Médical

La simulation est particulièrement adaptée pour modéliser le forgeage de haute précision (near-net) pour la conception d’implants orthopédiques (hanches, genoux, épaules, chevilles, implants dentaires, etc.) et de systèmes d'instrumentation ancillaires garantissant des propriétés physiques et mécaniques de haut niveau.

Vous pouvez ainsi disposer d’un outil prédictif qui détectera tous les défauts majeurs de votre gamme de forgeage selon différents types de procédés : matriçage, estampage, usinage, traitement thermique…

Identifier les défauts

• Pour l’estampage des pièces métalliques, la simulation permet de détecter tous les défauts majeurs.
• L’utilisateur peut directement localiser les zones de sous remplissage et analyser aisément l’origine des replis.

La simulation peut aussi être utilisée pour le biomédical et permet d’anticiper les contraintes mécaniques lors de distractions osseuses.

Dans la fonderie de précision, la simulation est un outil permettant d’améliorer les performances de vos dispositifs médicaux (prothèses et implants orthopédiques).

Plus particulièrement, simuler un procédé de fonderie à la cire perdue permet d’optimiser les systèmes de coulée et le masselotage. Et en tenant compte de l’auto-rayonnement, vous obtiendrez des résultats plus précis.

Fonderie de précision à la cire perdue pour des prothèses de genou

Maîtriser la qualité des pièces de fonderie

• Pour les implants réalisés par fonderie à la cire perdue, contrôlez l’évolution de la solidification des pièces moulées et évitez tout risque de retassures ou de porosités.
• Simulez toute la grappe de coulée avec précision grâce à la prise en compte des effets d’auto-rayonnement.

En réalisant des études de tenu en service des dispositifs médicaux (implants, prothèses...) , la simulation numérique permet améliorer également la tenue en service de vos DM (stents) en simulant leur comportement en condition d’utilisation.

Valider la tenue en service

• En phase amont de vos projets, tester les différents designs et vérifier le comportement de vos pièces en condition d’usage intensive.
• Des réponses fiables aussi bien pour la résistance des pièces en service que pour la prédiction d’évolutions métallurgiques.

La modélisation numérique peut considérablement contribuer à l'innovation dans le secteur médical car elle peut servir différents types d'applications biomédicales.

Cette technique peut être utilisée pour la chirurgie maxillo-faciale. L’avantage de la DOG c'est de pouvoir augmenter simultanément la longueur osseuse et le volume des tissus mous environnants.

État d’origine de la mâchoire avec 2 incisives à traiter

Ces études ont été effectuées pour le Dr. Charles Savoldelli, (Chirurgien maxillo-facial à Nice) avec une version recherche de FORGE® par le CEMEF. L’étude a permis de prendre en compte les interactions entre les os, la couche cartilagineuse et les tissus mous.

Mise en place du modèle éléments finis (source Yannick Tillier, CEMEF)

Étudier les interactions entre les os, la couche cartilagineuse et les tissus mous

Caractérisation des matériels biologiques

• Matériaux complexes (hétérogènes, anisotropes ...)
• Matériaux sensibles à l’environnement
• Utilisation d’équipements de caractérisations spécifiques
• Utilisation d’analyse inverse pour l’identification des paramètres

 Modélisation numérique

• Implémentation d’un solveur hyper-élastique
• Gestion des géométries complexes
• Aide à la conception de dispositifs médicaux (implants mammaires, valves cardiaques, implants cochléaires)
• Développement de la chirurgie assistée (gynécologie, ophtalmologie, maxillo-faciale)

 Nature des résultats

• Distribution des contraintes dans les disques articulaires selon l’ouverture buccale
• Prise en compte de l’asymétrie du patient
• Impact des conditions mécaniques et des conditions de frottement appliquées entre les os et/ou les tissus

Mise en évidence du calcul multi-corps déformables