Réalisations laser #3 : le défi de la microsoudure pour implants dentaires

Dans la continuité de notre série sur les réalisations de nos équipes, nous vous emmenons à la découverte de l’univers concurrentiel de l’implant dentaire. Après avoir exploré les avantages de la soudure laser dans l’aérospatial, plongeons dans une nouvelle application : la microsoudure au service de la production d’implants. Focus sur un défi technique dans un secteur exigeant où précision et qualité sont de rigueur.

Le contexte du projet

Notre client, un fabricant français d’implants dentaires, nous a sollicités pour un projet particulièrement technique dans un marché très concurrentiel, où la guerre des prix fait rage entre fabricants. 

L’objet du projet consiste en la fabrication en série de « faux moignons » en titane, une pièce critique implantée dans la gencive du patient et sur laquelle se fixe la prothèse dentaire.

Sur ce type de pièce, générique ou non, la concurrence est assez élevée, notamment en raison de la technicité qu’il requiert. 

Le défi du projet ? 

Deux enjeux majeurs :

1. La pièce appartient au secteur médical, un domaine exigeant où chaque détail compte.
2. Il s’agit de microsoudure, avec une pièce si petite que le cordon de soudure est invisible à l’œil nu.

Le secteur médical : pourquoi opter pour le soudage laser ? Dans l’industrie médicale, la soudure laser offre des avantages considérables, notamment en termes de précision et de sécurité. La biocompatibilité est un atout majeur : aucun apport de matière n’est nécessaire lors de la soudure, ce qui permet de préserver la compatibilité des implants avec les tissus humains. La sécurité est renforcée, puisque le procédé se déroule sous atmosphère contrôlée, garantissant une soudure propre et sans oxydation. La soudure laser minimise les risques de déformation des pièces, ce qui contribue à leur durabilité et à leur résistance dans le temps. Son aspect esthétique est aussi un point fort, avec des soudures si lisses qu’elles ne nécessitent aucune retouche. L’étanchéité des soudures, essentielle pour les dispositifs médicaux, limite les zones de rétention microbienne, réduisant ainsi les risques d’infection pour les patients.

La mission

La pièce en question est un implant en titane, d’un diamètre de seulement 2,5 millimètres – l’équivalent d’une tête d’épingle. 

L’opération de soudure consiste à assembler trois éléments en titane, un matériau privilégié pour ses propriétés biocompatibles, sa légèreté et sa résistance accrue par rapport à d’autres métaux comme l’acier inoxydable ou l’aluminium.

En outre, le titane est aussi un métal amagnétique, il est donc idéal pour une utilisation dans le secteur médical.

Les exigences de la mission

La soudure devait respecter plusieurs critères stricts :

• la tenue mécanique – la résistance de la pièce doit être irréprochable pour assurer sa durabilité dans le temps.
• l’esthétique – le cordon de soudure doit être quasiment invisible pour garantir une finition parfaite. 
• la mobilité – une partie de l’implant doit rester mobile ; la moindre éclaboussure de matière pendant la soudure pourrait compromettre le bon fonctionnement de la pièce, notamment sa capacité à tourner.

La mise en œuvre de la mission 

Notre client a décidé de changer de sous-traitant laser en raison de défauts récurrents sur leurs implants. Grâce à notre expertise en microsoudure, nous avons rapidement mis en place une étude de faisabilité qui a permis de qualifier un processus fiable et satisfaisant. 

« Ce n’est pas seulement une question d’équipement – nous utilisons un laser pulsé classique. Ce qui fait la différence, c’est notre maîtrise de la technique. Nous travaillons avec des pinces pour maintenir la pièce en place, et le cordon de soudure, qui est minuscule, se fait en une fraction de seconde. »

Sébastien Lafaye, docteur en science des matériaux et directeur de Laser Rhône Alpes

La validation et le contrôle qualité

Pour assurer la fiabilité des implants, nous avons mis en place une série de tests, notamment pour évaluer la résistance mécanique.

La pénétration de la soudure devait être comprise entre 0,25 et 0,35 mm. Un test de couple de serrage a été réalisé au début, au milieu et à la fin de chaque série de productions. L’objectif : vérifier que l’implant était en mesure de résister à une force de 50 N.cm.

Ce respect des normes, notamment ISO 13919-1 pour les coupes métallographiques, permet de garantir la qualité de chaque pièce et de rassurer le client.

Laser Rhône Alpes x MEDICALPS Nous sommes également membres de MEDICALPS, un cluster des technologies de la santé basé dans l’arc alpin depuis 2000.  Cette association vise à améliorer les technologies médicales et à répondre aux besoins des patients et des professionnels de santé.MEDICALPS favorise la collaboration entre les industriels et les scientifiques, un atout majeur pour le développement des innovations dans notre secteur.

La microsoudure laser s’affirme une nouvelle fois comme une technologie clé dans l’assemblage de pièces de haute précision, que ce soit dans le secteur médical ou d’autres industries exigeantes. Vous n’avez pas encore lu notre article sur la microsoudure pour l’aérospatiale ? Découvrez-le dès maintenant. 

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