Precisieproductie: Rocket Machining & Design's weg naar excellentie in medische apparatuuronderdelen

Wat kost het om onderdelen voor precisiefabricage te maken? Hoe is het om een kleine fabrikant voor medische onderdelen te zijn? We verkennen de kansen met een frisse blik van een bedrijf uit Michigan dat dit vandaag de dag doet: Rocket Machining & Design.

Precisieproductie is groot bedrijf – vooral in de medische productie. In de VS wordt verwacht dat de markt in 2019 $173 miljard bereikt, volgens medische hulpmiddel adviesbureau Emergo. Kleine tot middelgrote job shops die naar nieuwe markten zoeken, kunnen een goede vindplaats vinden in de lucratieve markt voor medische benodigdheden en apparaten. Maar met de kans komen uitdagingen in de typen apparatuur en vaardigheden die nodig zijn om te concurreren voor jobs bij het produceren van deze kleine, complexe onderdelen.

Een voorbeeld van een succesvolle instap in de precisiemedische onderdelenproductie is Rocket Machining & Design, dat op 17 december 2017 zijn deuren opende en zijn eerste onderdeel op 31 januari 2018 afwerkte.

Gevestigd in Springfield, Michigan, is Rocket Machining & Design niet ver van Kalamazoo, het hoofdkwartier van medische apparaatgigant Stryker (zie sidebar). Hoewel Rocket begon met andere soorten bewerkingswerk waaronder automobiel, energie en vloeistoffen, werd het bedrijf spoedig geïntroduceerd bij Stryker via zijn MSC-vertegenwoordiger.

"Het is een geweldige relatie geweest, en recent zijn we gegroeid en hebben we veel meer van Strykers werk overgenomen," zegt Duane Spurling Jr., managing partner voor Rocket Machining.

Veel van de onderdelen die Rocket Machining & Design maakt, zijn componenten en prototypes voor chirurgische instrumenten.

De typen machines die nodig zijn voor medische onderdelenproductie

Voor haar medische werk gebruikt Rocket Haas CNC-machines, waaronder een TL-1 en een ST-30, evenals Haas freesmachines en een vlakke slijpmachine.

"Momenteel draaien we de medische onderdelen en zetten ze dan in de freesmachine, of andersom, wat tamelijk lastig is geweest," zegt Spurling.

"Nu we meer van deze onderdelen zien binnenkomen, weten we dat het belangrijk is voor ons om een machine te krijgen die 'done-in-one' productie kan, dus we zijn eigenlijk in het proces van het kopen van een live tooling draaibank, misschien een Haas ST die staafmateriaal tot 20 mm breed kan hanteren," zegt hij.

Moet u de voorkeurstechnieken weten voor het werken medisch-titaan, kobalt-chroom en nikkel-gebaseerde roestvrij staal legeringen? Lees "8 Must-Know Tactics for Precision Medical Machining."

Typische tooling en materialen nodig voor medische onderdelenproductie

Rocket Machining & Design gebruikt voornamelijk Walter snij- en draaigereedschappen – en het is een leerproces geweest.

"We hebben moeten werken aan het identificeren van de juiste hardmetaal platen, het oplossen van problemen met de flushing en het vinden van de juiste neusradius," zegt Spurling. "Wanneer u zulke kleine stukken bewerkt, is het belangrijk om de dingen die we willen uit het gereedschap te halen."

Voor de meeste van haar medische prototypes gebruikt Rocket A2 en 17-4 roestvrij staal, hoewel ze ook 303, 304, 4140 staafstaal en 440 roestvrij een handjevol keer hebben gebruikt.

"Enkele van onze roestvrij [materialen] hebben we van het begin af voorverhard, dus we moeten dingen hard-draaien," zegt Spurling. "Het is cruciaal om die materialen te kunnen draaien en het juiste hardmetaal te hebben, want het slijt tooling erg snel op."

Het belang van micro snijgereedschappen voor medische apparatuuronderdelen

Medische apparaatonderdelen vereisen de juiste tooling voor klein, gedetailleerd werk. Hiervoor gebruikt het bedrijf een verscheidenheid aan Horn micro-bewerkingstooling.

"Voor deze apparaten zijn we gegaan tot diameters van .0005 of .0006, minuscule groefbreedtes van eigenlijk .0001 of .00015, en extreem fijne draadsteken tappen 440 en 17-4 Ph roestvrij," zegt hij.

"Tappen van die stukken, vooral op een draaibank, is erg lastig geweest, dus wanneer iemand dat type fijne steek wil, is het hebben van de juiste tooling cruciaal," zegt hij.

Prototyping medische instrumentatie

Ondanks haar jonge bestaan, heeft Rocket al aan vrij veel prototypes voor nieuwe medische instrumentatieontwerpen gewerkt.

"Deze prototypes kunnen variëren van interieurs voor elektrische motoren die in de Stryker-gewenen gaan, tot achterplaten, tot medische montagecomponenten," zegt Spurling.

"We mochten meewerken aan de ontwikkeling van een van de nieuwe Stryker-motoren, en ik geloof dat er de afgelopen 15 jaar geen nieuwe is geweest," zegt Spurling. "Dus we staan een beetje aan de voorkant van wat er komt."

De juiste aanpassingen maken voor kwaliteitscontrole

Rocket Machining werkt aan haar ISO 9001:2015 kwaliteitsmanagementcertificering, evenals een inspectiecertificering voor haar lab, dat al uitgerust is met stof-, temperatuur- en vochtigheidscontroles.

"Eén van onze kwaliteitscontroleprocessen is in-process, eerste onderdeel inspectie, dus het eerste onderdeel dat afkomt wordt volledig nagekeken en ondertekend door onze productiemanager of eerste shiftleider," zegt Spurling.

Om kwaliteitscontrole te garanderen, draait het bedrijf meerdere stukken in verschillende maten om rekening te houden met specificatiewijzigingen door post-processing, en stuurt ze ze vervolgens uit voor eventuele warmtebehandeling of platering.

"We houden rekening met de mogelijke uitzetting van het materiaal dat warmtebehandeld gaat worden, vooral voor A2, omdat de tolerantie soms aanvankelijk niet gehaald wordt, maar we rekenen op groei," zegt hij. "Ook, als een coatingdikte gespecificeerd is op vier micron, maken we het onderdeel vier micron ondersmaat, en de plateringsbedrijf is verantwoordelijk voor het nakomen van die eis."

Een toekomst in medische onderdelenproductie

Op dit moment maakt Rocket slechts een paar stukken van elk onderdeel. Maar ondanks dat het bedrijf jong is, ziet Spurling een grote kans op winstgevendheid met medische onderdelenproductie.

"We weten dat we meer stappen moeten zetten, en we zijn in het proces van meer certificeringen te krijgen om uiteindelijk productiewerk voor Stryker te kunnen doen," zegt hij. "We zijn trots op onze bewerkingsafdeling, en de manier waarop we ons bedrijf voeren is heel schoon, precies en geordend – en dat was een van de dingen die ons binnenbrachten bij Stryker en de medische industrie."

Spurling heeft advies voor shops die willen instromen in de medische apparaatmarkt.

"Wanneer u offerte maakt en probeert deze stukken te produceren, is een van de dingen waar u rekening mee moet houden het moeilijkheidsgraad die ermee komt kijken, maar daarbij komt ook een kans om veel meer geld te verdienen," zegt hij.

Hoe doet u kwaliteitscontrole voor medische onderdelen zonder uw ISO-certificering? Doe mee aan de discussie op het metalworking forum. [registratie vereist]