Haply : prototypage rapide avec la Fuse 1 | FormLabs

Dans cet article, nous découvrons comment Haply a utilisé différentes technologies d'impression 3D, et pourquoi l'entreprise a fait l'acquisition d'une Fuse 1.

En associant l'informatique et l'ingénierie, la robotique transforme le secteur de la santé. Les robots sont désormais utilisés pour des tâches allant de la désinfection des chambres de patients à l'assistance en laboratoire. En chirurgie, où la précision est essentielle, la robotique pourrait permettre de réduire les erreurs médicales, qui sont à l'origine de plus de 400 000 décès chaque année en Amérique du Nord.

Haply , une entreprise montréalaise fondée en 2018, développe des systèmes robotiques qui aident les chirurgiens à perfectionner leurs techniques avant d’entrer au bloc opératoire. Sa console phare à retour de force, souvent qualifiée de « PlayStation des chirurgiens », permet aux professionnels de santé de s’entraîner à plus de 260 interventions chirurgicales dans des environnements réalistes de réalité virtuelle et augmentée, contribuant ainsi à améliorer les résultats chirurgicaux et à réduire les risques pour les patients.

Afin d'accélérer le développement de ses produits, Haply internalisé l'impression 3D en recourant aux technologies d'impression FDM, SLA et SLS pour le prototypage rapide. Cet article explique comment ces différentes méthodes d'impression ont facilité son processus de développement et pourquoi l'entreprise a investi dans la Formlabs Fuse 1.

Début de la collaboration avec le développement de ventilateurs pour COVID-19

Félix Desourdy, responsable de l'ingénierie mécanique chez Haply , a rencontré les cofondateurs Colin Gallacher et Steve Ding alors qu'il travaillait sur la simulation chirurgicale haptique au Conseil national de recherches du Canada en 2018. Leur intérêt commun pour l'itération rapide des produits a constitué le fondement de l'approche de développement Haply.

Lorsqu'un important projet de collaboration gouvernementale a été suspendu pendant la pandémie de COVID-19, l'équipe s'est inscrite au « CODE LiFE Ventilator Challenge », un concours international visant à concevoir un respirateur abordable et facile à fabriquer.

Parmi plus de 2 600 candidatures provenant de 94 pays, le respirateur Haply a été désigné comme le projet gagnant en raison de sa simplicité, de son prix abordable et de la facilité avec laquelle il peut être pris en main.

Colin Gallacher a qualifié ce défi de l'une des expériences les plus enrichissantes pour l'entreprise, soulignant sa volonté d'améliorer l'accès aux technologies médicales vitales à l'échelle mondiale.

L'équipe a utilisé l'imprimante Form 3 de Formlabs avec la résine Tough Resin pour fabriquer des composants fonctionnels destinés aux respirateurs. Le fait de disposer d'une imprimante en interne leur a permis de procéder rapidement à des itérations et de fabriquer des pièces de qualité industrielle pendant la pandémie.

M. Desourdy a expliqué que le Tough Resin était la solution idéale, car il pouvait être scellé sans fuite après perçage et pose des raccords, tout en offrant des propriétés matérielles similaires à celles du plastique ABS.

L'article contient également un lien vers des informations complémentaires sur le « CODE LiFE Ventilator Challenge ».

Prototypage rapide de la conception parfaite

Une fois le projet de respirateur terminé, Haply sur le développement de dispositifs haptiques de pointe destinés à la simulation chirurgicale.

Le prototypage rapide est devenu l'un des principaux atouts de l'entreprise. Grâce aux imprimantes 3D de bureau, les ingénieurs pouvaient imprimer plusieurs versions d'un même composant jusqu'à obtenir l'ergonomie et la géométrie idéales.

Selon Desourdy, le développement de produits moderne consiste à créer prototype après prototype jusqu'à ce que l'on trouve la conception idéale.

Au départ, Haply vers des imprimantes FDM abordables en raison de leur faible coût et de leur vitesse d'impression élevée. À mesure que les produits gagnaient en maturité, l'entreprise a eu besoin de prototypes de meilleure qualité et a investi dans des imprimantes SLA Formlabs Form 2, puis Form 3.

Étant donné que ces dispositifs interagissent directement avec les mains des chirurgiens, il a fallu procéder à des essais et à des ajustements continus pour parvenir au juste équilibre entre confort, rigidité et géométrie.

M. Desourdy a expliqué qu'il fallait d'abord perfectionner la géométrie avant de changer de matériaux, car la conception structurelle est le facteur qui influence le plus la rigidité et les performances.

Prototypage de pièces à usage final avec la fusée 1

Au fur et à mesure que le développement avançait, Haply l'imprimante SLS Fuse 1 de Formlabs afin de produire des pièces en nylon dont la qualité se rapprochait beaucoup plus de celle de la production finale.

Auparavant, la fabrication des prototypes en nylon devait être sous-traitée, ce qui entraînait des retards et des incohérences. Grâce à la Fuse 1, disponible en interne, les ingénieurs ont pu produire des prototypes fonctionnels plus résistants en deux jours, au lieu d'attendre près d'une semaine.

Comme l'équipe gérait elle-même l'imprimante, elle a également pu garantir une plus grande cohérence en matière de tolérances, de matériaux et de qualité globale.

M. Desourdy a expliqué que l'externalisation impliquait de renoncer au contrôle de l'orientation d'impression, du calibrage des machines et de la qualité des matériaux.

Il a également souligné que l'encombrement réduit de la Fuse 1 en faisait un outil idéal pour une start-up en pleine croissance, notamment par rapport aux systèmes SLS industriels, bien plus volumineux.

Jessica Henry, responsable produit chez Haply , a ajouté que le Fuse 1 avait permis de rationaliser le développement, car même les plus infimes modifications de conception pouvaient améliorer considérablement les performances du bras robotique.

L'imprimante permettait également de fabriquer plusieurs pièces au cours d'un même cycle d'impression, ce qui augmentait considérablement la productivité.

Un autre avantage majeur de l'impression SLS résidait dans le fait qu'elle ne nécessitait aucune structure de soutien.

Contrairement à l'impression FDM ou SLA, où une surface est sacrifiée pour les supports, la Fuse 1 permet d'imprimer des pièces dans n'importe quelle orientation tout en préservant les détails les plus fins.

Desourdy a expliqué que cela avait modifié sa philosophie de conception, lui permettant ainsi de se concentrer sur l'ingénierie plutôt que de se soucier des contraintes d'impression.

L'équipe s'est également mise à explorer des techniques de peinture et de teinture afin de créer des prototypes plus adaptés à la production.

En savoir plus sur Fuse 1

Bien que la Fuse 1 ait été initialement achetée pour le prototypage, Haply prévoit de l'utiliser également pour la fabrication en petites séries.

M. Desourdy estime que cette imprimante convient non seulement à la création de prototypes, mais aussi à la fabrication de pièces destinées à un usage final.

Jessica Henry a ajouté que le fait de disposer d'une production en interne permettait aux produits d'évoluer en permanence, car les composants pouvaient être constamment mis à jour ou améliorés.

L'article met également en avant la manière dont d'autres entreprises du secteur de la santé utilisent la Fuse 1 pour fabriquer des dispositifs médicaux, des prothèses et des solutions de santé sur mesure pour les patients.

Un client a fait remarquer que les imprimantes SLS industrielles étaient auparavant trop chères pour les petites entreprises, mais que la Fuse 1 avait enfin rendu cette technologie accessible.

L'article se termine par un lien permettant d'en savoir plus sur la Formlabs Fuse 1 et renvoie à l'article original publié sur le site de Formlabs.

Extrait

Surnommée la « PlayStation des chirurgiens », la console Haply à retour de force Haply permet aux chirurgiens de simuler des interventions avant de les réaliser, dans le but de réduire les risques pour les patients et d'optimiser la durée des opérations.