Chaque main est unique
Formrise propose des orthèses mieux adaptées
Formrise fabrique des dispositifs médicaux sur mesure grâce à sa nouvelle plateforme polymère, avant même son lancement sur le marché
Avant même son lancement officiel sur le marché, Formrise utilise déjà la nouvelle génération de la plateforme de polymères EOS pour la fabrication d’orthèses de la main. Des améliorations significatives ont été obtenues en termes de précision dimensionnelle, de répétabilité et d’uniformité des composants. Ces propriétés sont essentielles pour cette application. Les orthèses imprimées en 3D de HKK Bionics peuvent aider les personnes à retrouver leurs capacités de préhension perdues.
En tant qu’exosquelettes, ces aides techniques se portent directement sur l’avant-bras et sont adaptées à l’anatomie et aux limitations de mobilité de chaque patient. Même les plus infimes écarts géométriques peuvent avoir une incidence sur l’assemblage, le fonctionnement et le confort d’utilisation. Il est donc essentiel de disposer d’un processus de fabrication capable de produire des composants hautement personnalisés avec une précision reproductible. « Il n’y a pas deux mains identiques », explique Dominik Hepp, fondateur et directeur général de HKK Bionics GmbH. « Pour nous, cela signifie que chaque composant doit s’adapter parfaitement à chaque patient. Plus les composants sont fabriqués avec précision, mieux nous pouvons adapter l’orthèse aux besoins individuels. »
Une plus grande précision dimensionnelle accélère la mise au point du produit final
Pour les dispositifs médicaux hautement personnalisés, obtenir un bon résultat une seule fois ne suffit pas. Les performances fonctionnelles, l’ajustement et l’assemblage doivent être garantis dès le tout premier cycle de production et reproduits de manière fiable. C’est là que la nouvelle génération de systèmes EOS fait la différence. Une meilleure répartition de la température dans toute la chambre de fabrication crée des conditions de processus homogènes. Sur cette base, l’apport d’énergie est adapté spécifiquement aux exigences de la géométrie de chaque pièce. Il en résulte une précision dimensionnelle exceptionnelle sur l’ensemble du volume de fabrication et une homogénéité nettement améliorée des composants fabriqués.
La répartition uniforme de la température contribue également à une densité plus homogène des pièces, ce qui améliore directement l'uniformité des couleurs. Les orthèses se composent de plusieurs éléments qui peuvent être positionnés de manière flexible dans la chambre d'impression afin d'exploiter pleinement le volume d'impression disponible. Malgré leurs emplacements différents au sein du travail d'impression, les pièces présentent un résultat de couleur uniforme après teinture et forment, une fois assemblées, une orthèse visuellement homogène. Ceci est particulièrement important pour HKK Bionics, car les patients peuvent choisir leur orthèse dans la couleur RAL de leur choix.
Pour HKK Bionics, cela signifie avant tout une chose : les propriétés souhaitées pour les composants sont atteintes bien plus souvent dès le premier cycle de production. Les cycles de développement et d’ajustement peuvent ainsi être réduits, tout en jetant les bases d’une production reproductible à long terme. « L’orthèse repose directement sur la main », explique Dominik Hepp. « Si elle n’était pas parfaitement ajustée, cela affecterait à la fois le confort et la fonctionnalité. Cette précision accrue nous aide à obtenir beaucoup plus rapidement des résultats convaincants tant sur le plan technique qu’ergonomique. »
Amélioration des propriétés des pièces pour les composants fonctionnels
L’impact de ces avancées est clairement visible dans la mécanique des doigts de l’orthèse. Ces composants délicats transmettent le mouvement à chaque doigt et doivent être à la fois légers, précis et résistants. L’amélioration de la précision dimensionnelle est particulièrement précieuse pour ce type de géométries. L’isotropie a été encore renforcée et, associée à des conditions de fabrication très homogènes, garantit des propriétés matérielles constantes sur l’ensemble du volume d’impression. Ainsi, les composants sont non seulement plus précis, mais leurs propriétés mécaniques sont également obtenues de manière plus fiable.
« Nous avons été particulièrement impressionnés par la précision obtenue dans l’axe Z », résume Peter Spitzwieser, fondateur et directeur général du sous-traitant Formrise. « Notamment dans le cas des composants en filigrane du mécanisme des doigts, les plus infimes écarts ont un impact direct sur le fonctionnement et l’assemblage. Le haut niveau de régularité sur l’ensemble de la zone d’impression nous permet de mettre en œuvre des applications qui auraient auparavant nécessité des efforts de développement et d’optimisation bien plus importants. »
Précision et rentabilité vont de pair
Cette précision dimensionnelle accrue ne se fait pas au détriment de la productivité. Au contraire, le temps de fabrication par jeu d’orthèses a été réduit de 1,5 heure à une heure. Par pièce, la productivité a augmenté d’environ 35 % par rapport à l’ancien système. Pour Formrise, cependant, le temps de fabrication d’une seule pièce importe moins que le rendement d’une chambre de fabrication à pleine charge. C’est là que l’impact économique devient particulièrement évident. Le temps de production d’un travail d’impression est passé de 28 heures à 21 heures. En conséquence, il est possible de réaliser environ deux tiers de travaux d’impression supplémentaires par semaine dans le cadre du fonctionnement actuel en une seule équipe, sans augmenter la capacité de production.
De plus, la fiabilité accrue du processus ouvre de nouvelles perspectives pour des applications qui imposent des exigences particulièrement élevées en matière d’ajustement, de répétabilité et de fonctionnalité. « Nous apprécions cette productivité accrue », souligne Peter Spitzwieser. « Mais pour nous, la véritable valeur ajoutée réside dans le fait que nous n’avons plus à faire de compromis entre précision, répétabilité et rentabilité. La nouvelle génération de systèmes améliore ces trois aspects simultanément et offre des résultats constants, quelle que soit la position d’un composant dans la chambre de fabrication. »
Quand la technologie rencontre l'expertise en technologies médicales
La collaboration entre HKK Bionics et Formrise montre comment les avancées en matière de fabrication additive peuvent s'imposer avec succès sur des marchés réglementés. Une plus grande précision dimensionnelle, des propriétés reproductibles des pièces et des caractéristiques mécaniques améliorées permettent non seulement de fabriquer des produits existants, mais ouvrent également de nouvelles perspectives pour les futures générations de dispositifs médicaux personnalisés.
Pour Formrise, les avantages vont bien au-delà de cette orthèse spécifique. Les applications présentant des exigences élevées en matière d’ajustement, de performances et de répétabilité comptent parmi les défis les plus complexes de la fabrication additive. Maîtriser ces défis de manière fiable jette les bases pour d’autres applications médicales et industrielles présentant des exigences de qualité similaires. « Pour nous, il ne s'agit pas seulement d'améliorer la production d'applications existantes », explique Peter Spitzwieser. « Cette précision accrue nous ouvre également la voie à des applications où la précision dimensionnelle, la répétabilité et la fonctionnalité des pièces constituaient auparavant des obstacles majeurs. »
Pour HKK Bionics, ces avancées techniques ne sont pas une fin en soi. Elles aident les personnes à gagner en autonomie dans leur vie quotidienne, qu’il s’agisse de saisir une tasse, d’enfiler une veste ou d’utiliser le clavier d’un ordinateur. C’est là, en fin de compte, que la valeur d’une fabrication additive de précision prend tout son sens. « L’amélioration des propriétés techniques est bien sûr passionnante pour nous, en tant qu’ingénieurs », explique Dominik Hepp. « Mais elle prend toute son importance lorsqu’elle aide les personnes à retrouver leur autonomie dans les gestes du quotidien. »
Aperçu des résultats :
- Une productivité supérieure de 35 % par rapport à la machine précédente
- Le temps de fabrication par pièce est passé de 1 h 24 à 1 h 02.
- Des orthèses individuelles sur mesure dès la première série de production
- Précision dimensionnelle améliorée sur l'ensemble du volume d'impression
- Une répartition homogène de la température pour des résultats constants
- Propriétés isotropes de la pièce, y compris dans la direction z
- Une densité plus homogène des pièces pour une fidélité uniforme des couleurs dans couleur RAL souhaitée
Brève présentation de Formrise
Pour plus d'informations : https://formrise.com/
Brève présentation de la société HKK Bionics
HKK Bionics GmbH est une entreprise issue de l'Université des sciences appliquées d'Ulm, spécialisée dans les orthèses bioniques actives. En alliant des technologies et des méthodes de fabrication de pointe au savoir-faire artisanal traditionnel en orthopédie, HKK Bionics développe des solutions compactes et de haute technologie qui aident les personnes souffrant de troubles moteurs graves à retrouver leur mobilité et leur qualité de vie.
Pour plus d'informations : https://hkk-bionics.de/en
