Kaleidoscope Innovation, BMF PµSL 마이크로 스케일 3D 프린팅으로 메디컬 부품 프로토타이핑 공정 혁신 이뤄내

최근 마이크로니들, 스텐트를 비롯한 다양한 메디컬 파트 개발기업들을 중심으로 준 양산 및 프로토타이핑 공정에서의 마이크로 스케일 3D 프린팅 수요가 급증하고 있다.

전통적인 제작기법의 대표 격이라 할 수 있는 사출 방식이나 CNC 방식은 몰드 제작에만 수 천만원 이상이 소모되고, 리드 타임도 2~3주로 너무 길어 로토타입 제작에는 적합하지 않아 이를 대체할 기술이 없었다.

하지만 최근 납기 단축과 비용 절감을 모두 실현하는 BMF (Boston Micro Farication)의 ‘PµSL (Projection Micro Stereolithography)’ 3D 프린팅 기술이 시장에 공개되며 의료 부품 프로토타이핑 시장의 새로운 지평을 열고 있다.

미국 오하이오 주 신시내티에 위치한 Kaleidoscope Innovation는 글로벌 메디컬 파트 제조사들의 신제품 개발과 테스트, 설계 작업을 지원하는 기업이다.

자이브솔루션즈가 국내 총판으로 담당하는 BMF의 마이크로 스케일 3D 프린팅 공정을 성공적으로 도입해 시장에서 빠르게 성장하고 있다.

이 회사가 제작하는 메디컬 파트의 프로토타입은 거의 생적합성을 요구하지는 않았지만, 전통적인 사출 공법에서 주로 사용된 PEEK, PC, PP와 유사한 물성을 가진 마이크로 스케일 파트를 전통적인 기법들보다 빠르게 구현하는 것이 공정 개발의 주된 목표였다.

개발 담당자에 따르면, 기존 일반적인 3D 프린팅은 수백 마이크로 분해능의 cm 단위 이상의 매크로 스케일의 영역에만 적용이 가능했다. 소재도 제한적이었기 때문에 메디컬 분야를 비롯한 마이크로 단위 정밀도를 요구하는 많은 분야에서 실질적인 적용이 어려웠다.

이에 비해 PµSL 공법은 2µm~10µm의 고 분해능과 5µm~25µm 수준의 공차를 쉽게 달성할 수 있으며, BMF가 자체 개발한 폴리머 레진 외 다른 타사의 재료들도 쉽게 사용할 수 있는 개방형 시스템도 해당 공정이 성공적으로 자리 잡는 데 결정적인 역할을 한다.

프로토타입 제작 테스트에는 10µm 분해능을 가진 P140, S140, S240 장비와 고강성 특성을 지닌 HEK, 높은 수준의 내열성과 고강도 특성을 지닌 HTL, 높은 수준의 연신 특성을 가진 UTL 소재를 사용했다.

시체 및 동물 세포조직 테스트 결과를 후속 반복 실험(Iteration)에 반영하기까지 걸리는 기간이 2~3주에서 2~3일로 바뀌고, 몰드 제작 필요성이 사라지면서 프로토타입 리드 타임의 단축으로 인한 경제성과 효율성의 획기적인 향상을 이뤄냈다.