Résumé

• rms Company aide à développer et à mettre à l'échelle la production de dispositifs médicaux grâce à la fabrication additive (FA), offrant à ses clients la liberté de concevoir des caractéristiques complexes telles que des structures en treillis.
• Les ingénieurs qui tirent parti des outils de conception générative peuvent adapter une stratégie de conception de produit unique à des dizaines ou des centaines d'UGS. Vérifier la viabilité d'impression de toutes les itérations prend beaucoup de temps.
• Les méthodes génératives peuvent mener à des caractéristiques qui s'impriment mal, comme des treillis incomplets ou de la poudre piégée. La coupe transversale pour inspecter ces caractéristiques détruit l'échantillon, prend du temps et fournit des données limitées.
• rms Company investit dans la tomographie assistée par ordinateur (CT) de Lumafield pour numériser la production physique de la FA en tant que méthode d'inspection rentable. Les scans permettent d'obtenir des coupes non destructives pour inspecter les treillis, les structures poreuses et d'autres composants issus de la conception générative.
  

J'ai pu rencontrer notre client, me connecter au logiciel de Lumafield et présenter des preuves qui ont mené à une modification de la conception.

Ryan Kircher, ingénieur principal en fabrication additive

Contexte

rms Company, membre de la famille Cretex Medical, est un fournisseur de confiance pour les plus grandes entreprises de dispositifs médicaux au monde. Bien que son expertise remonte à sa fondation en 1967, l'entreprise a investi dans l'avenir en adoptant la fabrication additive pour la production de masse. « rms Company est fière de mettre en place des processus capables de monter en charge jusqu'à des séries de 10 000 pièces », a déclaré Brett Sobczak, directeur de l'ingénierie de fabrication additive chez rms Company. L'impression directe sur métal, souvent en alliage de titane Ti64, permet à rms Company de produire des géométries traditionnellement impossibles à fabriquer. Ces avancées permettent à leurs clients d'exploiter des méthodes de conception de pointe et de dépasser les anciennes limites de la fabrication.

Lumafield + rms Company

Cependant, les avantages de la fabrication additive entraînent également des défis en matière d'inspection. Les méthodes d'inspection des implants sont variées : les géométries usinées nécessitent historiquement la programmation d'une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT). L'inspection des géométries génératives nécessite la coupe destructive des pièces, des opérations de polissage, des microscopes et de la photographie. L'inspection d'un implant fini nécessitera l'utilisation de ces deux méthodes chronophages.

L'équipe de fabrication additive de rms Company s'intéresse à des technologies telles que la tomodensitométrie pour dépasser ces limites. « Les gens utilisent informellement la tomodensitométrie dans ce secteur depuis des années maintenant », a noté Ryan Kircher, ingénieur principal en fabrication additive chez rms Company. Au lieu qu'un ingénieur ou un technicien détruise un échantillon pour effectuer une métallographie sur une coupe transversale, un système de tomodensitométrie capture la pièce entière sans nécessiter de main-d'œuvre supplémentaire. La tomodensitométrie est à la fois plus rentable et garantit que les ingénieurs voient ce qui compte.

À l'intérieur du treillis

Les machines MMT fournissent des mesures précises des surfaces, mais nécessitent des opérateurs qualifiés pour la programmation. M. Sobczak a estimé que la programmation d'une routine d'inspection MMT peut prendre jusqu'à une journée à un technicien, selon la pièce. Ces exigences de temps créent des défis lors de la mise à l'échelle d'une gamme de produits. M. Kircher précise : « un seul produit d'implant rachidien peut avoir plus de 100 UGS différentes » lorsque les concepteurs utilisent un algorithme pour effectuer des changements de taille progressifs.

De plus, cet effort ne permet pas une couverture complète de la pièce. « Beaucoup de gens se concentrent uniquement sur l'inspection MMT ou le calibrage des géométries usinées. Le treillis reste une boîte noire », a noté M. Kircher. Grâce à la tomodensitométrie, rms Company augmente la couverture de l'inspection qualitative avec une fraction des efforts requis par le passé. « Nous changeons le processus de réflexion et la culture autour de la fabrication additive dans les implants médicaux », a ajouté M. Kircher.

Dans un cas récent, rms Company a utilisé la tomodensitométrie pour scanner une pièce qu'un client avait conçue à l'aide d'un algorithme génératif. Le scan a révélé un treillis incomplet. « J'ai pu rencontrer notre client, me connecter au logiciel de Lumafield et présenter des preuves qui ont mené à une modification de la conception », a déclaré M. Kircher. Ce cas a montré à quel point « pouvoir obtenir des informations pour toute la région de la structure en treillis est inestimable », explique Ryan.

Par le passé, une telle interaction se serait déroulée très différemment. rms Company aurait dû couper la pièce en deux et envoyer une photo au client. Mais même alors, explique Ryan, la question serait restée : « Y a-t-il un autre défaut ailleurs qu'à l'endroit où vous avez coupé ? » Après avoir utilisé les solutions de Lumafield, M. Sobczak a rapidement ajouté : « Je ne pense pas qu'il existe une autre option. »

‍