La fabrication additive au service des dispositifs médicaux
Quelle place pour la fabrication additive dans le secteur des dispositifs médicaux ?
Ayant atteint un bon niveau de maturité dans les marchés aéronautiques et automobiles, la technologie de fabrication additive bénéficie aujourd’hui à de nombreuses applications dans le secteur des dispositifs médicaux.
En effet, contraint à l’innovation permanente et soumis à des exigences règlementaires strictes, le secteur des dispositifs médicaux fait face à des enjeux industriels majeurs. Qu’ils soient utilisés pour des pathologies articulaires et vertébrales ou pour des traumatismes, les dispositifs médicaux nécessitent aujourd’hui une personnalisation accrue afin de répondre aux caractéristiques uniques de chaque patient, tout en conservant un besoin de réactivité et de disponibilité constante.
Dans le milieu hospitalier, l’impression 3D – ou fabrication additive – peut donner lieu à différents recours :
– Réaliser plus rapidement des prototypes de dispositifs médicaux qui pourront être testés puis ajustés avant la fabrication finale.
– S’exercer sur des modèles en impression 3D, en amont des opérations chirurgicales, afin d’améliorer les soins réalisés aux patients et réduire la durée des interventions.
– Produire des prothèses ou implants personnalisés au métabolisme du patient, moins onéreux et plus performants que des prothèses traditionnelles.
Bien que la fabrication additive représente une réelle révolution dans le secteur des dispositifs médicaux, montrant des résultats plus qu’encourageants, ce procédé n’est pas sans risque, et nécessite une surveillance accrue, notamment pour les impressions destinées à être intégrées au corps humain.
Une technique encore récente qui nécessite des contrôles réguliers
L’absence de standard et de reculs cliniques complexifient les règlementations autour de ces pratiques dans le secteur des DM. Les multiples risques propres à la conception des pièces élaborées par fabrication additive métallique doivent donc être évalués et maîtrisés afin d’assurer la performance et la sécurité de ces dispositifs.
Chaque étape du cycle de vie de la poudre, de son achat jusqu’à son recyclage, nécessitera de multiples contrôles réguliers afin de garantir la qualité des pièces produites. Les caractéristiques couramment appréciées sont :
– la composition chimique des poudres, déterminée par ICP-AES et ICP-MS après minéralisation et par analyseurs élémentaires (C/S, N/O et H),
– la granulométrie réalisée le plus souvent par granulométrie laser,
– la densité vraie par pycnométrie, la densité apparente, la densité tassée par voluménomètre de tassement, l’indice de Hausner,
– la morphologie, qualifiée par Microscopie Electronique à Balayage (MEB-FEG) et Microscopie Optique afin d’apprécier la granulomorphologie, la sphéricité, le satellitage, …
– l’état métallurgique, caractérisé par examen métallographique pouvant avoir un impact important sur les propriétés mécaniques finales des pièces.
Présentant une expérience significative dans la mise en œuvre de ces techniques de caractérisation et bénéficiant d’un véritable savoir-faire d’expertise reconnu dans ce domaine, le laboratoire FILAB accompagne les fabricants des dispositifs médicaux dans le cadre de leurs besoins de contrôle de poudres métalliques et d’expertises associées aux activités de fabrication additive.
Le laboratoire FILAB peut réaliser ces analyses selon les Pr 6000 et Pr 7210 de Safran.
- Rappel : c’est quoi la fabrication additive ?
Plus communément appelée impression 3D, la fabrication additive désigne un procédé de production consistant à ajouter de la matière par empilement de couches successives, à partir de poudre de matériaux (métallique, plastique ou composite). Cette technologie s’oppose aux fabrications traditionnelles portées sur la suppression de matières (usinage…).
Offrant une liberté de conception inégalée, la fabrication additive permet d’élaborer des pièces personnalisées, avec une grande précision géométrique et dans des délais relativement courts. De plus, les coûts de production sont réduits et les performances du produit peuvent être optimisées (poids, taille, design…).
La fabrication additive est couramment utilisée dans le milieu industriel pour pré-visualiser un produit grâce à un prototype, produire des composants industriels en petite série ou personnaliser des produits selon des attributs spécifiques.
