Petite série, grand impact : Mindsailors transforme un casque EEG avec la Multi Jet Fusion

En tant que bureau d'études reconnu, Mindsailors sait comment faire passer un projet de l'écran à la réalité. Ce qui n'était au départ qu'une équipe de deux personnes est aujourd'hui un groupe aux multiples talents, doté d'un large éventail de compétences, allant de la conception industrielle à l'ingénierie et à l'électronique. Leurs clients exigent un guichet unique où ils peuvent échanger des idées et travailler ensemble le plus longtemps possible tout au long du processus de développement.

Aujourd'hui, c'est exactement ce que propose l'équipe, en aidant ses clients dans tous les domaines, de la conception aux essais et à la certification, y compris pour des dispositifs médicaux tels que le casque NeuroPlay: un capteur EEG-biofeedback pour le suivi de l'activité neurologique. Bien que Mindsailors ait beaucoup d'expérience dans le domaine de la technologie médicale, ce projet particulier nécessitait une approche unique pour surmonter des défis uniques.

"Dès le début, nous savions qu'il était destiné à être fabriqué en petite série", explique Mikołaj Wiewióra, concepteur principal chez Mindsailors. "Nous savions que nous devions commencer par étudier la technologie que nous allions utiliser, car le moulage par injection et d'autres techniques industrielles n'étaient pas viables sur le plan économique.

Un deuxième défi s'est présenté sous la forme de la conception elle-même. Ayant déjà travaillé avec un institut de recherche pour développer l'électronique du casque et un modèle rudimentaire, NeuroPlay a approché Mindsailors avec un design en main. Cela a fonctionné, mais il y avait beaucoup de place pour l'amélioration.

"Il n'était pas très convivial : difficile à porter, rigide et inconfortable. C'est difficile à éviter car les électrodes doivent avoir un bon contact avec la tête du patient, mais nous avons fait de notre mieux pour minimiser cela".

Mikołaj et son équipe ont commencé le processus en recherchant leurs quatre facteurs clés :

• Adaptation à la production de faibles volumes
• Sécurité des patients et respect des certifications de cytotoxicité
• Assurer la flexibilité, l'adaptabilité et le confort
• Et le rendre suffisamment solide pour protéger les appareils électroniques fragiles

Pour parvenir au modèle final, l'équipe de Mindsailors a proposé cinq solutions avant que le projet n'avance réellement. Chacun d'entre eux a pris en compte les coûts, le temps, les avantages et les inconvénients, afin que les deux parties puissent prendre une décision en toute connaissance de cause.

"Je pense que la meilleure méthode consiste à proposer différents scénarios, chacun d'entre eux étant une solution valable qui permet d'obtenir un meilleur produit qu'auparavant. L'un des scénarios prévoyait une pièce entièrement moulée par injection, qui serait très avancée mais aussi la plus coûteuse et la plus longue à réaliser. Une autre était juste une légère refonte du bandeau par impression 3D, avec une petite touche d'électronique et d'électrodes. Notre modèle final trouve l'équilibre parfait entre les deux. C'est la solution que nous avons privilégiée, et nous nous sommes entendus pour celle-ci", se souvient Mikołaj.

"En fin de compte, les réponses étaient assez simples. Nous avons trouvé un fabricant qui fournissait des électrodes hautement conductrices mais douces et sèches, ce qui était notre graal en matière d'électrodes car elles nous permettaient de fabriquer un appareil plus confortable. Mais lors du choix de la technologie pour le boîtier, tout était question de normes et de conformité des matériaux - dans ce cas, les matériaux correspondaient parfaitement à HP Multi Jet Fusion".

Au-delà de la conformité, la liberté de conception de la technologie a permis à l'équipe de relever les défis restants : la durabilité et l'élasticité. En amincissant les parois à certains endroits, ils ont pu faire en sorte que le bandeau soit flexible et adaptable, afin qu'il convienne à toutes les tailles et formes de tête, tout en protégeant les composants électroniques fragiles qu'il renferme.

"Imprimer le même matériau avec des épaisseurs de paroi et des formes différentes dans différentes zones est assez difficile avec le moulage par injection ou toute autre technique de fabrication de masse, mais c'est faisable avec l'impression 3D".

Après s'être mis d'accord sur la technologie, le matériau et la conception, Mikołaj et son équipe se sont tournés vers Materialise pour la production en série de faibles volumes - poursuivant une relation qui existe depuis avant l'acquisition d'e-Prototypy en 2014.

"Lorsque nous avons envisagé la fabrication additive, nous savions que Materialise était la seule entreprise capable d'assurer la répétabilité dont nous avions besoin", explique-t-il. "Et comme il s'agissait de notre premier projet utilisant la fabrication additive pour plus que les premiers modèles, nous avons appris beaucoup de leçons difficiles. Nous savons maintenant qu'il s'agit d'un processus de fabrication comme un autre : il faut pouvoir vérifier chaque pièce que l'on reçoit. Maintenant que nous l'avons, je sais que nous pourrions en commander 200 et que tout irait bien".

Après une période de prototypage, au cours de laquelle l'équipe de Mindsailors a établi une liste de contrôle et une série de normes, le projet est passé à la phase de production. Ce qui a commencé par une petite série de 50 pièces a maintenant été testé cliniquement sur plus de 200 patients avec grand succès. Le bandeau a fière allure, s'ajuste bien et est plus confortable que le modèle original - en partie grâce à l'insistance de Mikołaj.

"Nous avons décidé de prendre quelques risques avec l'épaisseur de la paroi - elle est inférieure à la recommandation minimale pour la Multi Jet Fusion, ce qui aurait pu causer quelques problèmes", se souvient Mikołaj. "Mais nous avions besoin qu'il soit aussi fin pour garantir la flexibilité. Heureusement, cela s'est avéré être la bonne décision, car la géométrie environnante a permis de conserver une paroi fine mais solide."

Maintenant que tout est dit et que l'équipe de Mindsailors a ajouté une bonne dose d'expérience en fabrication additive à son CV, que pense Mikołaj du projet ?

"Je suis assez fier", admet-il. "Mais, bien sûr, en tant que perfectionniste, j'aimerais que ce projet soit encore meilleur. Je pense que c'est une bonne approche - à un moment donné, il faut s'arrêter et livrer la marchandise, puis être ouvert au retour d'information. Après tout, un produit sur le marché est le meilleur produit au monde. S'il ne quitte jamais l'écran de l'ordinateur, ce n'est pas du tout un produit".

Vous pouvez en savoir plus sur Mindsailors et le casque NeuroPlay sur leur site officiel.