Contrôle qualité pour les implants fabriqués de manière additive

Solutions pour l'industrie médicale ZEISS

De la poudre aux pièces finies fabriquées de manière additive

3D printed hip cup non-destructively inspected with x-ray to detect the presence of voids, cracks, and any other issues

La fabrication additive offre de nombreuses possibilités pour une grande variété de dispositifs médicaux personnalisables : des implants de la hanche et du genou aux implants de la colonne vertébrale, des composants de traumatologie aux produits spécifiques aux patients (PSP). Pour produire des pièces médicales précises, reproductibles et conformes aux normes de la FDA, des exigences strictes en matière de contrôle qualité doivent être respectées.

Les solutions ZEISS pour l'industrie médicale se concentrent sur l'établissement de processus sûrs et stables avec une intégrité holistique des données. Notre portefeuille de solutions matérielles et logicielles inspire un cercle vertueux dans lequel la volonté de répondre aux normes de l'industrie médicale propulse votre contrôle qualité de manière efficace et efficiente vers de nouveaux sommets.

Processus de fabrication de niveau supérieur

La fabrication additive couche par couche permet de personnaliser les implants orthopédiques, mais des processus de contrôle qualité appropriés sont nécessaires pour gérer les nouvelles étapes impliquées. Les fabricants doivent tester toutes les étapes pour éviter les défauts, et les solutions ZEISS ciblent la détection précoce des défauts pour économiser du temps et de l'argent. Nous travaillons avec nos clients depuis les essais de faisabilité jusqu'au contrôle non destructif, en suivant l'évolution de la technologie et en leur donnant la confiance nécessaire pour s'engager dans la fabrication additive de manière économique.

Les solutions de contrôle qualité, à chaque étape

From powder to final additively manufactured medical part – quality gates and solutions
Particle size distribution and material chemical composition of powder for 3D printed medical devices must be precisely monitored since they influence spreadability and the formation of defects
Quality gate 1:

Caractérisation​ des poudres et matériaux

Analyse des matières premières

Le défi

  • La distribution de la taille des particules et la composition chimique du matériau doivent être contrôlées avec précision car elles influencent l'étalement et la formation de défauts.

Vos avantages avec ZEISS

  • L'analyse des particules de poudre par microscopie optique permet d'obtenir des échantillons de grande taille et de garantir une qualité constante des matières premières, par exemple en détectant rapidement les fluctuations de la taille ou de la forme des particules de poudre.
  • Les mesures EDX automatisées révèlent la composition chimique des matériaux grâce à l'analyse par microscopie électronique.
  • Évaluation logicielle en 3D des particules de poudre après inspection par microscopie à rayons X
  • Amélioration du suivi des stratégies de recyclage et de réutilisation des matériaux
Color map on additively manufactured hip cup to detect warping of functional parts due to different cooling rates within the build
Quality Gate 2:

Traitement thermique après impression

Analyse après impression

Les défis

  • Les process de post-traitement garantissent la précision des dimensions et des propriétés optimales des matériaux. Le traitement thermique après l'impression permet de réduire les contraintes, certaines pièces étant ensuite soumises à un nouveau traitement thermique pour tenir compte des modifications de la microstructure.
  • Déformation des pièces fonctionnelles due à des vitesses de refroidissement différentes au sein de la construction.
  • Nécessité de compenser la fabrication et/ou le traitement thermique à l'aide d'outils de rétro-ingénierie

Vos avantages avec ZEISS

  • Les MMT ou les scanners 3D optiques vérifient le respect des tolérances des pièces après l'impression et aident à comprendre comment le traitement thermique traite les changements de microstructure et comment ces processus influencent la précision finale.
  • Un logiciel dédié utilise la compensation de modèle pour garantir le respect des tolérances.
Volumetric part scans can be performed on  additively manufactured hip cups with industrial CT systems and X-ray microscopes
Quality Gate 3:

Défauts internes et inspection structurelle

Intégrité structurelle de la pièce

Le défi

  • La pièce imprimée doit être inspectée pour détecter la présence de vides, de fissures et de tout autre problème affectant la structure interne.

Vos avantages avec ZEISS

  • Les solutions de microscopie optique sont utilisées pour évaluer les caractéristiques du bain de soudure qui ont un impact direct sur les propriétés mécaniques.
  • Les scans volumétriques des pièces peuvent être réalisés avec des systèmes de tomographie industrielle et des microscopes à rayons X.
Post-Print Material Quality Inspection on Additively Manufactured Implants
Quality Gate 4:

Contrôle qualité des matériaux après impression

Analyse avant traitement final

Les défis

  • Les paramètres de traitement ont une influence majeure sur la structure du grain des alliages médicaux et donc sur les propriétés de la pièce.
  • Les déplacements 3D et les déformations de surface doivent être analysés lorsque l'implant est soumis à une charge de travail.

Vos avantages avec ZEISS

  • Analyse de la surface par microscopie optique pour révéler la microstructure
  • La diffraction par rétrodiffusion d'électrons (EBSD) au microscope électronique et le contraste de diffraction en laboratoire (LabDCT) au microscope à rayons X permettent de déterminer les types et les orientations des grains en 2D et en 3D respectivement. La spectroscopie de rayons X à dispersion d'énergie (EDX) détecte les phases intermétalliques et les ségrégations.
  • Les systèmes de caméras 3D ARAMIS favorisent la compréhension des déplacements et des déformations en 3D, ainsi que des déformations de surface.
Dimensional control of highly complex 3D external geometries and internal structures/features of additively manufactured hip implants
Quality Gate 5:

Contrôle dimensionnel et contrôle de la qualité de la surface

Analyse finale pour la qualification

Les défis

  • Contrôle dimensionnel de géométries externes 3D très complexes et de structures/caractéristiques internes
  • Des contrôles topographiques sans contact doivent être effectués sur des surfaces intérieures cachées complexes.

Vos avantages avec ZEISS

  • La MMT effectue des mesures rapides et précises des pièces, tandis que la tomographie industrielle mesure simultanément les caractéristiques intérieures et extérieures.
  • Les exigences complexes relatives aux surfaces externes peuvent être traitées avec des solutions de microscopie optique et électronique. Les systèmes de tomodensitométrie industrielle permettent de mesurer les surfaces intérieures cachées.
Data is gathered from the entire process chain of additively manufactured medical devices for fast analysis and visualization
Quality Gate 6:

Stabilité et analyse des données collectées

Stabilité du process

Le défi

  • Les données sont collectées tout au long de la chaîne de traitement pour une analyse et une visualisation rapides.

Vos avantages avec ZEISS

  • Le logiciel ZEISS prend en charge la collecte centralisée des données et le calcul des paramètres.
  • ZEISS ZEN Data Storage permet une gestion centralisée des données, des rapports et autres pour la microscopie optique et électronique. Le module GxP garantit la traçabilité des analyses pour la conformité aux exigences de réglementation et de certification.
  • L'infrastructure Cloud ZEISS arivis facilite la collaboration et l'accès aux outils d'analyse d'images AI.

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ZEISS Medical Industry Solutions Brochure Additive Manufacturing EN

ZEISS Medical Industry Solutions Brochure Additive Manufacturing EN
Page: 9
Volume de fichier: 4001 kB

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