Fabrication additive pour les applications médicales Accès simplifié à la fabrication additive

Auteur / Rédacteur: Source : Trumpf / Swiss m4m Center / Marina Hofstetter

L'impression 3D offre à la technologie médicale de grandes chances de développement, mais l'implémentation de la technologie est particulièrement ardue. Pour un accès simplifié à la fabrication additive, le Swiss m4m Center assiste les clients avec une production pilote additive conforme à la norme ISO 13485.

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Quatorze pièces unitaires pour sept pinces médicales peuvent être imprimées en une seule opération dans la TruPrint 2000 de Trumpf. Les supports requis pour cela sont retirés pendant l'opération ultérieure.
Quatorze pièces unitaires pour sept pinces médicales peuvent être imprimées en une seule opération dans la TruPrint 2000 de Trumpf. Les supports requis pour cela sont retirés pendant l'opération ultérieure.
(Source : Benedikt Schnermann / Trumpf)

La fabrication additive est maintenant une technologie qui a fait ses preuves : la construction de prototypes, de produits individualisés et complexes tout comme de petites séries est de plus en plus réalisée à partir de poudre. Outre la vitesse, la fabrication additive impressionne par son haut degré de flexibilité et ses possibilités de fabrication qui ne sont même pas envisageables avec les méthodes de fabrication conventionnelles. L'impression 3D est également une opportunité dans le domaine médico-technique pour développer de nouveaux produits et les mettre rapidement sur le marché. Néanmoins, de nombreux producteurs de l'industrie hésitent encore à se lancer dans cette technologie prometteuse. Les raisons en sont d'une part les coûts d'investissement dans les machines, mais surtout le savoir-faire complet nécessaire à leur fonctionnement efficace ainsi qu'à la conception de pièces adaptés à la technologie. Avec le Swiss m4m Center, les clients accèdent à cette technologie en surmontant d'emblée ces obstacles.

Impression 3D : renforcer les connaissances, faire tomber les barrières

Le Swiss m4m Center est un centre de fabrication additive pour les applications médicales et regroupe l'ensemble du savoir-faire en matière de processus dans un environnement validé, de l'aide à la conception des pièces à la production pilote. Le Swiss m4m Center représente à la fois un centre de transfert de technologie et un médiateur de connaissances : les projets, les formations et les offres de formation continue sur le thème de la fabrication additive ont pour but de faire tomber les seuils d'inhibition. Pour ce faire, le Swiss m4m Center ne s'appuie pas seulement sur sa propre expertise en matière d'impression 3D et de technologie médicale. En quelques mois, 45 partenaires en ont été convaincus. Ils viennent de l'industrie et de la science et représentent tous les domaines d'application qui existent autour de l'impression 3D pour les dispositifs médicaux et les implants. Nicolas Bouduban, le gérant, explique : « La fabrication additive dans le secteur des technologies médicales suscite également un grand intérêt en Suisse. Cependant, le respect pour l'investissement dans une technologie largement inconnue est tout aussi grand. Avec l'impression 3D, il ne suffit pas d'acheter une machine d’impression 3D. Les utilisateurs doivent être capable de repenser le design dès le stade de la conception des pièces, ils doivent être prêts à acquérir de nouvelles connaissances sur les processus et apprendre à identifier les pièces qui peuvent être produites efficacement grâce à l'impression 3D. C'est exactement là que nous intervenons avec notre transfert des connaissances. » Le Swiss m4m Center ne se contente pas d'initier les clients à tous les aspects de l'impression 3D : l'équipe de Nicolas Bouduban propose également des processus complets et personnalisés pour la construction de produits de technologie médicale à l'aide de la fabrication additive. « Nous pouvons développer ces processus de manière rapide et fiable grâce à notre propre savoir-faire, mais aussi à l'aide de l'expérience de nos nombreux partenaires », explique M. Bouduban. « En plus de la machine, le client achète également l'expertise nécessaire pour une exploitation économique et la sécurité d'un démarrage rapide et qualitatif de la production. »

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« Institution de recherche d'importance nationale »

Le Swiss m4m Center de Bettlach, dans le canton de Soleure, est soutenu par le Conseil des EPF depuis sa fondation en septembre 2019. Le Conseil des EPF est une association des écoles polytechniques fédérales et des instituts de recherche, il est géré par la Confédération suisse. Fin 2020, le Département fédéral de l'économie, de la formation et de la recherche (SEFRI) a également classé le Swiss m4m Center comme « institution de recherche d'importance nationale ». Nicolas Bouduban explique : « Nous avons un secteur médico-technologique fort en Suisse, avec des produits et services d'une valeur d'environ 18 milliards de francs suisses en 2019. En particulier dans le domaine médical, l'impression 3D offre des possibilités qui ne peuvent être réalisées avec aucune autre technologie. » M. Bouduban n'accepte pas l'argument selon lequel l'impression 3D est coûteuse : « Le processus peut être coûteux si vous ne choisissez pas les bonnes applications. Pour les produits complexes, ceux qui doivent être commercialisés rapidement et les produits individualisés, l'impression 3D peut même souvent faire économiser de l'argent. »

Un outil polyvalent et flexible pour les pièces uniques et les séries moyennes

Afin d'être en mesure de présenter toute la gamme de l'impression 3D à ses clients, le Swiss m4m Center a beaucoup investi : la TruPrint 2000 est qualifiée et utilisée à Bettlach pour la réalisation de projets en acier inoxydable 1.4542/17-4PH. « Cette machine est extrêmement flexible. Elle permet d'imprimer économiquement des pièces individuelles ainsi que de petites et moyennes séries », explique M. Bouduban. L'espace d'installation relativement important de la TruPrint 2000 permet un volume de construction de 200 x 200 millimètres. Le laser à fibre de 300 watts utilisé dans la machine du Swiss m4m Center produit des résultats d'impression exceptionnels. La machine fonctionne encore plus efficacement avec l'option Multilaser. Le Fullfield Multilaser est équipé de deux lasers à fibre de 300 watts qui exposent simultanément l'ensemble du volume de construction. L'étalonnage entièrement automatique des champs de balayage Multilaser les uns par rapport aux autres garantit la plus haute précision. Dans le secteur médico-technologique notamment, le traitement de pièces en filigrane fait partie du quotidien. « Le diamètre du faisceau de 55 micromètres des lasers permet d'obtenir une très grande qualité de surface, ce qui réduit considérablement les reprises », s'enthousiasme M. Bouduban.

Démonstration de productivité et de précision

Les clients peuvent constater par eux-mêmes la productivité et la précision de la TruPrint 2000 au Swiss m4m Center. L'équipe a conçu une pince chirurgicale spécialement pour les besoins de la démonstration. « La machine a déjà imprimé plusieurs fois l'instrument chirurgical en acier inoxydable 1.4542/17-4PH. Malgré les formes en filigrane, le processus se déroule sans anicroche », déclare M. Bouduban. « En quelques heures, sept pinces sont produites dans la TruPrint 2000. Avec l'option Multilaser, le temps de production peut être optimisé d'environ 70 %. Cet exemple devrait faire comprendre à nos clients à quel point la construction de prototypes peut être facile avec l'aide de la fabrication additive. D'autre part, la TruPrint 2000 offre également la possibilité de produire rapidement et économiquement de petites séries de produits spéciaux. » Le fonctionnement simple de la machine et la manipulation aisée des pièces et de la poudre font de ce système la machine d'entrée de gamme idéale selon M. Bouduban : « La TruPrint 2000 n'exige pas de compétences supérieures de la part de l'utilisateur, elle offre toutefois suffisamment de possibilités pour que les limites du savoir-faire de l'utilisateur ne soient pas immédiatement atteintes.

Cependant, malgré son enthousiasme pour la machine, l'équipe suisse du m4m attache également une grande importance à l'échange d'expériences et de connaissances avec les spécialistes 3D de Trumpf. Pour M. Bouduban, l'étroite collaboration et l'échange actif et à long terme entre Trumpf, le personnel du Swiss m4m Center et ses clients ont été déterminants dans la décision d'achat. « Le fabricant de machines est le mieux placé pour savoir quels paramètres doivent être sélectionnés et comment le laser doit contrôler un composant », explique-t-il. « Trumpf est prêt à partager ce savoir-faire avec nous et nos clients. C'est une condition préalable importante pour notre travail de conviction. » MSM

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