정밀 제조: 로켓 머시닝 & 디자인의 의료 기기 부품 분야 성공 스토리

정밀 제조 부품을 만들려면 무엇이 필요할까요? 의료 부품을 만드는 소규모 제조업체의 현실은 어떤가요? 오늘 그 일을 하고 있는 미시간 기반 기업, 로켓 머시닝 & 디자인(Rocket Machining & Design)의 새로운 시각으로 기회를 탐구해 봅니다.

정밀 제조는 특히 의료 제조 분야에서 큰 사업입니다. 미국 시장은 의료 기기 컨설팅 기업 에머고(Emergo)에 따르면 2019년 1,730억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 새로운 시장을 찾는 중소형 잡숍(job shop)이라면 수익성 높은 의료 용품 및 기기 시장이 적합할 수 있습니다. 하지만 이러한 작고 복잡한 부품을 제조하기 위한 장비와 기술 요건에는 도전 과제도 따릅니다.

정밀 의료 부품 제조에 성공적으로 진입한 사례가 바로 로켓 머시닝 & 디자인입니다. 2017년 12월 17일 문을 열었고, 2018년 1월 31일 첫 부품을 완료했습니다.

미시간 주 스프링필드에 위치한 로켓 머시닝 & 디자인은 의료 기기 대기업 스트라이커(Stryker)의 본사가 있는 캘러머주(Kalamazoo)에서 멀지 않습니다. 로켓은 처음에 자동차, 에너지, 유체 관련 가공 작업을 했으나, 곧 MSC 담당자를 통해 스트라이커와 연결되었습니다.

"훌륭한 관계였고, 최근엔 스트라이커의 일을 훨씬 더 많이 맡게 되었습니다."라고 로켓 머시닝의 매니징 파트너 듀인 스펄링 주니어(Duane Spurling Jr.)는 말합니다.

로켓 머시닝 & 디자인이 만드는 많은 부품은 수술 기구용 구성품과 프로토타입입니다.

의료 부품 제조에 필요한 기계 유형

의료 작업에 로켓은 하스(Haas) CNC 기계를 사용합니다. TL-1, ST-30, 하스 밀링 머신, 평면 연삭기가 있습니다.

"현재 의료 부품을 선반에서 가공한 뒤 밀링 머신으로 옮기거나 그 반대 순서로 작업하는데, 꽤 까다롭습니다."라고 스펄링은 말합니다.

"이런 부품이 점점 더 들어오고 있어, 원스톱 생산이 가능한 기계가 필요하다는 걸 알게 되었습니다. 그래서 라이브 툴링 선반, 예를 들어 최대 20mm 봉재를 처리할 수 있는 하스 ST를 구매 중입니다."라고 그는 덧붙입니다.

의료용 티타늄, 코발트 크롬, 니켈 베이스 스테인리스 합금 가공의 선호 기술을 알고 싶으신가요? "정밀 의료 가공을 위한 8가지 필수 전술"을 읽어보세요.

의료 부품 제조에 필요한 대표적인 툴링과 소재

로켓 머시닝 & 디자인은 주로 월터(Walter) 절삭 및 선삭 공구를 쓰며, 이는 학습 과정이기도 했습니다.

"적합한 초경 인서트 파악, 플러싱 문제 해결, 적절한 노즈 반경 찾기 등에 힘썼습니다. 이렇게 작은 부품을 가공할 땐 공구에서 원하는 성능을 끌어내는 게 중요합니다."라고 스펄링은 설명합니다.

대부분의 의료 프로토타입에는 A2와 17-4 스테인리스를 쓰며, 303, 304, 4140 강봉, 440 스테인리스도 몇 번 사용했습니다.

"일부 스테인리스 소재는 처음부터 프리하드닝(pre-hardened) 상태라 하드 터닝(hard-turning)을 해야 합니다. 그런 소재를 선삭하고 올바른 초경을 쓰는 게 매우 중요한데, 그렇지 않으면 공구가 매우 빨리 닳기 때문입니다."라고 스펄링은 말합니다.

의료 기기 부품을 위한 마이크로 절삭 공구의 중요성

의료 기기 부품은 작고 정교한 작업을 위한 올바른 툴링이 필요합니다. 이를 위해 로켓은 혼(Horn) 마이크로 가공 툴링을 다양하게 사용합니다.

"이 기기들로 직경 0.0005~0.0006인치, 홈 폭 0.0001~0.00015인치, 440 및 17-4 PH 스테인리스에 초미세 나사산 탭핑까지 작업했습니다."라고 그는 말합니다.

"특히 선반에서 그런 미세 피치 탭핑을 하는 건 매우 어려웠습니다. 그래서 그런 정밀한 피치가 필요할 때 올바른 툴링을 갖는 게 필수적입니다."라고 그는 강조합니다.

의료 기기 프로토타이핑

창업한 지 얼마 안 되었지만, 로켓은 이미 여러 신규 의료 기기 설계의 프로토타입 작업에 참여했습니다.

"이 프로토타입들은 스트라이커 건에 들어갈 전기 모터 내부 부품, 백킹, 의료 조립 구성품 등 다양합니다."라고 스펄링은 말합니다.

"새로운 스트라이커 모터 개발에 참여했는데, 지난 15년 동안 새로운 모터가 없었다고 들었습니다. 그래서 우리가 앞으로 나올 것들을 가장 먼저 보는 셈이죠."라고 스펄링은 덧붙입니다.

품질 관리를 위한 올바른 조정

로켓 머시닝은 ISO 9001:2015 품질 경영 인증과 먼지, 온도, 습도가 제어된 자사 검사실의 검사 인증을 준비 중입니다.

"우리 품질 관리 프로세스 중 하나는 공정 내 최초품 검사입니다. 처음 나온 부품을 생산 관리자나 1교대 리더가 완전히 검사하고 서명합니다."라고 스펄링은 설명합니다.

품질 관리를 위해 후처리(열처리, 도금 등)로 인한 사양 변경을 고려해 여러 크기로 여러 개를 선삭한 뒤 출하합니다.

"열처리될 소재의 팽창 가능성을 고려합니다. 특히 A2는 초기엔 공차를 못 맞출 수 있어 성장을 가정하고 가공합니다. 도금 두께가 4미크론으로 지정되면 부품을 4미크론 작게 만들고, 도금 업체가 그 요건을 맞추도록 합니다."라고 그는 설명합니다.

의료 부품 제조의 미래

현재 로켓은 각 부품을 소량만 생산합니다. 하지만 젊은 기업임에도 스펄링은 의료 부품 제조의 큰 수익 기회를 봅니다.

"더 많은 단계를 밟아야 한다는 걸 압니다. 결국 스트라이커의 양산 작업도 할 수 있도록 더 많은 인증을 받는 중입니다. 우리 가공 현장에 큰 자부심을 가지며, 사업 방식이 매우 청결하고 정밀하며 체계적인데, 그게 스트라이커와 의료 업계에 진입한 이유 중 하나였습니다."라고 스펄링은 말합니다.

스펄링은 의료 기기 시장에 진입하려는 숍들에게 조언합니다.

"견적을 내고 이 부품들을 생산하려 할 때 고려해야 할 것 중 하나는 난이도지만, 그와 동시에 훨씬 더 많은 돈을 벌 기회도 온다는 점입니다."라고 그는 말합니다.

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