Impression 3D et orthèses: une introduction

Nous avons tous entendu parler de l’impression 3D, mais de quoi s’agit-il exactement? Cet article est le premier d’une série explorant l’impression 3D dans l’industrie de l’orthèse. Nous y aborderons ce qu’est l’impression 3D ainsi que ses bénéfices. 

L’impression 3D (ou fabrication additive) est un processus de fabrication dans lequel de fines couches de matériau les unes sur les autres afin de créer un objet à partir de données d’un modèle 3D. À l’opposé, les méthodes de fabrication traditionnelles (fabrication soustractive) consistent à découper, sculpter et assembler, générant ainsi des retailles de matériaux en tous genres. 

La fabrication additive est un terme général impliquant des appareils qui utilisent différents processus tels que: 

• Frittage sélectif au laser (selective laser-sintering ou SLA): fusionne des matériaux à base de polymère en poudre de manière sélective à l’aide d’un laser, formant des couches successives de 0,1 mm. 

• Appareil stéréolithographique (stereolithography apparatus ou SLA): durcit une résine photopolymère en dirigeant un laser hélium-cadmium ou argon avec un miroir de balayage sur des coordonnées numériques. 
• Dépôt de fil fondu (fused deposition modelling ou FDM): extrusion de filaments de plastique chauffé en un seul trajet pour former chaque couche de l’objet. 

En comparaison avec la fabrication conventionnelle, l’impression 3D engendre plusieurs bénéfices dans divers aspects du développement et de la fabrication d’un produit: 

• Complexité de la conception: liberté totale de conception et de géométrie, aucun lien entre la complexité et le coût de la pièce; 

• Construction monocoque: le produit peut être fabriqué en une seule pièce, plus résistante et légère; 
• Précision: moins de 1 mm; 
• Analyses digitales: tests virtuels (sur ordinateur) intensifs pour étudier la déformation, les points de pression ainsi que la rigidité; 
• Environnement: minimise les pertes et rejets de matériaux; 
• Rapidité: le processus complet d’impression 3D est plus rapide et les bénéfices augmentent avec la complexité de la conception; 

• Programmation: il est plus facile de programmer une séquence pour des machines et une programmation incorrecte ne compromet pas l’intégrité de ces appareils. 

Au vu de ces bénéfices, l’impression 3D est parfaite pour fabriquer des produits de conception supérieure, visuellement attrayants, légers et personnalisés sans coûts additionnels. 

Mais quelques questions demeurent sans réponse: 

• Est-ce que l’impression 3D est suffisamment développée pour l’industrie de l’orthèse? 
• Comment les orthèses imprimées en 3D performent-elles en comparaison aux produits fabriqués de manière conventionnelle? 

L’impression 3D dans l’industrie de l’orthèse est basée sur la digitalisation du corps humain, qui gagne en popularité à l’heure actuelle. Toutefois, les orthèses personnalisées imprimées en 3D doivent offrir haute performance et excellent rapport qualité-prix. Les entreprises qui les proposent doivent également se doter d’un bon modèle de service. 

Fabriquer ces produits de haute qualité est simple lorsque vous avez également un moulage digital du patient de haute qualité. Ce fichier 3D est souvent le chaînon manquant qui donne des maux de tête aux cliniciens et aux centrales de fabrication. C’est là que TechMed 3D intervient en aidant plus de 4000 utilisateurs dans plus de 55 pays à travers le monde. 

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Restez à l’affût pour le 2e article de notre série, où nous explorerons les avancées scientifiques en lien avec l’impression 3D d’orthèses. 

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Références 

Saleh J. & Dalgarno K. (200() Cost and benefit analysis of fused deposition modelling (FDM) technique and selective laser sintering (SLS) for fabrication of customised foot orthoses. In Proc. 4th Int. Conf. Adv. Res. Virtual Rapid Manuf., Innovative Dev. Des. Manuf., Leiria, Portugal. 

Hopkinson N., Hague R., Dickens P. (2005) Rapid Manufacturing: An Industrial Revolution for the Digital Age, John Wiley & Sons, Chichester, West Sussex. 

Gibson I., Rosen D., Stucker B. (2015) Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing. Second Edition. New York, NY: Springer.  

Pallari J.H.P., Dalgarno K.W., Woodburn J. (2010) Mass customization of foot orthoses for rheumatoid arthritis using selective laser sintering. IEEE Trans Biomed Eng. 57(7):1750–1756