Magazine Lundi 6 juillet 2020 - 09:48

L’impression 3D polymère transforme la chaîne de production de Chabloz Orthopédie

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En 2017, Chabloz Orthopédie intègre la fabrication additive polymère à sa chaîne de production. Une nouvelle étape dans la révolution numérique entamée au début des années 2000 avec le scan, les logiciels de CFAO et les outils de fraisage numérique. Aujourd’hui, l’impression 3D a transformé son métier d’orthoprothésiste. Explication. 

Ces dernières années, Marc Souply, orthoprothésiste membre de l’équipe R&D de Chabloz a vu son métier révolutionné par l’impression 3D polymère passant de fabrication artisanale au numérique. « Il est aujourd’hui possible d’envisager de faire en ½ journée ou 1 journée de travail ce qui nous aurait pris 3 jours auparavant. L’impression 3D est en train d’apporter un vrai gain en production, en précision et en répétabilité. Elle permet d’optimiser et de personnaliser le produit. Elle offre également la possibilité d’utiliser d’autres matériaux, comme du PA 12 (biocompatible), afin de diminuer le poids des prothèses ». L’entreprise française d’orthopédie est un bon exemple de la transition vers le numérique.

Un virage numérique qui bouleverse le métier

La société française Chabloz Orthopédie, rachetée en 2015 par la filiale française de la firme allemande Ottobock, réalise des appareils médicaux personnalisés et uniques, pour suppléer ou combler un handicap. Elle est spécialisée dans les grands appareillages sur mesure comme les prothèses, les orthèses, les corsets, mais aussi dans les appareils d’aide à la marche et d’assises personnalisées. Il y a encore peu de temps, ces appareils étaient conçus de manière très artisanale. Un positif en plâtre était réalisé à partir d’un moule du membre du patient – le négatif. Des corrections étaient ensuite apportées à cette réplique avant que le dispositif médical soit fabriqué par thermoformage ou stratification de matériaux composites. À ces différentes étapes, il fallait rajouter la finition, souvent l’intégration d’une « seconde peau » pour protéger le patient. Au début des années 2000, la société a connu un virage vers le numérique. L’apparition du scan a permis la numérisation du membre du patient en forme 3D. Celle-ci peut ensuite être modifiée numériquement, avant d’être usinée avec un robot ou une fraiseuse dans une mousse dense pour servir de support de fabrication à l’appareil définitif. 

En 2017, Chabloz Orthopédie passe en scan to print. Grâce à l’impression 3D, elle va prolonger son virage numérique et terminer sa transformation du métier  orthoprothésiste. Pendant plusieurs mois, elle se lance dans un benchmark de toutes les technologies et des fournisseurs de systèmes de fabrication additive polymères. Elle teste le prototypage en FDM qui ne répond pas à ses attentes. Jules Revais, ingénieur R&D produit et process chez Chabloz Orthopédie, participe à la recherche du bon procédé. « La technologie HP était la plus adaptée à nos besoins en termes de rapidité, de productivité, de matériaux et de propreté d’utilisation. Elle nous a également fait prendre conscience qu’il était possible d’utiliser cette technologie à grande échelle avec un bon rapport productivité / prix, compatible dans certains cas avec notre système de remboursement. Elle répondait également à notre recherche d’un matériau modifiable, pouvant être découpé ou encore chauffé, ce que ne permet pas de faire la résine. Enfin, la qualité de finition ne nécessitait peu voire pas de post-traitement ». 

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En plus de transformer la supply chain de Chabloz, l’impression 3D a considérablement réduit les temps de certaines production. Or les délais de livraison sont un enjeu important dans le monde de l’orthopédie. Les patients ont besoin de recevoir leurs aides médicales le plus rapidement possible. Aujourd’hui, il faut compter environ sept jours entre la numérisation et l’appareillage du patient. Un délai qu’il n’aurait pas été possible d’atteindre en sous-traitant. C’est pourquoi, la société française s’est directement tournée vers l’intégration de la technologie.

De la R&D à la fabrication, une montée en compétence

La transition numérique a commencé chez Chabloz Orthopédie, dès le début des années 2000 avec l’intégration des logiciels de scan et de CFAO pour l’usinage. Il faudra toutefois attendre 2017 pour que l’équipe d’ingénieurs de la société s’engage sur la voie de l’impression 3D polymère. Fin janvier 2018, l’entreprise s’équipe d’une imprimante 3D Multi Jet Fusion 4 200 de HP. « La première étape a été l’intégration de la machine au pôle R&D afin de réaliser les premiers tests et lancer les premières impressions. Un technicien était alors dédié au pilotage et à la gestion de la machine : nettoyage, maintenance, utilisation des logiciels, etc. Il a suivi une formation assurée par HP et son revendeur Visiativ lors de l’installation de la machine. Celle-ci a permis d’apprendre à maîtriser l’imprimante 3D et à comprendre l’influence des paramètre machine sur la qualité des pièces. Après une certaine quantité de pièces fabriquées, la gestion de la machine a été transféré à la division fabrication. La transmission des compétences s’est faite en interne. Chabloz était déjà expérimentée, de par son expérience en fabrication traditionnelle, à la montée des compétences en interne. L’équipe R&D qui a développé les procédés de fabrication a ainsi formé les orthoprothésistes à l’utilisation des nouveaux procédés de fabrication additive et les techniciens au travail des nouveaux matériaux », poursuit Jules Revais. Aujourd’hui, la montée en compétence continue, avec des formations en externe. Pour exemple, les techniciens formés à la gestion de la machine apprennent maintenant l’utilisation des logiciels CAO et gagnent ainsi en polyvalence. Globalement ces nouveaux outils apportent une évolution des compétences requises et il faut alors prévoir un budget formation important pour mettre à niveau les équipes

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Pour certifier les dispositifs médicaux, Chabloz a mis en place une salve de test. Celle-ci a permis d’assurer les validations procédé / machine / produits, de confirmer la répétabilité du process et le respect des propriétés matériaux annoncées par le fabricant HP. Une fois cette étape de validation terminée, un contrôle continue a été mis en place. Pour exemple, tous les mois, plusieurs éprouvettes sont imprimées pour vérifier que le dimensionnement de la machine est toujours correct. 

De nouvelles relations acheteurs / vendeurs

Toute cette intégration, Chabloz l’avait budgétisé. Elle avait ainsi prévu une enveloppe d’environ de 400 000 euros, comprenant également les travaux dans les locaux ainsi que la mise en production. La machine est actuellement en leasing avec une possibilité d’achat à la fin du contrat pour « une somme symbolique ». 

L’exemple de Chabloz met aussi en évidence l’une des principales évolutions du secteur ces dernières années qui est la transformation des relations entre les fabricants de systèmes (vendeurs) et les utilisateurs (acheteurs). Fini la simple communication entre acheteur et vendeur. Les relations ont basculé dans des collaborations permettant de comprendre les contraintes de chacun et dans des travaux conjoints de R&D pour développer de nouveaux matériaux ou encore faire évoluer les systèmes. Ce sentiment Jules Revais l’a senti. Il a ainsi pu tester le polypropylène de HP un an avant sa commercialisation. Une collaboration gagnant / gagnant. La société d’orthopédie a fourni au fabricant des retours terrain, tandis qu’elle s’imprégnait des technologies de demain. HP et Chabloz sont également tous les deux engagés au centre d’innovation Y.SPOT au sein du CEA de Grenoble. Des relations bénéfiques pour les deux parties et pour l’ensemble du secteur de la fabrication additive et de l’impression 3D.

Contenu Encadré

Prothèse myo-électrique, une nouvelle pour Denis Gauthier

A l’occasion du dernier salon 3D Print, nous avions rencontré Denis Gauthier qui nous avait présenté sa prothèse myo-électrique qu’il peut contrôler grâce à des capteurs au niveau de la peau. Réalisée sur une imprimante 3D Multi Jet Fusion* 4 200 de HP par Chabloz Orthopédie, celle-ci est conçu sur mesure, personnalisée et plus légère – de l’ordre de 30-40 % par rapport à une conception classique. Elle est équipée de batteries et d’un moteur au niveau de la main. Une complexité qu’il a été possible de réaliser grâce à l’impression 3D. La technologie a permis « de créer un effet miroir, c’est un dire un volume corporel identique, de personnaliser la prothèse comme le patient le souhaite, mais aussi d’anticiper tout l’encastrement électronique », nous explique Marc Souply.

Plus d’informations ici.

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