les progrès technologiques permettent aux imprimantes 3D métalliques industrielles d’utiliser des poudres fines et d’obtenir une meilleure finition de l’état surface, plus proche d’un dispositif fabriqué traditionnellement.

La solution AddUp

Obtenir des pièces directement sorties de l’imprimante avec un état de surface optimal est une priorité pour AddUp. En effet, un état de surface optimal signifie moins de post-traitement et donc une réduction des coûts pour nos clients. La FormUp 350 offre une technologie avancée avec un système de mise en couche par rouleau, ce qui permet à de nombreuses pièces de répondre aux exigences de finition de surface directement en sortie d’impression.

Le contrôle de la pénétration de la matière fondue dans les couches inférieures est un facteur clé de la qualité de surface d’une pièce imprimée en 3D métal. Mal maîtrisée, elle conduit à de fortes variations de l’indice de rugosité Ra, avec une grande sensibilité à l’angle de surface. Grâce au système de mise en couche par rouleau d’AddUp, l’homogénéité du lit de poudre est grandement améliorée, ce qui limite ce type de variation et permet d’obtenir une finition de surface plus lisse lors de l’impression. Les pièces imprimées sur la FormUp 350 peuvent atteindre une valeur Ra de 3µm.

De plus, AddUp utilise une poudre plus fine (PSD 5-25µm) par rapport aux poudres moyennes largement utilisées dans l’industrie (PSD 15-45µm ou 20-63 µm). Cela permet de réduire considérablement la taille des vides entre les particules et donc d’améliorer la perméabilité du lit de poudre, de réduire la pénétration erratique du bain et de diminuer la puissance du laser. L’utilisation de ces poudres fines permet non seulement d’améliorer l’état de surface des pièces imprimées sur la FormUp 350, mais aussi de réduire considérablement le recours aux supportage.

Pour en savoir plus sur la machine FormUp 350 d’AddUp et les applications médicales, cliquez ici.

Search