Comment Henkel, Poly-Med et Fabulous ont utilisé OMM pour produire l'impossible
Poudre conforme au contact alimentaire pour l’impression 3D par frittage sélectif par laser (SLS). Polymères de qualité implantaire pour impression 3D par stéréolithographie (SLA). Quel est le point commun entre ces matériaux ? Ils ont été développés sur des imprimantes Formlabs avec Open Material Mode (OMM).
En octobre 2024, Formlabs a annoncé l’ouverture de son écosystème avec le lancement d’OMM, permettant aux utilisateurs experts d’imprimer avec n’importe quelle résine photopolymère 405 nm ou poudre 1 064 nm sur les imprimantes 3D Formlabs. Depuis, des centaines d’entreprises ont adopté OMM pour étendre leurs capacités d’impression, notamment des organismes de recherche, des fabricants de matériaux et des entreprises souhaitant développer de nouvelles applications.
L'appareil de chauffage, le mélangeur et le capteur du niveau des imprimantes 3D de la série Form 4, combinés à l'OMM, fournissent aux développeurs de matériaux les outils nécessaires pour créer de nouveaux matériaux. Associées aux 10 nouveaux paramètres ajoutés depuis le lancement initial, les imprimantes Formlabs constituent une plateforme idéale pour le développement de matériaux de pointe.
Trois sociétés, Henkel Corporation, Poly-Med et Fabulous, ont mis au point de nouveaux matériaux à l'aide d'OMM, révolutionnant ainsi ce qu'il est possible d'imprimer.
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Comment Henkel intègre les résines Loctite® 3D à la Form 4 grâce à des paramètres d’impression personnalisés
« Formlabs a développé un écosystème qui rend l’impression résine simple et accessible. Face à une forte demande de leurs utilisateurs, il était naturel de valider les résines Loctite® 3D sur la Form 4. Aujourd’hui, plus d’une douzaine de nos matériaux sont qualifiés, offrant aux utilisateurs des flux de travail fiables de bout en bout. »
Andrew Baggen, responsable du développement commercial – impression 3D, Amérique du Nord, Henkel Corporation
(Image : Henkel)
Henkel Corporation produit des résines d’impression 3D Loctite®, conçues pour un large éventail d’applications finales. OMM permet à Henkel Corporation de développer plus rapidement et plus facilement des paramètres pour la Form 4 adaptés à ses résines, ce qui permet à davantage de clients d’imprimer avec les résines Loctite® 3D. Grâce à OMM, ils ont pu publier rapidement des paramètres pour plus de 12 de leurs résines, notamment des matériaux tenaces, résistants à la chaleur et élastomères.
Avec OMM, Henkel Corporation a pu utiliser l'éditeur de paramètres d'impression pour développer les paramètres d’impression optimaux pour chaque résine sur la Form 4, ainsi que les flux de post-traitement. Chaque paramètre nécessite une validation complète, de l’impression au post-traitement, afin de garantir des performances mécaniques constantes, une précision dimensionnelle et une qualité de surface optimale.
« Open Material Mode nous offre la flexibilité d’optimiser directement les paramètres d’impression, ce qui accélère le développement et la validation des profils. Il nous permet d’affiner les performances mécaniques, la précision dimensionnelle et la qualité de surface afin que les clients puissent tirer le meilleur parti des résines Loctite®. »
Dr Daniel Rothfuss, responsable du développement produit et de l’ingénierie des applications pour l’impression 3D, Henkel Corporation
La forte puissance d’exposition de la Form 4 a permis à Henkel Corporation de développer des paramètres pour des résines qui, bien souvent, ne peuvent être imprimées que sur des imprimantes 3D industrielles à 405 nm, offrant ainsi à leurs clients un plus large choix. Avec OMM sur la Form 4, ces résines haute performance deviennent plus accessibles. Baggen ajoute : « Nous observons déjà des applications innovantes chez des clients comme Air Down Gear Up et Forerunner 3D, qui utilisent les résines Loctite® 3D pour produire des pièces finales fonctionnelles. »
Impression de polymères de qualité implantaire dans des géométries de haute précision chez Poly-Med
Poly-Med, Inc., une organisation de développement et de fabrication sous contrat (CDMO), développe des biomatériaux, dont la résine Photoset® 023, un matériau conçu pour des applications sans charge et à faible module. Aaron Vaughn, Ph.D., responsable de la science et de la technologie des matériaux chez Poly-Med, utilise OMM sur les imprimantes 3D SLA Formlabs pour le développement de biomatériaux. Actuellement, lui et l’équipe de Poly-Med arrivent au terme d’un projet de faisabilité portant sur un nouveau dispositif médical résorbable : un implant imprimé en 3D à structure en treillis, destiné à la production de greffes de tissus mous personnalisées, de matrices pour plaies et de matrices pour brûlures.
Exemple de résine Photoset® 023 de Poly-Med imprimée sur des imprimantes 3D Formlabs. (Image : Poly-Med)
Lors du développement de cette résine, Poly-Med a utilisé l’OMM sur des imprimantes 3D Form 3 et Form 4. En particulier, l'appareil de chauffage, les mouvements d'écrasement et de levage, ainsi que le contrôle de la vitesse du mélangeur de la Form 4 ont été des fonctionnalités clés pour le développement.
« Dans le développement de matériaux pour des applications biorésorbables, nous souhaitions exclure les solvants et les monomères réactifs généralement utilisés pour réduire la viscosité d’une résine. L'appareil de chauffage de l’imprimante est devenu une fonctionnalité essentielle, permettant d’imprimer nos résines résorbables biocompatibles sans ces produits chimiques. En plus de l'appareil de chauffage, nous souhaitions que l’imprimante intègre un racloir capable de mélanger les additifs incorporés dans la résine. »
Aaron Vaughn, Ph.D., responsable de la science et de la technologie des matériaux, Poly-Med
Grâce au contrôle offert par l’éditeur de paramètres d’impression de PreForm, Vaughn pouvait ajuster l’exposition, la hauteur de couche, le chauffage, l’épaisseur de couche, les facteurs de correction XYZ, entre autres, afin de développer les paramètres précis nécessaires à l’impression.
Depuis notre dernier échange avec Poly-Med, Vaughn déclare : « Nous avons acquis deux imprimantes Form 4 afin de répondre à la demande de nos projets d’impression actuels. Ces deux imprimantes Form 4 ont accéléré nos processus et nos travaux de développement produit. »
La sécurité alimentaire avec la poudre SLS conforme au contact alimentaire de Fabulous
« OMM et la Fuse 1+ 30W ont transformé notre approche du développement des matériaux. Grâce à cette plateforme ouverte, nous avons validé DETECT en un temps record et fourni à nos clients une solution industrielle fiable, sans les contraintes des systèmes traditionnels. »
Arnault Coulet, PDG et fondateur de Fabulous
Fabulous, une entreprise spécialisée dans les matériaux haut de gamme pour SLS, a conçu et validé sa poudre PA11 DETECT sur la Fuse 1+ 30W. La société FABULOUS est reconnue pour avoir été la première à développer des matériaux brevetés conformes aux réglementations sur le contact alimentaire pour les technologies à lit de poudre. Ces matériaux intègrent également des fonctionnalités de détection essentielles pour la sécurité dans les lignes de production alimentaire et pharmaceutique : détection optique grâce à un indicateur de sécurité bleu présent dans la masse du matériau, et détection métallique via un matériau polymère composite à base de magnétite. Le matériau DETECT est développé à partir de PA11 biosourcé, ce qui lui confère les certifications les plus élevées en matière de contact alimentaire. L’accessibilité de l’écosystème de la série Fuse a permis à Fabulous de valider un matériau spécialisé comme DETECT sans recourir à des systèmes SLS industriels coûteux.
Échantillon DETECT illustrant les exigences de sécurité de l’industrie alimentaire : détection optique bleue combinée à la détection de métaux magnétisables.
En validant leur poudre, Fabulous a obtenu des propriétés mécaniques isotropes pour ce matériau. En outre, grâce à OMM et à la fiabilité de l’écosystème Fuse, Fabulous a validé DETECT selon les essais de migration EU 1935-2004 / 10-2011 et FDA CFR 21 sur des pièces imprimées directement sur la Fuse 1+ 30W.
L’extrudeuse à glace imprimée en DETECT sur la Fuse 1+ 30W est désormais utilisée en production, remplaçant des pièces traditionnellement usinées ou moulées. Cette pièce met en évidence la qualité de surface, la complexité géométrique et l’applicabilité industrielle pour les secteurs de l’agroalimentaire et de la pharmacie. (Image : Fabulous)
Fabulous fournit un fichier FPS prêt à l’emploi pouvant être importé dans PreForm. Un guide utilisateur détaillé pour l’impression de DETECT sur la Fuse 1+ 30W est également disponible, incluant les paramètres recommandés et les protocoles de post-traitement.
Une pièce avant passage dans Fuse Blast (à gauche) et après (à droite). (Image : Fabulous)
Fuse Blast est une solution entièrement automatisée de nettoyage et de polissage permettant d’obtenir des pièces avec une finition de surface semi-brillante. (Image : Fabulous)
L’impression de DETECT sur la Fuse 1+ 30W rend la fabrication de pièces conformes au contact alimentaire plus accessible, en réduisant les coûts élevés des systèmes SLS industriels et les délais liés à la sous-traitance.
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Les outils pour tout fabriquer
Des poudres conformes au contact alimentaire aux résines biorésorbables, OMM sur les imprimantes Formlabs permet aux chercheurs à la pointe de la science des matériaux d’accéder aux outils nécessaires pour repousser les limites de ce qu’il est possible d’imprimer.
Bien que l’OMM et l’éditeur de paramètres d’impression soient des outils incomparables pour le réglage des processus d’impression, leur prise en main peut s’avérer complexe. Des ressources sont disponibles pour les utilisateurs qui explorent OMM. Une page de forum dédiée au partage de fichiers FPS est disponible ici. En outre, les ressources suivantes sont disponibles pour l’impression 3D SLA et SLS.
SLA
SLS
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