Nouvelles articulations tout juste sorties de l'imprimante

Les petites pièces en plastique ne sont pas les seules à pouvoir être imprimées en 3D. Les avancées en matière de fabrication additive permettent de créer différentes formes à partir d'une variété de matières premières. Désormais, l'impression 3D permet de produire des implants orthopédiques sur mesure pour les patients, avec l'aide d'une pompe à vide du groupe Busch.

Jusqu'à présent, un patient en attente d'un implant médical avait deux options : une pièce générique provenant d'un catalogue ou une très longue attente pour un implant sur mesure. L'impression 3D permet d'obtenir ce qu'il y a de mieux : un implant anatomiquement précis et un délai court pour l'intervention chirurgicale. L'amélioration de l'ajustement signifie également moins d'inconfort pendant la convalescence et moins de risques de devoir subir des opérations de suivi.

Un implant imprimé

Chaque corps humain est différent. Ainsi, la création d'un implant à l'aide des techniques traditionnelles de travail des métaux peut nécessiter des semaines de façonnage, de fraisage et de meulage laborieux pour obtenir la forme anatomique complexe qui convient, et peut nécessiter plusieurs pièces. Avec l’impression 3D, le processus exige moins de travail. L’implant est cartographié dans un programme de conception, qui le divise en centaines, voire en milliers, de fines lamelles. L’imprimante 3D « imprime » ensuite chaque lamelle individuelle, l’une au-dessus de l’autre – un processus qui permet de ne créer qu’une seule pièce et qui peut être terminé en quelques jours.

Concentré sous vide

Les implants métalliques sont créés par fusion par faisceau d’électrons sous vide (Electron Beam Melting ou EBM en anglais). Tout d’abord, une pompe à vide de Busch élimine tout l’air de la chambre de fabrication. Ensuite, un fil en tungstène est chauffé à 2 500 °C, entraînant l’émission d’électrons. Ceux-ci sont regroupés en un faisceau et projetés sur un lit de métal en poudre, généralement du titane ou du chrome-cobalt. Le faisceau d'électrons chauffe et fusionne les particules de poudre avec lesquelles il entre en contact, traçant la forme fournie par le programme de conception. Cela crée une fine couche de métal sur le lit du conteneur de poudre - la couche inférieure de l'objet 3D. Le conteneur est ensuite abaissé, avec ce qui a été imprimé jusque-là, de la poudre est ajoutée et la couche suivante est fusionnée sur la première. Ce processus se répète jusqu’à ce que la couche finale – et l’implant – soient terminés. La fusion par faisceau d'électrons est réalisée sous vide pour trois raisons différentes. Tout d’abord, pour la précision. Si d’autres molécules de gaz sont présentes, le faisceau d’électrons peut les heurter et les dévier, entraînant une fusion des mauvaises particules métalliques. Cela peut avoir un impact important sur la précision du produit fini. Le vide garantit également un matériau homogène : comme il n'y a pas d’air dans la chambre, aucune bulle ne peut se former dans le métal fondu. Enfin, l'absence d’oxygène signifie que le métal ne s’oxyde pas quand il est chauffé. Par conséquent, la poudre restante peut être réutilisée pour le processus d’impression suivant.