Les mannequins de crash tests, plus sophistiqués que jamais depuis leur introduction en 1949, sont aussi devenus bien plus réalistes, avec toute la famille désormais représentée : homme, femme, enfant et bébé. Il est important, après tout, de comprendre comment un accident automobile peut affecter différents types et tailles de corps.

Ceci est particulièrement vrai pour les passagers du troisième âge, pour lesquels les études montrent qu'ils sont plus susceptibles de souffrir des blessures internes lors de certains accidents puisque leurs os sont plus fragiles et leur tissu mou moins robuste. Ce n'était qu'une question de temps avant que Humanetics, la compagnie basée au Michigan qui conçoit, développe et fabrique virtuellement tous les mannequins de crash test dans le monde, crée un mannequin sosie de mamie.


Elle a 70 ans, fait 161 cm et 73 kg. Son corps imite parfaitement une femme âgée, avec plus de chaire autour de sa partie abdominale, ce qui affecte l’interaction du corps avec la ceinture de sécurité.


Le premier mannequin crash test âgée représente aussi un avancement technologique: elle est le premier dispositif anthropomorphe d’essai (ATD) créé en utilisant la fabrication additive. Le torse en entier, du pelvis (bassin) à l’assemblage de la tête, fut imprimé en 3D en utilisant de nouveaux matériaux et de nouvelles techniques.


“C’est un premier regard dans le futur”, dit Mike Beebe, dirigeant technique en chef chez Humanetics. “Nous avons exploré les dernières technologies et matériaux. Mais personne ne savait à l’époque si les matériaux tiendraient le coup dans un accident.”


Des ingénieurs concepteurs voulaient voir si quelques composants chers en métaux (la cage thoracique par exemple) pouvaient être remplacés par des composants plastiques ou en caoutchouc imprimés en 3D et donc avec un coût bien moins élevé. “Si on pouvait commencer par la cage thoracique, cela ouvrirait les portes pour d’autres organes,” explica Beebe.


Cependant nous rencontrons la difficulté de trouver un matériau avec la durabilité suffisante pour supporter les efforts et les impacts de leur environnement unique de crash-test.


Le processus traditionnel crée la côte à partir d’une pièce d’acier à ressort qui est modelée et traitée à la chaleur. Ensuite une pièce d’un matériau amortisseur est collée à l’intérieur de la côte pour contrôler la réaction à l’impact. On laisse par la suite la côte se régler, elle est ensuite testée et le matériau amortisseur est rogné plusieurs fois pour atteindre la performance désirée. Mais le processus est cher et inconsistent; les pièces en acier se dégradent avec le temps, le plastique et le vinyle sont des composants qui sont contraints à un durcissement et un rétrécissement. Et ces phénomènes ont un impact sur la précision des plusieurs capteurs associés au mannequin de crash test.


Les premières côtes imprimées en 3D, se servant d’un composé plastique/caoutchouc, ont atteints les propriétés  qu’ils recherchaient, en revanche elles n’ont pas survécu aux rigueurs du crash test. “Nous avons imprimés quelques côtes à partir de matière plastique” explique l’ingénieur concepteur Kris Sullenberger. “Mais après 20 coups, les côtes ont commencé à se fissurer.”


Humanetics s’est ensuite adressé à Adaptive Corporation, une entreprise de cycle de vie de produit du numérique au physique, qui ont suggéré qu'en utilisant Onyx, un matériau composite en carbone renforcé avec des fibres continues de Kevlar, développé par MarkForged, un fabricant d’imprimantes 3D basé à Massachusetts.


“Nous avons soumis les côtes produites par Markforged à plus de 150 impacts à aujourd’hui” dit Sullenberger. “Et nous n’avons toujours pas cassé ne serait-ce qu’une côte.”


Ceci amena Humanetics à imprimer d’autres parties du corps, incluant l’épaule, la colonne vertébrale, lombaire, omoplate, sternum et bras. Les parties imprimées en 3D coûtent à peu près pareil que celles en acier mais sont 3 fois plus durable et peuvent être faites plus rapidement. Fabriquer un ensemble de côtes conventionnelles, prenait deux ou trois semaines. Désormais ils peuvent imprimer une seule côte en 24 heures et un ensemble entier en une semaine.


Humanetics a aussi trouvé qu’ils peuvent économiser 40 à 60% en coût d’assemblage et de travail en imprimant en 3D des moules pour des composants complexes au lieu de les produire à partir d’acier usiné.


L’entreprise est aussi en train d’explorer l’utilisation de l’impression 3D pour créer des organes spécifiques pour les mannequins des crash tests. Typiquement, Humanetics crée des systèmes de tests pour représenter des régions globales du corps (comme la zone thoracique ou abdominale) au lieu d’un coeur individuel ou un poumon. En imprimant des organes en 3D, comme un foie ou une rate, les chercheurs peuvent comprendre mieux comment chacun d’eux est affecté par un impact.


Jusqu’à maintenant, Humanetics n’a conçu que deux des mannequins âgés, qui sont toujours en test. Mais au milieu d’une population qui vieillit et qui grandit, le focus sur les passagers les plus âgés semble justifié. Les Baby Boomers qui ont aujourd’hui entre 60 et 70 ans sont souvent plus lourds qu’en moyenne il y a que quelques décennies auparavant. Mais suffisamment en bonne santé pour conduire une fois octogénaire et plus. En 2015, il y a plus de 40 millions de conducteurs âgés de 65 ans ou plus dans les Etats-Unis, représentant un conducteur sur 5 sur les routes américaines.


Source : https://www.forbes.com/sites/joannmuller/2018/05/24/3d-printing-for-dummies-replicating-grandmas-fragile-bones-for-vehicle-crash-tests/#2c5b9a301aee

 

Essayez la résistance incroyable de nos filaments renforcés en fibre de verre :

 

 

Les mannequins de crash tests, plus sophistiqués que jamais depuis leur introduction en 1949, sont aussi devenus bien plus réalistes, avec toute la famille désormais représentée : homme, femme, enfant et bébé. Il est important, après tout, de comprendre comment un accident automobile peut affecter différents types et tailles de corps.

Ceci est particulièrement vrai pour les passagers du troisième âge, pour lesquels les études montrent qu'ils sont plus susceptibles de souffrir des blessures internes lors de certains accidents puisque leurs os sont plus fragiles et leur tissu mou moins robuste. Ce n'était qu'une question de temps avant que Humanetics, la compagnie basée au Michigan qui conçoit, développe et fabrique virtuellement tous les mannequins de crash test dans le monde, crée un mannequin sosie de mamie.


Elle a 70 ans, fait 161 cm et 73 kg. Son corps imite parfaitement une femme âgée, avec plus de chaire autour de sa partie abdominale, ce qui affecte l’interaction du corps avec la ceinture de sécurité.


Le premier mannequin crash test âgée représente aussi un avancement technologique: elle est le premier dispositif anthropomorphe d’essai (ATD) créé en utilisant la fabrication additive. Le torse en entier, du pelvis (bassin) à l’assemblage de la tête, fut imprimé en 3D en utilisant de nouveaux matériaux et de nouvelles techniques.


“C’est un premier regard dans le futur”, dit Mike Beebe, dirigeant technique en chef chez Humanetics. “Nous avons exploré les dernières technologies et matériaux. Mais personne ne savait à l’époque si les matériaux tiendraient le coup dans un accident.”


Des ingénieurs concepteurs voulaient voir si quelques composants chers en métaux (la cage thoracique par exemple) pouvaient être remplacés par des composants plastiques ou en caoutchouc imprimés en 3D et donc avec un coût bien moins élevé. “Si on pouvait commencer par la cage thoracique, cela ouvrirait les portes pour d’autres organes,” explica Beebe.


Cependant nous rencontrons la difficulté de trouver un matériau avec la durabilité suffisante pour supporter les efforts et les impacts de leur environnement unique de crash-test.


Le processus traditionnel crée la côte à partir d’une pièce d’acier à ressort qui est modelée et traitée à la chaleur. Ensuite une pièce d’un matériau amortisseur est collée à l’intérieur de la côte pour contrôler la réaction à l’impact. On laisse par la suite la côte se régler, elle est ensuite testée et le matériau amortisseur est rogné plusieurs fois pour atteindre la performance désirée. Mais le processus est cher et inconsistent; les pièces en acier se dégradent avec le temps, le plastique et le vinyle sont des composants qui sont contraints à un durcissement et un rétrécissement. Et ces phénomènes ont un impact sur la précision des plusieurs capteurs associés au mannequin de crash test.


Les premières côtes imprimées en 3D, se servant d’un composé plastique/caoutchouc, ont atteints les propriétés  qu’ils recherchaient, en revanche elles n’ont pas survécu aux rigueurs du crash test. “Nous avons imprimés quelques côtes à partir de matière plastique” explique l’ingénieur concepteur Kris Sullenberger. “Mais après 20 coups, les côtes ont commencé à se fissurer.”


Humanetics s’est ensuite adressé à Adaptive Corporation, une entreprise de cycle de vie de produit du numérique au physique, qui ont suggéré qu'en utilisant Onyx, un matériau composite en carbone renforcé avec des fibres continues de Kevlar, développé par MarkForged, un fabricant d’imprimantes 3D basé à Massachusetts.


“Nous avons soumis les côtes produites par Markforged à plus de 150 impacts à aujourd’hui” dit Sullenberger. “Et nous n’avons toujours pas cassé ne serait-ce qu’une côte.”


Ceci amena Humanetics à imprimer d’autres parties du corps, incluant l’épaule, la colonne vertébrale, lombaire, omoplate, sternum et bras. Les parties imprimées en 3D coûtent à peu près pareil que celles en acier mais sont 3 fois plus durable et peuvent être faites plus rapidement. Fabriquer un ensemble de côtes conventionnelles, prenait deux ou trois semaines. Désormais ils peuvent imprimer une seule côte en 24 heures et un ensemble entier en une semaine.


Humanetics a aussi trouvé qu’ils peuvent économiser 40 à 60% en coût d’assemblage et de travail en imprimant en 3D des moules pour des composants complexes au lieu de les produire à partir d’acier usiné.


L’entreprise est aussi en train d’explorer l’utilisation de l’impression 3D pour créer des organes spécifiques pour les mannequins des crash tests. Typiquement, Humanetics crée des systèmes de tests pour représenter des régions globales du corps (comme la zone thoracique ou abdominale) au lieu d’un coeur individuel ou un poumon. En imprimant des organes en 3D, comme un foie ou une rate, les chercheurs peuvent comprendre mieux comment chacun d’eux est affecté par un impact.


Jusqu’à maintenant, Humanetics n’a conçu que deux des mannequins âgés, qui sont toujours en test. Mais au milieu d’une population qui vieillit et qui grandit, le focus sur les passagers les plus âgés semble justifié. Les Baby Boomers qui ont aujourd’hui entre 60 et 70 ans sont souvent plus lourds qu’en moyenne il y a que quelques décennies auparavant. Mais suffisamment en bonne santé pour conduire une fois octogénaire et plus. En 2015, il y a plus de 40 millions de conducteurs âgés de 65 ans ou plus dans les Etats-Unis, représentant un conducteur sur 5 sur les routes américaines.


Source : https://www.forbes.com/sites/joannmuller/2018/05/24/3d-printing-for-dummies-replicating-grandmas-fragile-bones-for-vehicle-crash-tests/#2c5b9a301aee

 

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