Humanetics utilise l’impression 3D pour créer des mannequins crash-test
Humanetics est un fabricant de dispositifs anthropomorphes d’essai qui sert aujourd’hui la plupart des équipementiers pour tester la sécurité des voitures. L’entreprise se serait tournée vers la fabrication additive pour créer certaines pièces internes de ses mannequins, remplaçant alors les composants en acier très coûteux. Elle aurait ainsi conçu le premier mannequin pour personne âgée fabriqué en partie grâce à l’impression 3D.
Les mannequins d’essai de chocs sont conçus pour refléter toutes les blessures qui pourraient avoir lieu lors d’un vrai accident ; c’est pourquoi il est important pour des entreprises comme Humanetics de fournir des tailles et âges différents, chacun réagissant différemment selon sa morphologie. Le spécialiste s’est intéressé à la population vieillissante des conducteurs aujourd’hui – en 2015, 40 millions d’automobilistes avaient plus de 65 ans aux Etats-Unis – et aurait donc fabriqué des mannequins pour cette partie de la population grâce à l’impression 3D. Ils seraient plus sujets à subir des blessures internes car leurs os sont plus fragiles et leurs tissus mous moins résistants.
Différents mannequins crash-test conçus par Humanetics
La fabrication additive offre davantage de personnalisation, que ce soit dans le domaine médical, aéronautique ou encore dans la mode et permet de réaliser plus facilement des petites séries, plus difficiles à obtenir au même coût avec des méthodes plus traditionnelles. C’est une des raisons qui aurait poussé Humanetics à choisir les technologies 3D; les mannequins d’essai de chocs sont souvent commandés en petites quantités car ils sont réutilisables de nombreuses fois. Mike Beebe, directeur technique chez Humanetics, explique : « J’essaie toujours de comprendre quels nouveaux processus et matériaux nous pourrions développer à l’avenir. Une des découvertes majeures que nous avons faites récemment était que nous pourrions imprimer en 3D une grande partie de notre mannequin âgé. Maintenant, tous les composants de ce nouveau mannequin , du bassin à la tête, sont fabriqués de manière additive. »
Choisir le bon matériau d’impression 3D
Pendant le processus d’impression, l’équipe aurait rencontré une difficulté majeure concernant le matériau choisi. Il fallait en effet qu’il puisse supporter tous les chocs et impacts subis lors d’un accident de voiture. Le caoutchouc et le plastique ne semblaient pas fonctionner : les côtes imprimées en 3D se brisaient après 20 essais. Après plusieurs tests, Humanetics aurait finalement opté pour le matériau Onyx de Markforged qui est un matériau composite, fabriqué à partir de carbone et renforcé avec des fibres Kevlar.
L’imprimante 3D Mark Two
Ce matériau aurait montré des résultats satisfaisants puisqu’après 70 chocs, l’équipe ne voyait pas de déformation ou dommages. L’entreprise aurait donc acheté une imprimante 3D Mark Two afin de créer les côtes et autres composants du squelette. Elle explique qu’elle peut imprimer une seule côte en vingt-quatre heures et un ensemble complet en une semaine, une tâche qui aurait pris deux à trois semaines avec des méthodes de fabrication traditionnelles. L’ingénieur Kris Sullenberg, responsable du processus d’impression 3D ajoute : “Si nous pouvions utiliser 4 ou 5 imprimantes 3D en même temps, nous pourrions créer tout un ensemble de côtes en un seul jour seulement au lieu d’une semaine.”
Un ensemble de côtes imprimées en 3D
L’utilisation de la fabrication additive aurait également améliorer considérablement la qualité de leurs mannequins mais aussi permis d’économiser 40 à 60% sur les coûts d’assemblage et de main d’oeuvre grâce à la création de moules imprimés en 3D, facilement remplaçables. Retrouvez davantage d’informations sur le site du fabricant Humanetics.
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