적층 제조가 점점 더 생산 공정이 됨에 따라 이에 대한 전문 지식을 갖춘 올바른 공급업체를 찾는 것이 중요합니다.

적층 제조(AM)는 정밀도와 정확한 공차가 중요하지 않은 프로토타이핑 및 설계 작업에 여전히 자주 사용됩니다. 이러한 유형의 활동은 기술에 대한 입문 지식을 가진 많은 사람들이 수행할 수 있습니다. 이 프로세스는 정형외과용 임플란트와 같은 보다 정교한 장치에 사용되기 때문에 전문 지식은 성공을 보장하기 위해 훨씬 더 중요한 필수 요소입니다.

더 많은 정형외과 기기 제조업체가 더 많은 제품에 대해 AM에 관심을 보임에 따라 문제는 더욱 증가합니다. 확장성과 같은 측면뿐만 아니라 이러한 기계로 다양한 기술을 저렴하게 생산해야 할 필요성도 작용합니다. 그 결과, 기업들은 정형외과용 임플란트, 기구 및 기타 장치에 대한 AM에 대한 전문 지식을 유지하는 경험 많은 공급업체를 찾고 있습니다.

다행히 Cretex Medical | rms의 적층 운영 이사인 Troy Olson은 다음 Q&A에서 이 주제를 둘러싼 다양한 문의에 대한 통찰력을 제공했습니다. 그는 의료기기 회사가 적층 제조 제품에 대해 공급업체와 협력할 때 염두에 두어야 할 사항, 경험 많은 파트너와의 협력의 이점 및 종종 간과되는 몇 가지 요소에 대해 설명합니다.

Sean Fenske: 적층 제조라고 하면 대부분의 사람들은 플라스틱을 사용한 3D 프린팅을 떠올립니다. 정형외과 기기 부문에는 어떤 AM 기술과 기술이 사용됩니까?

Troy Olson: 의료 기술 분야에서 정형외과를 위한 적층 제조(AM)는 일반적으로 이식 가능한 금속의 프린팅을 의미합니다. 우리는 파우더 베드 융합 기술을 사용하여 티타늄 TI6AI4V 등급 23으로 장치 구성 요소를 만듭니다. 우리는 수년 동안 이식 가능한 장치에 사용해 왔기 때문에 이 재료와 기술에 대한 상당한 전문 지식을 얻었습니다.

Fenske: AM은 설계 도구에서 완성된 임플란트 제조 옵션으로 빠르게 발전했습니다. 오늘날 어떤 다른 유형의 정형외과 기술에 사용되고 있습니까?

AM은 인트라바디 스페이서를 생산했습니다.

올 슨: 원래 AM은 주로 융합 케이지와 체내 스페이서를 위한 척추 공간에서 사용되었습니다. AM으로만 생성할 수 있는 다공성 및 격자 구조는 골유착 또는 뼈 성장을 촉진해야 하는 제품에 이상적입니다.

AM 제품의 긍정적인 결과와 함께 AM 산업의 전문성이 성장함에 따라 보다 정교한 정형외과 기기에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 우리는 이제 어깨 재건, 발 및 발목, 맞춤형 임플란트를 포함한 해부학의 여러 부분으로 확장하고 있습니다. AM은 또한 특수 계측 및 드릴 가이드를 만들 때 매우 영향을 미칠 수 있습니다.

Fenske: 말씀하신 AM을 다른 지역과 시장으로 확장하려면 당연히 더 많은 대량 생산이 필요합니다. 이러한 요구 사항을 수용하기 위해 AM을 성공적으로 확장하려면 어떻게 해야 합니까?

Olson: 모든 것은 고객의 요구 사항을 철저히 이해한 다음 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 무엇이 필요한지 결정하는 것에서 시작됩니다. 우리가 처음 AM 분야에 진출했을 때, 그것은 우리가 이미 뛰어났던 절삭 가공, 세척, 레이저 마킹 및 후처리 작업과 같은 기존 제조 능력을 보완했기 때문입니다. 처음부터 고객의 양과 정교함 요구를 충족하는 AM 제품을 생산하려면 단순히 AM 프린터를 추가하는 것 이상이 필요하다는 것이 분명했습니다.

필요한 생산 규모에 도달하기 위해 우리는 적층 제조의 확장 및 개발에만 전념하는 엔지니어들로 구성된 전담 인력을 갖춘 자체 AM 사업부를 개발했습니다. 그들은 전체 AM 프로세스 흐름을 검토하여 고객 요구에 부합하는 모범 사례를 결정하고 구현할 수 있었습니다.

Fenske: AM을 제공하는 공급망 파트너와 협력할 때 기업은 어떻게 증가하는 생산 요구 사항에 가장 잘 대비할 수 있는 계획을 세워야 합니까? AM 공급업체에 특정 요구 사항을 전달해야 합니까?

Olson: 모든 외부 공급업체와 전략적 파트너십을 구축하는 것이 성공의 열쇠입니다. Cretex Medical과 같이 생산 공정의 많은 단계를 수직적으로 통합할 수 있는 회사에서도 각 공급업체에 대해 매우 신중해야 합니다. 생산 공정을 감안할 때 재료 공급업체 및 열처리 공급업체와 관계를 구축해야 합니다. 한 공급업체에서 문제가 발생할 경우 모든 외부 공급업체와 이중 공급을 통해 생산 중단을 최소화할 수 있습니다. 이러한 중복 요소를 공급망에 구축하는 것이 중요합니다.

Fenske: 대량으로 작업하기 위해 확장할 때 AM의 어떤 측면이 종종 간과되거나 적절하게 고려되지 않습니까? 염두에 두어야 할 요소는 무엇입니까?

Olson: 적층 제조에서 종종 간과되는 가장 큰 요소는 생산 일정입니다. 시간과 자원을 적절하게 할당하는 것은 복잡한 작업입니다.

각 AM 기계에는 각 빌드마다 감소하는 티타늄 분말의 정해진 부피가 있다고 가정합니다. 각 기계에서 부품 높이가 얼마가 되는지, 얼마나 많은 티타늄 분말이 필요한지 이해해야 합니다. 몇 주에 걸쳐 빌드를 구성할 때 각 시간 간격에서 파우더 수준과 파우더 수명이 얼마가 될지 염두에 두어야 합니다. 분말을 사용함에 따라 고려해야 할 약간의 분말 분해가 있습니다. 이를 통해 분말을 체질하거나 교체할 수 있도록 각 기계를 오프라인으로 전환해야 하는 시기를 계산할 수 있습니다. 이를 알면 빌드 주기 동안 사용 중인 프린터와 오프라인 프린터를 시차를 두고 더 잘 계획할 수 있습니다.

생성하는 용량 계획 및 일정은 하루 24시간, 주 7일 실행되는 수십 개의 생산 프린터에서 이 모든 것을 고려해야 합니다. 또한 이 계획은 2,500시간의 레이저 사용 후 필요한 예방적 유지 보수를 고려해야 하며, 신중하고 관리 가능한 방식으로 프린터의 안정성을 모니터링하고 유지 관리할 수 있는 적절하고 잘 훈련된 인력을 확보해야 합니다. 이러한 모든 움직이는 부분을 조정하는 데 수반되는 복잡성은 대부분의 ERP 시스템의 기능보다 큽니다. 이는 우리가 수년간의 운영 경험을 통해 관리하는 방법을 배운 생산의 한 측면입니다. 우리의 전문 지식은 이러한 작업을 수행하면서 시간이 지남에 따라 형성되었습니다.

Fenske: AM 프로젝트를 엉망으로 만들 수 있는 문제는 무엇이며, 이를 어떻게 처리하시나요?

Olson: 이러한 기계를 작동하는 데 필요한 인재를 찾고 교육하는 것은 어려울 수 있습니다. 이것은 일반적으로 숙련된 기계공을 찾는 것보다 더 어렵습니다. 그냥 들어와서 이러한 기계를 교체하는 작업을 할 수 있는 인쇄 기술자는 많지 않습니다. 우리는 신입 사원이 완전히 적응하기 전에 약 6개월의 실무 교육이 필요하다는 것을 발견했습니다. 배워야 할 것은 기술과 이해뿐만 아니라 호흡기를 포함한 개인 보호 장비를 착용해야 하는 환경에서 티타늄과 같은 반응성 물질을 다루는 뉘앙스도 배워야 합니다. 이러한 유형의 경험이나 과정에 대한 후보자를 교육하는 기술 학교는 없습니다.

이러한 규모의 AM 생산을 처리할 수 있는 시설을 구축하는 것도 비용이 많이 들고 복잡한 작업입니다. 쿤 래피즈(Coon Rapids) 시설에서는 AM 시설을 위한 고유한 화재 진압 시스템을 개발하기 위해 지역 소방관과 긴밀히 협력해야 했습니다. 표준 스프링클러 시스템은 H3 반응성 재료 제조 영역과 호환되지 않았을 것입니다.

운영에 대한 위험 평가를 수행했을 때 외부 정전의 가능성이 잠재적으로 매우 비싸다는 것을 확인했습니다. 표준 3일 빌드 중 정전이 발생하면 90일 동안 생산이 지연될 수 있습니다. 이것이 바로 우리가 적층 제조 장치를 무기한 중단 없이 운영할 수 있도록 백업 발전기와 배터리 시스템에 150만 달러를 투자한 이유입니다.

고객은 우리가 노하우를 가지고 있으며 약속을 지키고 적시에 사양에 따라 제품을 제공할 수 있도록 계획을 완료했다고 신뢰할 수 있습니다.

Fenske: 논의한 주제를 바탕으로 공유하고 싶은 추가 의견이나 정형외과 기기 제조업체에 전하고 싶은 말이 있습니까?

Olson: 우리가 생산하는 많은 부품은 후처리 및 기계 가공이 필요합니다. 성공의 열쇠 중 하나는 수직적 통합입니다. 우리는 부품 제거, 플레이트 재조정, 기계 가공, 블라스팅, 생산 관리, 청소 및 포장을 사내에서 수행할 수 있습니다. 많은 경쟁업체가 이러한 기능을 아웃소싱해야 하기 때문에 프로세스에 시간과 비용이 추가됩니다.

또한 당사의 고유한 비즈니스 모델을 통해 CT 스캔과 같은 기술에 투자할 수 있으며, 이를 통해 비파괴 품질 검사를 수행할 수 있어 프로세스의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

적층 제조된 부품을 대규모로 생산하는 것은 누구나 하룻밤 사이에 할 수 있는 일이 아닙니다. 크레텍스 메디컬 | 우리는 AM 기능을 처음부터 구축했습니다. 처음 몇 년은 도전과 가파른 학습 곡선으로 가득 차 있었습니다. 그것은 우리의 회복력, 전문 지식을 습득할 수 있는 능력, 그리고 성공을 위한 추진력에 대한 시험이었습니다. 그러나 이러한 성장통이 없었다면 AM 제조의 과제를 극복하는 방법을 배우지 못했을 것입니다.

우리는 연간 300,000개 이상의 AM 의료 기기 및 임플란트를 생산하기 위해 70명의 직원이 24/7 근무하는 지점에 도달한 것을 자랑스럽게 생각합니다.