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Equipements de production & Techniques de fabrication > Logiciels

Un logiciel de conception pour tirer le meilleur parti de l’impression 3D métal

Publié le 30 mars 2020 par Patrick RENARD
Source : 3D Systems
3DXpert for SolidWorks permet d’optimiser les structures lattices, ostéo-conductrices sur les surfaces en contact avec l'os, et radio-opaques sur les surfaces latérales.

Société d'ingénierie spécialisée en orthopédie, Imprint Medical recherchait une solution logicielle efficace pour accélérer et optimiser la conception d'implants réalisés en fabrication additive métal, avec des structures lattices. Ses attentes sont satisfaites grâce à "3DXpert for SolidWorks" de 3D Systems.

Basé à Brignais près de Lyon, Imprint Medical a 17 ans d’expérience en gestion de projets dédiés au marché de l'orthopédie et aide les chirurgiens et les industriels du secteur à optimiser les temps de mise sur le marché. L’entreprise propose à ses clients une solution complète de développement d'implants et d'instruments médicaux, de la conception jusqu’au transfert en fabrication, en passant par les phases de test.

Atouts de la fabrication additive métal pour les implants orthopédiques

L'industrie médicale est l'un des principaux secteurs d’application de la fabrication additive en métal, avec une réussite particulièrement sensible dans le domaine des implants orthopédiques, notamment pour le rachis.

Les principaux facteurs qui favorisent l’utilisation de la fabrication additive en métal pour les dispositifs médicaux concernent notamment l'amélioration des capacités suivantes :

  • Géométries complexes - Capacité de créer des géométries qui sont pratiquement impossibles à produire par d'autres techniques de fabrication ;
  • Développement rapide - Boucle de rétroaction accélérée en matière de conception pour un développement plus rapide des produits ;
  • Meilleur contrôle - Contrôle accru de la conception en matière de porosité et de rigidité des implants ; ce qui se traduit par un poids réduit et des géométries radio-opaques ;
  • Adaptation aux spécificités du patient - Capacité de produire des géométries mieux adaptées à l'anatomie spécifique des patients.

Dès sa création, Imprint Medical a développé une expertise spécifique dans la fabrication additive, afin de couvrir le plus d’applications possible. Alors que la fabrication classique, soustractive, limite les possibilités de conception des pièces en fonction des capacités d'outillage, la fabrication additive permet en effet de construire des géométries impossibles à obtenir autrement. « Il était clair que nous devions changer notre état d'esprit en matière de conception afin de tirer le meilleur parti des avantages offerts par la fabrication additive », déclare Didier Guillon-Cottard, PDG d'Imprint Medical. Afin de profiter de ces nouvelles libertés de conception, l’entreprise avait besoin du logiciel adéquat.

L'analyse des solutions disponibles sur le marché a orienté le choix d'Imprint Medical vers "3DXpert for SolidWorks".

Analyser, préparer et optimiser la conception d'implants

Proposé par 3D Systems, ce complément du fameux logiciel de CAO de Dassault Systèmes fournit aux ingénieurs tout ce dont ils ont besoin pour préparer et optimiser leurs conceptions en vue d'une impression en 3D. Un clic sur un bouton dans SolidWorks permet de transporter les données CAO natives de l’environnement de modélisation dans "3DXpert for SolidWorks" et de fournir un ensemble complet d'outils pour analyser, préparer et optimiser la conception en vue de la fabrication additive.

« 3DXpert for SolidWorks" s'est révélé être le chaînon manquant entre notre logiciel de conception SolidWorks et le monde de la fabrication additive », explique M. Guillon-Cottard. « En plus, cela nous a conféré un avantage concurrentiel en réduisant les délais de mise sur le marché avec des conceptions innovantes. »

Optimiser le poids des implants et l'ostéo-conduction

Imprint Medical utilise "3DXpert for SolidWorks" en particulier pour améliorer les propriétés biomécaniques des implants qu'elle conçoit en appliquant des structures en treillis (dites lattices) de volume et de surface. « Les structures uniques que nous pouvons créer avec ce logiciel conservent la forme extérieure personnalisée de l'implant tout en nous permettant de réduire son poids et d'augmenter les caractéristiques de biocompatibilité. Il en résulte une amélioration de l’ostéo-conduction et de l’assimilation de l'implant par les tissus organiques environnants », explique M. Guillon-Cottard.

Le cycle de conception typique avec "3DXpert for SolidWorks" suit un flux de travail simple et rationalisé :

  1. Effectuer la conception dans SolidWorks.
  2. Ouvrir la conception dans "3DXpert for SolidWorks" pour vérifier l'imprimabilité et voir comment les structures lattices, le type de support et le positionnement des pièces affecteront le temps d'impression et l'utilisation des matériaux.
  3. Optimiser la conception en utilisant des structures lattices de volume et de surface.
  4. Exporter le fichier optimisé aux formats CAO générique, STL, 3MF ou données en tranche CLI.

Un temps de conception réduit de moitié pour le cycle additif

Imprint Medical a pu constater des économies de temps significatives dans la conception depuis que l’entreprise utilise le logiciel de 3D Systems. « La génération des structures lattices avec "3DXpert pour SolidWorks" est 10 fois plus rapide que celle de toute autre solution que nous avons testée ; ce qui nous permet de réduire de 50 % le temps de conception pour le cycle additif de géométries complexes », souligne M. Guillon-Cottard. « De plus, le fait de pouvoir modifier les paramètres des cellules lattices nous permet de valoriser notre expertise concurrentielle ».


www.3dsystems.com, www.imprint-medical.com

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