Manufactura de Precisión: El Camino de Rocket Machining & Design hacia la Excelencia en Piezas Médicas

¿Qué se necesita para fabricar piezas de manufactura de precisión? ¿Cómo es ser un fabricante pequeño de piezas médicas? Exploramos las oportunidades con la perspectiva fresca de una empresa de Michigan que lo hace hoy: Rocket Machining & Design.

La manufactura de precisión es un gran negocio, especialmente en la fabricación de dispositivos médicos. En EE. UU., se esperaba que el mercado alcanzara los 173 mil millones de dólares en 2019, según la consultora Emergo. Los talleres pequeños y medianos que buscan nuevos mercados podrían encontrar un buen nicho en el lucrativo sector de suministros y dispositivos médicos. Pero con la oportunidad vienen desafíos en los equipos y habilidades requeridos para competir en la fabricación de estas piezas pequeñas y complejas.

Un ejemplo de entrada exitosa en la manufactura de piezas médicas de precisión es Rocket Machining & Design, que abrió sus puertas el 17 de diciembre de 2017 y completó su primera pieza el 31 de enero de 2018.

Ubicada en Springfield, Michigan, Rocket Machining & Design no está lejos de Kalamazoo, sede del gigante de dispositivos médicos Stryker (ver recuadro). Aunque Rocket comenzó en otros tipos de mecanizado, incluyendo automotriz, energía y fluidos, pronto fue presentada a Stryker a través de su representante de MSC.

"Ha sido una gran relación y recientemente hemos crecido y asumido mucho más trabajo de Stryker", dice Duane Spurling Jr., socio gerente de Rocket Machining.

Muchas de las piezas que fabrica Rocket Machining & Design son componentes y prototipos para instrumentos quirúrgicos.

Tipos de Máquinas Necesarias para la Fabricación de Piezas Médicas

Para su trabajo médico, Rocket utiliza máquinas CNC Haas, incluyendo un torno TL-1 y un ST-30, así como fresadoras Haas y una rectificadora superficial.

"Actualmente estamos torneando las piezas médicas y luego pasándolas a la fresadora, o viceversa, lo cual ha sido bastante difícil", comenta Spurling.

"Ahora que vemos más de estas piezas, sabemos que es importante conseguir una máquina de producción 'done-in-one' (terminado en una sola operación), así que estamos en proceso de comprar un torno con herramienta viva, tal vez un Haas ST que pueda manejar barras de hasta 20 mm de ancho", añade.

¿Necesita conocer las técnicas preferidas para trabajar con titanio médico, cobalto-cromo y aleaciones de acero inoxidable a base de níquel? Lea "8 Tácticas Imprescindibles para el Mecanizado Médico de Precisión".

Herramientas y Materiales Típicos para la Fabricación de Piezas Médicas

Rocket Machining & Design utiliza principalmente herramientas de corte y torneado Walter, y ha sido un proceso de aprendizaje.

"Hemos tenido que trabajar en identificar los insertos de carburo adecuados, resolver problemas de evacuación de viruta y encontrar el radio de punta correcto", dice Spurling. "Cuando mecanizas piezas tan pequeñas, es crucial poder obtener lo que queremos de la herramienta".

Para la mayoría de sus prototipos médicos, Rocket usa aceros inoxidables A2 y 17-4, aunque también han usado 303, 304, 4140 y 440 acero inoxidable en algunas ocasiones.

"Algunos de nuestros aceros inoxidables vienen pre-endurecidos desde el principio, así que tenemos que tornearlos en duro", explica Spurling. "Es vital poder tornear esos materiales y tener el carburo correcto, porque consumen la herramienta muy rápido".

La Importancia de las Microherramientas de Corte para Piezas de Equipos Médicos

Las piezas de dispositivos médicos requieren herramientas adecuadas para trabajos pequeños y detallados. Para ello, la empresa usa una variedad de herramientas de micro-mecanizado Horn.

"Para estos dispositivos, hemos llegado a diámetros de 0,0005 o 0,0006 pulgadas, anchos de ranura minúsculos de 0,0001 o 0,00015, y pasos de rosca extremadamente finos roscando aceros inoxidables 440 y 17-4 PH", dice.

"Roscado de esas piezas, especialmente en un torno, ha sido muy difícil, así que cuando alguien pide ese tipo de paso fino, tener la herramienta correcta es crítico", añade.

Prototipado de Instrumentación Médica

A pesar de su corta existencia, Rocket ya ha trabajado en varios prototipos para nuevos diseños de instrumentación médica.

"Estos prototipos pueden ser desde componentes internos de motores eléctricos que irán en las pistolas Stryker, hasta respaldos, componentes de ensamblaje médico", comenta Spurling.

"Participamos en el desarrollo de uno de los nuevos motores Stryker, y creo que no había uno nuevo en los últimos 15 años", dice Spurling. "Así que estamos en la vanguardia de ver lo que viene".

Realizar los Ajustes Correctos para el Control de Calidad

Rocket Machining está trabajando hacia su certificación de gestión de calidad ISO 9001:2015, así como una certificación de inspección para su laboratorio, que ya cuenta con controles de polvo, temperatura y humedad.

"Uno de nuestros procesos de control de calidad es la inspección de la primera pieza en proceso, así que la primera pieza que sale se revisa completamente y firman ya sea nuestro gerente de producción o el líder del primer turno", explica Spurling.

Para garantizar el control de calidad, la empresa torneará múltiples piezas en diferentes tamaños para acomodar cambios en especificaciones por post-procesado, y luego las enviará para cualquier tipo de tratamiento térmico o recubrimiento.

"Tenemos en cuenta la posible expansión del material que va a ser tratado térmicamente, especialmente para A2, porque a veces la tolerancia no se cumple inicialmente, pero asumimos el crecimiento", dice. "Además, si se especifica un espesor de recubrimiento de cuatro micras, haremos la pieza cuatro micras por debajo de medida, y la empresa de recubrimiento es responsable de cumplir ese requisito".

Un Futuro en la Fabricación de Piezas Médicas

En este momento, Rocket fabrica solo unas pocas piezas de cada parte. Pero aunque la empresa es joven, Spurling ve una gran oportunidad de rentabilidad en la fabricación de piezas médicas.

"Sabemos que debemos dar más pasos, y estamos en proceso de obtener más certificaciones para eventualmente hacer trabajo de producción para Stryker", dice. "Nos enorgullece nuestra área de mecanizado, y la forma en que conducimos nuestro negocio es muy limpia, precisa y ordenada, y eso fue una de las cosas que nos abrió las puertas con Stryker y la industria médica".

Spurling tiene consejos para talleres que buscan entrar en el mercado de dispositivos médicos.

"Cuando cotizas e intentas producir estas piezas, una de las cosas que debes considerar es el nivel de dificultad que conllevan, pero con eso también viene la oportunidad de ganar mucho más dinero", afirma.

¿Cómo hacer control de calidad para piezas médicas sin tener certificación ISO? Únete a la conversación en el foro de metalmecánica. [registro requerido]