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Prototypage de dispositifs médicaux - l'Impression 3D

07/11/2018


Dans le cadre de la conception d'un dispositif médical, NEOMED Services est souvent amené à réaliser un prototype afin de valider le design, le concept. Pour cela, le prototypage par impression 3D est une solution intéressante grâce à ses coûts et délais de fabrication avantageux. En effet, à partir d'un simple fichier de conception assistée par ordinateur (CAO), il est possible de réaliser une pièce en impression 3D qui permettra de valider le design, et de soumettre le dispositif à des professionnels de santé afin d'en valider les fonctionnalités.
 

Qu'est-ce que le prototypage par impression 3D ?

Il s'agit d'une technique d'impression d'un élément en trois dimensions par superposition de couches de matières. Très utilisées dans le cadre de la conception de dispositifs médicaux, il existe de nombreuses techniques de prototypage par impression 3D. Les plus connues et utilisées étant sous forme de dépôt de fil, de résine ou de poudre.
 

· Prototypage par dépôt de fil :

La technique du modelage par dépôt de matière en Fusion (FDM) consiste à chauffer un filament plastique sur la tête d'impression. Une fois le filament fondue, la matière plastique est appliquée par dépôt de couches successives.

Avantages : Peu coûteuse, accessible facilement (démocratisation des imprimantes 3D par dépôt de fil), Pièces solides
Inconvénients : Rendu peu esthétique, Faible précision, Temps d'impression élevé, Volume d'impression faible
Matériaux compatibles : PLA, ABS, Polycarbonate, PET, PS, ASA, PVA, Nylon, PEI et d'autres composites aux propriétés mécaniques intéressantes.
 

· Prototypage PAR poudre :

Le procédé SLS (selective laser sintering) permet de concevoir des dispositifs par actions d'un faisceau laser provoquant la fusion puis la consolidation de la poudre déposée au préalable en fine couche sur un conteneur. Il convient pour les matériaux polyamides.
Le procédé SLM (Selective laser Melting), permet l'impression de pièces métalliques selon un même procédé mais par l'utilisation de poudre métallique.

Avantages : Bonne solidité, résistance thermique et chimique, très rapide, pas de support requis
Inconvénients : Surface finie rugueuse, Monochrome, qualité liée à la finesse de la poudre, machines coûteuses, choix de matériaux restreints
Matériaux compatibles : Polyamides (nylon), plastiques fibres de verres ; Acier, titane, aluminium, cobalt-chrome et alliages de nickels. 

· PROTOTYPAGE PAR PHOTOPOLYMÉRISATION :

Le modèle SLA utilise le principe de photopolymérisation par l'intermédiaire d'une résine sensible aux UVs. Dans le cadre d'une Stéréolithographie, principe le plus répandu du prototypage à base de résine, un laser va activer la photopolymérisation de la résine, et ainsi la durcir, couche par couche, pour former le produit fini. 

Avantages : Haute précision (en fonction de la taille du point optique du laser), surfaces lisses
Inconvénients : Support obligatoire, étape de finition obligatoire, coûteux (coût de la résine élevé), Sensibilité à la durée d'exposition aux UVs
Matériaux compatibles : Polypropylène et ABS, polycarbonates

· PROTOTYPAGE MULTIJET :

L'impression Multijet est un procédé similaire à la SLA. Des têtes d'impressions déposent la résine photopolymère puis les lampes UVs disposées sur la tête d'impression la solidifie. 

Avantages : Haute définition, Faible coût global de possession 
Inconvénients Résistance inférieure au dépôt de fil ou par photopolymérisation, machines coûteuses 
Matériaux compatibles : Nombreux matériaux plastiques et élastomères.

Le choix d'un procédé d'impression 3D s'effectue selon la finalité du projet imprimé, le matériau souhaité et la qualité de finition voulue. 

Des techniques complémentaires à l'impression 3D existent. En effet, nous pouvons notamment mettre en avant la coulée sous vide, technique peu onéreuse permettant de dupliquer des séries limitées de pièces en plastique. Pour cela, un moule en silicone est réalisé en déposant du silicone sur un modèle préconçu. 


NEOMED Services vous accompagne dans la conception de vos dispositifs médicaux
notamment par l'élaboration de vos prototypes. Intégrés en CAO, nous intervenons régulièrement dans la création des plans d'ensemble en s'appuyant sur l'expertise de notre équipe (près de 10 ans d'expérience dans la conception de dispositifs médicaux) et notre large réseau d'experts. Nous possédons un réseau de spécialistes complet en prototypage rapide, en usinage et en injection plastique…D’autre part, notre bureau d’études est régulièrement amené à sourcer de nouveaux industriels et de nouvelles technologies pour répondre au mieux à vos problématiques techniques.
 
 

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