Ossila accélère l'assemblage grâce à l'impression 3D

Le spectromètre USB d'Ossila ressemble à n'importe quel autre : une petite boîte noire, que l'on trouve couramment dans les laboratoires de recherche de tout le pays, avec des applications dans tous les domaines, de la physique à la biologie. Et comme tous les autres, il répond aux mêmes exigences.

"L'une de nos spécifications est que la boîte doit être vraiment étanche à la lumière. Il faut que l'impression soit très dense", explique David Coles, chercheur et développeur de produits chez Ossila. "Le détecteur à l'intérieur est si sensible que même la plus petite quantité de lumière - quelques photons se faufilant à travers le couvercle ou ailleurs - va complètement fausser le système".

Traditionnellement, la méthode consiste à couler ou à usiner une boîte, puis à placer et à aligner chaque élément optique à la main. Or, pour une entreprise agile comme Ossila, cette démarche est aussi coûteuse que chronophage. L'équipe souhaitait une solution différente et s'est donc tournée vers l'impression 3D chez Materialise.

"D'un point de vue commercial, le coût est une forte motivation pour choisir l'impression 3D, mais ce n'est qu'une partie de l'attrait", déclare le Dr Coles. "Il nous permet d'être plus audacieux dans nos conceptions, de les rendre plus compliquées, ce qui facilite grandement l'assemblage. Nous pouvons faire des choses qui ne seraient pas possibles avec l'usinage traditionnel".

Bien sûr, l'équipe d'Ossila n'est pas arrivée à ce stade du jour au lendemain. Le spectromètre a connu plusieurs phases de développement, dont un modèle original conçu pour deux technologies très différentes.

"Nos dessins originaux ont été conçus de manière à pouvoir être usinés par commande numérique, au cas où l'impression 3D ne fonctionnerait pas. Heureusement, les règles de conception de la CNC sont très similaires à celles de la FDM, ce qui nous a permis d'imprimer nos prototypes en interne", explique David.

"Mais dès que nous avons reçu nos premiers prototypes imprimés, nous avons changé d'orientation - nous avons réalisé que c'était tellement mieux, tellement plus facile, que nous avons abandonné l'exigence de l'usinage et nous nous sommes concentrés sur une conception spécifique à l'impression 3D.

Une partie de ce changement de conception a consisté à passer de la FDM à la Multi Jet Fusion, le PA 12 étant considéré comme le matériau idéal. Cette combinaison particulière offre la liberté de conception traditionnelle associée à l'impression 3D, un alignement d'une précision nanométrique et la densité exigée par Ossila pour empêcher la lumière de pénétrer. Même la couleur - naturellement foncée - permet de minimiser la lumière parasite qui rebondit à l'intérieur de la boîte.

Et tout comme cette combinaison était parfaite pour le spectromètre, la commodité de travailler avec Materialise était idéale pour Ossila dans son ensemble - une fabrication allégée facilitée.

"Il simplifie la vie de l'équipe de production. Lorsque nous passons une commande, nous avons généralement besoin d'une livraison rapide. Materialise offre un équilibre parfait entre les tolérances serrées et les délais de livraison rapides".

La construction elle-même est simple et ne comporte que trois parties : le boîtier principal, qui contient tous les éléments optiques ; une deuxième pièce qui se boulonne au fond du boîtier principal ; et un couvercle pour sceller l'affaire. Avec des techniques de fabrication traditionnelles, ce chiffre doublerait probablement, voire plus.

"Chaque élément optique aurait besoin de son propre support, que nous devrions fabriquer et aligner séparément. Ce n'est donc pas seulement le nombre de composants qui a diminué, mais aussi la facilité de fabrication. Nous n'avons pas besoin de gabarits d'alignement compliqués ou d'équipements spéciaux. Nous pouvons simplement intégrer les composants dans la conception, et tout est pré-aligné avec les tolérances dont nous avons besoin".

Cette facilité d'assemblage se révèle donc très payante.

"Aujourd'hui, nous pouvons construire l'un de ces systèmes en moins d'une demi-heure", explique le Dr Coles. "C'est au moins quatre ou cinq fois plus rapide que si nous devions aligner chaque élément optique individuellement.

Tout au long du processus, l'expertise et l'expérience de Materialise ont vraiment brillé pour le Dr Coles. La qualité et la régularité de l'impression ont été jusqu'à présent impossibles à égaler par d'autres.

"Nous avons essayé d'autres fabricants au fil du temps, mais il semble que personne ne puisse respecter les tolérances ou la densité que vous fournissez. Nous évaluons continuellement le processus à chaque fois qu'une nouvelle technologie est mise sur le marché, mais nous n'avons rien trouvé qui fonctionne aussi bien que ce que nous offre Materialise. Je ne sais pas ce que vous faites, mais ça marche pour nous !"

Savoir quand et où choisir l'impression 3D est une compétence importante pour toute entreprise, et il en va de même pour Ossila. Pour le Dr Coles et son équipe, l'échelle, le prix et la performance sont les principaux facteurs, mais on peut dire sans risque de se tromper qu'ils apprécient tout ce que la technologie a à offrir.

"Nous constatons que lorsque nous nous penchons vraiment sur les exigences de nos produits, il n'y a pas grand-chose que nous ne puissions pas imprimer en 3D. La technologie évolue si rapidement que ce n'est qu'une question de temps avant qu'elle ne devienne la principale méthode de fabrication pour la production à petite échelle.

"La qualité est si bonne qu'elle est absolument parfaite pour la production. Cela signifie que le prototype final est la première version ; il n'est plus nécessaire d'affiner les tolérances ou de passer par un deuxième processus de conception avec un autre spécialiste. Nous pouvons aller droit au but".

Le spectromètre USB d'Ossila et d'autres outils sont disponibles dès maintenant sur le site officiel.