Manufatura de Precisão: O Caminho da Rocket Machining & Design para a Excelência em Peças de Equipamentos Médicos

O que é necessário para fabricar peças para manufatura de precisão? Como é ser um pequeno fabricante de peças médicas? Exploramos as oportunidades com uma nova perspectiva de uma empresa de Michigan que está fazendo isso hoje: Rocket Machining & Design.

A manufatura de precisão é um grande negócio — especialmente na manufatura médica. Nos EUA, o mercado deve atingir US$ 173 bilhões em 2019, segundo a empresa de consultoria de dispositivos médicos Emergo. Pequenas e médias oficinas que buscam novos mercados podem encontrar um bom encaixe no lucrativo mercado de suprimentos e dispositivos médicos. Mas com a oportunidade existem desafios nos tipos de equipamentos e habilidades necessários para competir por trabalhos de fabricação dessas peças pequenas e complexas.

Um exemplo de entrada bem-sucedida na manufatura de peças médicas de precisão é a Rocket Machining & Design, que abriu as portas em 17 de dezembro de 2017 e completou sua primeira peça em 31 de janeiro de 2018.

Localizada em Springfield, Michigan, a Rocket Machining & Design não fica longe de Kalamazoo, sede da gigante de dispositivos médicos Stryker (veja sidebar). Embora a Rocket tenha começado em outros tipos de trabalho de usinagem, incluindo automotivo, energia e fluidos, a empresa foi logo apresentada à Stryker através de seu representante da MSC.

"Tem sido um ótimo relacionamento, e recentemente crescemos e assumimos muito mais trabalho da Stryker", diz Duane Spurling Jr., sócio-gerente da Rocket Machining.

Muitas das peças que a Rocket Machining & Design fabrica são componentes e protótipos para instrumentos cirúrgicos.

Os Tipos de Máquinas Necessários para Manufatura de Peças Médicas

Para seu trabalho médico, a Rocket usa máquinas CNC Haas, incluindo uma TL-1 e uma ST-30, bem como fresadoras Haas e uma retificadora plana.

"Atualmente estamos torneando as peças médicas e depois colocando na fresadora, ou vice-versa, o que tem sido meio complicado", diz Spurling.

"Agora que estamos vendo mais dessas peças chegarem, sabemos que é importante para nós obter uma máquina de produção done-in-one, então estamos realmente no processo de comprar um torno com ferramentas vivas, talvez uma Haas ST que possa lidar com barras de até 20 mm de largura", diz ele.

Precisa saber as técnicas preferidas para trabalhar com titânio de grau médico, cromo-cobalto e liga de aço inoxidável à base de níquel? Leia "8 Táticas Essenciais para Usinagem Médica de Precisão."

Ferramentas e Materiais Típicos Necessários para Manufatura de Peças Médicas

A Rocket Machining & Design usa principalmente ferramentas de corte e torneamento Walter — e tem sido um processo de aprendizado.

"Tivemos que trabalhar na identificação dos inserts de metal duro certos, resolver problemas com a refrigeração e tentar encontrar o raio de ponta correto", diz Spurling. "Quando você está usinando peças tão pequenas, é importante conseguir extrair das ferramentas o que queremos."

Para a maioria de seus protótipos médicos, a Rocket usa aços inoxidáveis A2 e 17-4, embora também tenham usado 303, 304, barra de aço 4140 e inoxidável 440 algumas vezes.

"Alguns de nossos aços inoxidáveis já vêm pré-endurecidos desde o início, então teremos que fazer torneamento duro", diz Spurling. "É crucial ser capaz de tornear esses materiais e ter o metal duro correto, porque eles consomem ferramentas muito rapidamente."

A Importância de Ferramentas de Corte Micro para Peças de Equipamentos Médicos

Peças de dispositivos médicos requerem ferramentas adequadas para trabalhos pequenos e detalhados. Para esse fim, a empresa usa uma variedade de ferramentas de micro-usinagem Horn.

"Para esses dispositivos, chegamos a diâmetros de 0,0005 ou 0,0006, larguras de sulco minúsculas de basicamente 0,0001 ou 0,00015, e passos de rosca extremamente finos roscando inoxidável 440 e 17-4 PH", diz ele.

"Rosquear essas peças, especialmente em um torno, tem sido muito difícil, então quando alguém quer esse tipo de passo fino, ter a ferramenta certa é crítico", diz ele.

Prototipagem de Instrumentação Médica

Apesar de sua curta existência, a Rocket já trabalhou em vários protótipos para novos designs de instrumentação médica.

"Esses protótipos podem ser desde internos para motores elétricos que vão para as pistolas da Stryker, até suportes, até componentes de montagem médica", diz Spurling.

"Chegamos a participar do desenvolvimento de um dos novos motores da Stryker, e acredito que não houve um novo nos últimos 15 anos", diz Spurling. "Então estamos meio que na vanguarda de ver o que está por vir."

Fazendo os Ajustes Certos para Controle de Qualidade

A Rocket Machining está trabalhando para obter sua certificação de gestão de qualidade ISO 9001:2015, bem como uma certificação de inspeção para seu laboratório, que já possui controles de poeira, temperatura e umidade.

"Um de nossos processos de controle de qualidade é inspeção de primeira peça em processo, então a primeira peça a sair será completamente verificada e assinada por nosso gerente de produção ou líder do primeiro turno", diz Spurling.

Para garantir o controle de qualidade, a empresa torneará várias peças em tamanhos diferentes para acomodar mudanças nas especificações devido ao pós-processamento, e então as enviará para qualquer tipo de tratamento térmico ou revestimento.

"Levamos em conta a possível expansão do material que será tratado termicamente, especialmente para A2, porque às vezes a tolerância pode não ser atingida inicialmente, mas assumiremos o crescimento", diz ele. "Além disso, se uma espessura de revestimento for especificada em quatro mícrons, faremos a peça quatro mícrons abaixo do tamanho, e a empresa de revestimento é responsável por atender a esse requisito."

Um Futuro na Manufatura de Peças Médicas

Neste momento, a Rocket produz apenas algumas peças de cada tipo. Mas mesmo sendo uma empresa jovem, Spurling vê uma grande oportunidade de lucratividade com a manufatura de peças médicas.

"Sabemos que temos que dar mais passos, e estamos no processo de obter mais certificações para eventualmente fazer trabalho de produção para a Stryker", diz ele. "Temos muito orgulho de nossa área de usinagem, e a forma como conduzimos nossos negócios é muito limpa, precisa e organizada — e isso foi uma das coisas que nos fez entrar com a Stryker e a indústria médica."

Spurling tem conselhos para oficinas que buscam entrar no mercado de dispositivos médicos.

"Quando você está cotando e tentando produzir essas peças, uma das coisas que você tem que contabilizar é o nível de dificuldade que vem com elas, mas com isso também vem a oportunidade de ganhar muito mais dinheiro", diz ele.

Como você faz controle de qualidade para peças médicas sem ter sua certificação ISO? Participe da conversa no fórum de metalurgia. [registro necessário]