La fabrication additive métallique pour les applications médicales
Des implants orthopédiques en métal, imprimés en 3D
La fabrication additive est la technologie idéale pour la fabrication d’implants et autres outils chirurgicaux personnalisés. Elle permet de créer des pièces aux géométries complexes, d’une grande précision, avec des matériaux robustes et biocompatibles comme l’alliage de titane. Elle permet également de créer à la surface des implants des structures poreuses, ou structures en treillis, qui allègent l’implant mais surtout améliorent l’intégration par le système osseux du patient.
Toutes ces caractéristiques délicates et coûteuses à obtenir avec les technologies de fabrication conventionnelles sont tout à fait accessibles aujourd’hui grâce à l’impression 3D métallique, qui réduit le nombre de composants et d’étapes de fabrication, et donc les délais et les coûts de production.
Des implants personnalisés pour chaque patient
Certains dispositifs médicaux doivent être adaptés à la morphologie de chaque patient. Les temps de fabrication pour ce type de pièces sont longs avec des moyens de production traditionnels, ce qui empêche les chirurgiens d’offrir des solutions personnalisées chaque fois qu’une opération doit être faite rapidement. La fabrication additive permet quant à elle de produire des pièces métalliques uniques et personnalisées en peu de temps et à un prix raisonnable. Pour preuve, plus de 25 000 implants médicaux sont déjà fabriqués chaque année par impression 3D métallique.
Maximisez votre productivité grâce à la FormUp 350
AddUp : histoire et performance
La machine FormUp 350 a été conçue sur la base des avancées réalisées par Michelin dans le domaine de la fabrication additive métallique pour réduire les coûts de développement et de production des inserts utilisés dans les moules de cuisson de pneumatiques. Aujourd’hui, Michelin produit plus d’un million de ces lamelles par an, prouvant ainsi que la fabrication additive par fusion laser sur lit poudre pouvait répondre à des exigences de répétabilité et de fortes cadences. Développée par un industriel pour des industriels, la machine FormUp 350 a été pensée pour offrir une productivité élevée.
AddUp’s History and Proven Performance
The FormUp 350 machine was designed based on Michelin’s early adoption of metal additive manufacturing to reduce the development cycle for their tire mold inserts, called sipes. The challenge was not the technology but rather the consistency and throughput in a high-demand manufacturing environment. Developed by a manufacturer for manufacturers, the FormUp 350 machine has been fine tuned to deliver high productivity. Today, Michelin uses the FormUp 350 to produce over one million of these sipes a year for their production molds.
Un meilleur rendement pour les implants médicaux
La FormUp 350 est idéale pour les applications médicales car elle offre un processus amélioré et rentable pour la fabrication en série de pièces médicales hautement complexes et/ou personnalisées.
- Complexité géométrique : la FormUp 350 permet de créer des pièces avec des niveaux de précision de l’ordre de 0,1 mm (variable selon les matériaux).
- Réduction des structures de support : grâce à sa technologie d’étalement de poudre par rouleau, la FormUp 350 est capable de construire des volumes en porte-à-faux sans support. Un gain à la fois sur les besoins en matière première et sur les temps de post-traitement des pièces.
- Finition de surface optimale : avec la possibilité d’utiliser des poudres fines, la machine FormUp 350 produit des pièces aux états de surfaces fins qui réduisent le besoin de recourir à l’usinage.
- Répondre à la demande avec flexibilité : la FormUp 350 produit des pièces sur des plateaux de grandes dimensions : 350 x 350 mm. Toute leur surface est disponible pour la fabrication grâce à un système d’arrimage par le dessous. Surtout, la machine propose jusqu’à quatre lasers de 500 watts, chaque laser pouvant couvrir toute la surface du plateau de production. Les utilisateurs gagnent en flexibilité, grâce à une grande liberté de placement des pièces sur le plateau et d’affectation des lasers.
- Matériaux biocompatibles : les FormUp 350 permettent l’utilisation d’une variété de matériaux différents et AddUp propose déjà des recettes optimisées pour le Ti64ELI (en couches de 30 et 60 microns).
Pour vous apporter rendement et productivité, la FormUp 350 offre des caractéristiques uniques qui vous seront utiles avant, pendant et après l’impression. Les temps de préparation de production sont réduits, grâce notamment à un système de référencement rapide des plateaux et à des temps d’inertage très courts (15 minutes suffisent pour atteindre 500 ppm d’O2). Pendant la fabrication, les quatre lasers peuvent travailler sur des pièces différentes ou simultanément sur une seule pièce, et le système d’étalement de poudre bidirectionnel permet des temps de mise en couche de l’ordre de 40 % plus courts que des systèmes classiques. Les opérations de chargement et de déchargement de poudre peuvent être effectuées à tout moment pendant la production. A la fin de l’impression, l’architecture de la machine permet un refroidissement rapide de la chambre de fabrication, et l’aspiration de la poudre s’effectue directement dans la machine inertée afin de prolonger la durée de vie de la poudre.
Nos experts ont la parole
Il existe des solutions pour réduire le temps de fabrication d’implant de plusieurs jours à quelques heures. Un expert AddUp vous explique comment la FormUp 350 aide les industriels à développer des applications alliant qualité, innovation et retour sur investissement.
Les principales applications médicales
L’un des défis actuels de la fabrication des implants médicaux est celui de la capacité de production. La demande augmente fortement, tout comme les besoins de personnalisation. Avec quatre lasers, une grande surface de fabrication, une gestion automatique de la poudre, la FormUp 350 répond aux attentes des industriels du secteur médical. Ces caractéristiques permettent une productivité élevée, adaptée à la fabrication en grandes séries de dispositifs médicaux personnalisés.
Pour en savoir plus sur les applications médicales les plus réussies d’AddUp, voir ci-dessous.
Les solutions de monitoring d’AddUp
Maîtrise, traçabilité et sécurité des dispositifs médicaux
Dans l’industrie médicale, la certification des implants et des dispositifs est obligatoire. La qualité doit être garantie par des contrôles rigoureux des pièces. Mais la complexité des pièces issues d’impression 3D rend ces tests longs et coûteux. AddUp est à la pointe de l’innovation en matière de contrôle du procédé avec une suite complète de technologies et de logiciels qui permettent de réduire, et parfois d’éliminer, le recours aux tests destructifs de pièces. De la préparation des pièces jusqu’à la simulation, en passant par le suivi de la production, chaque maillon de la chaîne numérique AddUp offre un haut niveau de performance avec des logiciels à l’ergonomie soignée.
AddUp Dashboards, logiciel de suivi de fabrication
AddUp Dashboards est un logiciel de suivi qui collecte et sauvegarde toutes les données de production en temps réel et les présente sous forme de tableaux de bord adaptés aux besoins des différents utilisateurs.
Entièrement configurable et capable d’émettre différentes alarmes, AddUp Dashboards vous aide à améliorer l’efficacité de votre fabrication, à effectuer des analyses en cas de défauts sur une pièce et à surveiller un atelier composé de plusieurs machines.
Monitoring de Mise en Couche
En technologie L-PBF, le cycle d’étalement de la poudre est une étape clé de la production. Tout défaut à la surface du lit de poudre peut causer des problèmes de fusion et entraîner une interruption de la production.
Elément clé de l’offre d’AddUp dans le domaine du suivi de production, le dispositif d’analyse de la qualité de la mise en couche permet de détecter les défauts éventuels et de les corriger immédiatement pour limiter leur impact et réduire le risque de pièces non conformes. Pour cela, cette technologie analyse en temps réel les images issues de la machine et peut relancer un nouveau cycle d’étalement de poudre en quelques dixièmes de seconde.
Monitoring de Fusion
Les possibilités d’analyse et de suivi de la production vont jusqu’à l’échelle du cordon de soudure, grâce à la technologie de surveillance du bain de fusion proposée sur la FormUp 350. Plusieurs paramètres sont mesurés à très haute fréquence, tels que la puissance délivrée par le laser, la position exacte du faisceau, et l’émissivité du bain de fusion. Ces données sont disponibles en temps réel et superposables au modèle 3D de la pièce.
Le système permet d’identifier d’éventuelles dérives, et de garantir l’absence de défauts en réduisant le nombre de pièces détruites pour analyse, un critère important dans le cas pièces uniques.
AddUp Manager™, logiciel de préparation à la fabrication
Avec le logiciel de préparation de fabrication AddUp Manager, prenez le contrôle de tous les paramètres de la machine. Que vous recherchiez une productivité maximale, une qualité métallurgique ou géométrique, ou que vous souhaitiez mettre au point une recette pour un nouveau matériau, AddUp Manager vous donne une totale liberté dans vos choix de réglages pour votre fabrication.
Assurance Qualité
Dans l’industrie médicale, la sécurité et la qualité des produits sont régies par la norme ISO 13485:2016 Elle garantit que tous les dispositifs médicaux sont conformes à la législation et répondent aux besoins des clients. AddUp s’engage pleinement à fournir des machines et des pièces sûres et efficaces. Notre AddUp Inc. certification ISO 13485:2016 nous permet de fournir un service fiable et sûr en termes de :
- Mise en œuvre d’un système de gestion de la qualité amélioré
- Conformité de la production et de la livraison des dispositifs médicaux
- Conformité avec les réglementations relatives aux produits et services médicaux
- Productivité et rentabilité
- Amélioration de la gestion des risques
Les métaux utilisés pour l’impression 3D d’implants
Parmi les nombreux matériaux disponibles sur les machines FormUp 350, AddUp propose des recettes pour créer des pièces en titane (Ti64ELI).
Cette qualité de titane est couramment utilisée par les fabricants d’implants chirurgicaux et de prothèses. Outre sa biocompatibilité, le Ti64ELI est amagnétique et possède des caractéristiques mécaniques très élevées.
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