Application Spotlight :Lunettes imprimées en 3D

L'impression 3D est l'une des dernières innovations technologiques ayant un impact sur la conception et la production de lunettes. Il est utilisé pour prototyper de nouveaux modèles et, de plus en plus, pour produire directement des composants de lunettes, comme des montures et des verres.

Le cabinet de recherche SmarTech Analysis prévoit que l'opportunité commerciale globale pour l'impression 3D dans l'industrie de la lunetterie atteindra 3,4 milliards de dollars en 2028. Le segment le plus important sera la production de pièces finales, qui devrait croître en une opportunité de 1,9 milliard de dollars.

Aujourd'hui, nous explorons les avantages de l'impression 3D, encourageons son adoption dans la fabrication de lunettes, tout en explorant quelques exemples d'impression 3D de lunettes en action.

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Avantages de l'impression 3D pour les lunettes 

Plus grandes possibilités de conception

L'impression 3D donne aux concepteurs de lunettes plus de liberté pour créer de nouveaux looks. Les concepteurs peuvent expérimenter de nouvelles formes et textures qui seraient difficiles et, dans de nombreux cas, économiquement non viables avec les techniques traditionnelles.

Par exemple, Hoet Design Studio, un fabricant belge de lunettes haut de gamme, a développé la collection Hoet Couture à l'aide de l'impression 3D. La collection comprend cinq modèles fabriqués à l'aide de la technologie de fusion laser. Une partie avant du cadre en verre est en titane, avec une structure géométrique en forme de maille qui ne pourrait être réalisée par aucune autre technique que l'impression 3D.

La possibilité de personnaliser

De plus en plus, les clients souhaitant acheter des lunettes s'attendent à des options personnalisables qui correspondent directement à leurs goûts et préférences.

Dans un scénario typique, les consommateurs visitent l'opticien et sélectionnent une paire de lunettes, qui sont puis mesuré pour s'adapter, marquant où se trouve le centre de l'œil. L'opticien expédie ensuite les montures pour qu'elles soient équipées des bons verres. Des semaines plus tard, le consommateur revient pour un essayage, au cours duquel l'opticien ajuste ensuite les branches de la monture, les pontets et s'assure également que les lunettes reposent symétriquement sur le visage.

Cependant, cette production standardisée et une approche unique ne suffit plus.

Avec l'introduction des technologies numériques, comme l'impression et la numérisation 3D, les consommateurs peuvent faire numériser leur visage lors de la première visite, qui est ensuite utilisé pour concevoir des lunettes qui n'auront pas besoin d'être ajustées.

De ce fait, l'impression 3D devient l'une des solutions au problème d'une paire de lunettes mal ajustée, qui glisse et provoque une fatigue oculaire.

Dans le même temps, la technologie permet aux fabricants de lunettes d'offrir à leurs clients plus d'options en ce qui concerne la conception de la monture des lunettes. Les options peuvent inclure différentes formes, couleurs et textures.

Plus grande réactivité du marché

L'impression 3D peut aider les fabricants de lunettes à rester à la pointe des tendances en matière de lunettes, leur permettant de fabriquer des produits plus rapidement et sans avoir besoin d'investir dans des outils supplémentaires et souvent très coûteux.

Les styles changent rapidement et les lunettes peuvent rapidement paraître démodées, laissant une entreprise avec un stock important et la tâche de rééquiper sa production pour de nouveaux modèles. D'un autre côté, l'utilisation de l'impression 3D pour fabriquer des lunettes permet aux entreprises de rester agiles, de répondre aux changements de style et à la demande du marché beaucoup plus rapidement que jamais.

Technologies et matériaux utilisés dans l'impression 3D de lunettes

La technologie clé utilisée pour imprimer en 3D les lunettes est le frittage sélectif au laser (SLS). SLS est une technologie d'impression 3D par fusion sur lit de poudre qui utilise un faisceau laser pour faire fondre et fusionner sélectivement un matériau en poudre, généralement du nylon.

La technologie SLS est idéale pour créer des pièces très complexes, car elle ne nécessite pas de structures de support , contrairement au SLA (Stéréolithographie) et au FDM (Fused Deposition Modelling). La poudre non frittée, laissée par le processus d'impression, est utilisée pour fournir une résistance et un support supplémentaires à la pièce, agissant ainsi comme sa propre structure de support.

Cependant, les impressions SLS ont généralement une finition de surface rugueuse et nécessitent post-traitement supplémentaire pour améliorer cela. Certaines entreprises, cependant, trouvent que les surfaces plus rugueuses sont un avantage.

« Au début, quand nous faisions des cadres vraiment bruts, certaines personnes pensaient que c'était vraiment bien et nous ont demandé comment nous les faisions. Parfois, vous avez un problème et vous pouvez le vendre comme une vertu », déclare le fondateur de MONOQOOL, Allan Petersen, dans une interview avec 3dpbm.

En plus du SLS, certaines entreprises explorent également le SLA. Cependant, cette technologie, basée sur la solidification d'une résine liquide avec un faisceau laser, est généralement utilisée pour créer des motifs de montures de lunettes pour le moulage à la cire perdue.

L'impression 3D métal, en particulier la fusion laser sélective (SLM), peut également être utilisée dans la fabrication de lunettes, mais son utilisation est plutôt limitée, en raison du coût élevé des matériaux et des processus impliqués.

Exemples d'impression 3D de lunettes

LES lunettes sans vis MONOQOOL 

MONOQOOL est un fabricant danois de lunettes, qui présente une conception de monture sans vis, rendue possible grâce à l'impression 3D. L'entreprise a commencé à utiliser la technologie au début des années 2010 pour le prototypage, et quelques années plus tard, entre 2012 et 2013, a décidé de franchir le pas vers la production 3D.

Selon MONOQOOL, il est assez facile de se lancer dans une entreprise d'impression 3D de lunettes, car cela nécessite peu d'investissement, surtout lorsque l'on s'associe à un prestataire.

Pour fabriquer des montures imprimées en 3D, MONOQOOL utilise de la poudre de polyamide (nylon) et la technologie SLS. Chaque monture est constituée de 400 couches ultra-fines. L'un des éléments uniques des montures MONOQOOL est une charnière en spirale intelligente, qui permet de produire des lunettes sans vis, soudure ou boulons. Un design innovant, associé à la technologie d'impression 3D, permet aux lunettes d'être ultra-légères, jusqu'à 4 grammes, ce qui les rend plus confortables à porter.

Actuellement, les montures MONOQOOL sont vendues dans environ 1 000 magasins à travers le monde.

Montures de lunettes personnalisées de Specsy 

L'entreprise canadienne Specsy est un excellent exemple de la façon dont les entreprises de lunettes peuvent exploiter l'impression 3D pour créer des lunettes uniques.

Specsy fournit aux professionnels de la vue une application prête pour la vente au détail qui utilise la réalité augmentée et les technologies de numérisation 3D. Sa plateforme basée sur le cloud permet aux opticiens de concevoir des montures personnalisées en magasin. L'application utilise des scans 3D du visage pour permettre aux patients de concevoir des montures sur une image en direct de leur visage.

Une fois la conception confirmée, l'entreprise fabrique des montures avec l'aide d'un certain nombre de multi- imprimantes 3D couleur. Le processus d'impression prend environ 8 heures, après quoi les montures passent trois jours à être assemblées et inspectées à la main.

Avec cette approche, les professionnels de l'optique ont la possibilité d'offrir une monture vraiment personnalisée, adaptée au patient préférences et spécifications esthétiques.

À l'avenir, Specsy vise à offrir des cadres métalliques personnalisés, en plus des cadres en plastique que la société fournit actuellement.

Verres imprimés en 3D de Luxexcel

En ce qui concerne la production de lentilles ophtalmiques, l'impression 3D présente une nouvelle approche, lancée par la société néerlandaise Luxexcel.

La société a développé une plate-forme VisionPlatform propriétaire qui se compose d'imprimantes 3D de qualité industrielle, de logiciels de conception d'objectifs et d'outils d'intégration de flux de travail. La plate-forme permet l'impression 3D de lentilles de qualité ophtalmique, qui répondent aux normes de l'industrie, y compris toutes les exigences ANSI, ISO et FDA.

L'utilisation de l'impression 3D pour les lentilles présente plusieurs avantages par rapport aux méthodes de fabrication de lentilles conventionnelles.

Le processus conventionnel de fabrication de lentilles optiques personnalisées implique plusieurs étapes d'usinage au cours desquelles la matière est soustraite d'une ébauche de lentille, ce qui entraîne environ 80 % de déchets de matière. C'est également une approche à faible rendement et à forte intensité de main-d'œuvre.

Un processus, développé par Luxexcel, commence par la conception de lentilles personnalisées et la prescription de surface en cours de préparation dans le logiciel VisionMaster™ de Luxexcel pour l'impression. Le matériau liquide de Luxexcel, appelé VisionClear™, est ensuite chargé dans l'imprimante 3D VisionEngine™, qui crée des lentilles en projetant de minuscules gouttelettes d'une résine durcissable aux UV sur le substrat et en le durcissant avec une lumière UV. Cette solution est capable de produire des lentilles personnalisées en plus grand volume et avec moins de déchets de matière.

Au cours des 12 derniers mois, 5 000 lentilles ont été imprimées sur plusieurs systèmes VisionPlatform. Cela a permis à l'entreprise d'amener la technologie à un niveau où les lentilles commerciales sont expédiées quotidiennement aux clients.

L'avenir de l'impression 3D de lunettes

De plus en plus, les lunettes imprimées en 3D attirent l'attention des consommateurs et des fabricants. Cependant, bien qu'un certain nombre d'entreprises soient pionnières dans l'impression 3D de lunettes, la technologie n'est pas encore prête pour la production de masse et est principalement utilisée pour fabriquer de petits lots de produits.

Cela dit, l'impression 3D offre aux fabricants de lunettes l'opportunité de se différencier et d'explorer de nouvelles avenues largement inexploitées, comme les produits personnalisés. Cela signifie à terme que les fabricants continueront d'explorer les possibilités de l'impression 3D, permettant à un plus grand nombre de personnes de bénéficier de lunettes uniques et mieux ajustées.