Comment l’impression 3D se développe pas à pas
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MarketsandMarkets prévoit récemment que le marché mondial de l’impression 3D augmentera de 22,5% par an, passant de 12,6 milliards de dollars en 2021 à 34,8 milliards de dollars d’ici 2026. L’utilité de la technologie a été démontrée pendant la pandémie, lorsque impression en 3D permis aux entreprises d’imprimer des pièces d’équipements de protection individuelle (EPI).
Selon MarketsandMarkets, le secteur de la fabrication industrielle passe d’une phase de prototype d’adoption de l’impression 3D au développement de produits finaux. Par exemple, les imprimantes 3D permettent aux organisations de divers secteurs de créer des outils et des accessoires personnalisés à faible volume à un coût inférieur aux prix traditionnels. MarketsandMarkets a déclaré que les petits fabricants bénéficient des mêmes avantages avec une imprimante 3D que les fabricants mondiaux de niveau 1.
La société d’impression 3D belge Materialise est l’une des entreprises qui a fait évoluer ses produits et services pour étendre la portée de l’impression 3D.
Bart van der Schueren, CTO chez Materialise, a déclaré : « Lorsque nous avons commencé en 1990, nous avons acquis une imprimante pour développer des services pour le marché belge, mais assez rapidement, nous avons constaté qu’il y avait un manque de données 3D. CAO 3D était inexistant.
Les dessins étaient souvent des dessins à la main informatisés, a-t-il déclaré. « Ce qui manquait, c’était un moyen facile d’obtenir les données sous une forme entièrement numérique ; sinon, il est impossible d’imprimer.
Materialise a commencé à développer de petits outils à usage interne pour convertir les données existantes pour ses clients industriels. Elle s’est également intéressée à l’imagerie médicale. “Avec l’impression 3D, nous pouvons personnaliser un produit pour un individu”, a déclaré van der Schueren.
La société a commencé à produire de la 3D implants dentaires, et plus tard étendu à la chirurgie du genou, fournissant un modèle personnalisé utilisant l’anatomie d’un patient. “Aujourd’hui, nous fournissons des implants de genou à 56 000 patients par an”, a déclaré van der Schueren.
En octobre dernier, Materialise est passé à une nouvelle catégorie de produits, en acquérant la technologie de mesure dynamique du pied RSscan et la gamme de produits de semelle intérieure personnalisée Phits, tels que portés par la championne du marathon de Londres Paula Radcliffe.
Selon van der Schueren, 20 % des personnes ne portent pas de chaussures bien ajustées. Cela peut entraîner des problèmes de genoux, de hanches et de dos. En appliquant des techniques similaires aux impressions 3D d’imagerie médicale personnalisée, van der Schueren a déclaré qu’avec des chaussures ajustées, il devient possible de corriger la démarche des gens et de réduire le risque de blessure.
La société a maintenant combiné la technologie avancée d’analyse de la marche de RSscan avec ses capacités d’impression 3D. Cela crée ce que Materialise décrit comme un « flux de travail en trois étapes », permettant aux experts du pied de concevoir le orthèses les plus adaptées plus efficacement et plus précisément.
Dans la phase initiale, Materialise Phits Suite aide les experts du pied à numériser et à mesurer les données d’un patient en utilisant des plaques de pression footscan et des scanners 3D de haute qualité. Ensuite, le logiciel footscan automatise la conception de la semelle intérieure et fournit des recommandations scientifiques avec une option de saisie manuelle d’un expert. Enfin, l’expert du pied peut envoyer la conception de la semelle intérieure générée via un portail cloud à l’installation de production de Materialise. En quelques jours, des orthèses personnalisées imprimées en 3D sont livrées au cabinet et, en fin de compte, au patient.
L’entreprise a travaillé avec Technologie de marche et de mouvement proposer des semelles Phits imprimées en 3D. Grâce à un réseau de cliniques, il fournit le scanner de pied 3D RSscan et le logiciel d’accompagnement pour les podologues. Lors d’une consultation, un patient est invité à marcher plusieurs fois le long de la plaque de pression RSscan. La matrice de capteurs sur le plateau de pression prend des mesures en différents points du pied.
“Nous avons développé des outils pour traduire ces mesures de pression en une analyse de la marche”, a déclaré van der Schueren, ajoutant que cela peut ensuite être utilisé pour imprimer en 3D une semelle intérieure personnalisée.
En examinant le fonctionnement de la plaque de pression, Scott Barton, directeur de Gait and Motion Technology, a déclaré : « Il existe 4 096 capteurs, chacun mesurant 5×7 mm, enregistrant à 300 Hz par demi-mètre. Cela nous permet de saisir les choses rapidement et avec plus de détails.
Le patient est invité à monter et descendre la plaque de pression six fois, ce qui fournit suffisamment de données pour analyser chaque empreinte de pression. Les données sont ensuite moyennées et toutes les données erronées sont supprimées, laissant un ensemble de données clair qu’un podologue peut utiliser avec le logiciel de conception de RSscan pour personnaliser une semelle intérieure afin de corriger la démarche du patient.
Les données sont ensuite cryptées pour se conformer au règlement général sur la protection des données et poussées dans le cloud, où elles sont ajoutées à une file d’attente dans le système de fabrication.
Materialise explore comment utiliser l’intelligence artificielle (IA) pour aider au développement de semelles intérieures personnalisées, a déclaré van der Schueren. “L’IA aide à apprendre des cas, mais nous pensons que nous devons apporter des connaissances d’experts.”
Il a déclaré que l’IA pourrait être utilisée pour comparer différents profils de pression du pied afin d’identifier les modèles. Mais il a ajouté : « Les corrections que vous adoptez sont basées sur des heuristiques. »
Le champion du monde d’Ultra Trail Tom Evans est l’un des athlètes qui utilise des semelles Phits imprimées en 3D et équipées par Gait and Motion. Il a déclaré : « L’équipe de Gait and Motion Clinics m’a permis d’être cohérent. J’ai eu un test vraiment approfondi, suivi de la livraison de mes semelles Phits. Cela a été un outil incroyable pour me garder cohérent dans mes gros blocs d’entraînement. »
La stratégie de Materialise visant à développer une suite de produits pour fournir des orthèses imprimées en 3D et, grâce à des partenariats comme celui avec Gait and Motion Technology, offrir un service à une large base de clients, illustre comment l’impression 3D devient de plus en plus courante. Pour van der Schueren, les semelles ont à peu près la bonne taille pour être fabriquées à grande échelle en utilisant l’impression 3D.
