“레이저로 한 층씩 쌓는다”…절삭 대신 적층하는 3D 프린팅 임플란트

[K헬스케어 엔진을 가다]⑭시지메드텍⋯연간 5만개 생산하는 3D 프린팅 임플란트 요람

(그래픽=손미경 기자 sssmk@)

경기도 북단 의정부시 용현산업단지. 산업단지 가장 안쪽으로 들어서자 시지메드텍 생산공장이 모습을 드러냈다. 공장은 A~D 총 4개 동으로 구성돼 있다. 이 가운데 약 700평(2299㎡) 규모의 D동은 시지메드텍이 정형외과 금속 임플란트 위탁개발생산(CDMO) 역량 강화를 위해 증축한 신공장이다. 이곳에서 환자 맞춤형 3D 프린팅 척추 임플란트가 생산된다.

증축된 지 얼마 지나지 않아 내부 곳곳에서는 아직 정리 작업이 진행 중이었다. D동은 총 2층 규모로 조성됐으며 1층과 2층 대부분은 절삭가공과 후처리 공간으로 활용되고 있다. 3D 프린팅 제조 시설은 2층에 있다. 이곳에는 수십억원에 달하는 고사양 금속 3D 프린팅 장비가 설치돼 있었다.

회사에 따르면 신공장 증설을 통해 정형외과 금속 임플란트 생산능력(CAPA)은 연간 기존 20만 개 수준에서 60만 개 이상으로 확대된다. 시지메드텍은 환자 맞춤형 3D 프린팅 양산 시설도 함께 구축해 글로벌 시장 공략에 속도를 낸다는 계획이다.

▲3D 프린팅 임플란트 적층 과정. (고이란 기자 photoeran@)

공장 내부에서 가장 먼저 눈에 띈 것은 3D 프린팅을 활용한 척추 임플란트 생산 공정이었다. 2층에 있는 3D 프린팅 장비 안에서는 레이저가 빠르게 움직이며 제품을 한 층씩 쌓아 올리고 있었다. 기존 절삭가공 방식으로는 구현하기 어려운 미세구조도 적층 방식으로 자유롭게 만들 수 있다. 공장에서는 배치 수량에 따라 연간 약 5만 개 규모의 3D 프린팅 척추 임플란트가 생산된다.

현장에서 만난 공장 관계자는 “레이저 기반 장비와 전자빔 장비를 모두 운영하며 제품 특성과 목적에 따라 적합한 제조 방식을 적용하고 있다”며 “생산 과정 전반에는 자동화 시스템과 인공지능(AI) 기반 검사 기술이 적용돼 제품 품질의 균일성과 생산 효율을 높이고 있다”고 설명했다.

적층이 끝난 제품은 후처리 공정으로 이동한다. 연마재로 제품 표면을 갈아내는 ‘샌딩’과 제품을 통에 넣어 회전시키면서 표면을 다듬는 ‘바렐’ 공정으로 표면을 균일하게 다듬는 작업이 이어진다. 이후 공정은 세척이다.

검사 공정도 눈길을 끌었다. 시지메드텍은 수입검사, 공정검사, 최종검사를 모두 수행하고 있다. 특히 3D 프린팅 제품에는 AI 자동검사기가 적용된다. 수만 개 단위로 생산되는 부품을 사람이 일일이 외관 검사하기 어렵기 때문이다.

▲3D 프린팅 적층 공정을 마친 임플란트 제품들. (고이란 기자 photoeran@)

▲시지메드텍 의정부 공장 검사실. (고이란 기자 photoeran@)

이후 제품은 클린룸으로 이동해 최종 세척을 거친다. 방진복을 착용한 작업자들이 정제수를 활용해 자동·수동 세척을 진행한다. 세척을 마친 제품은 포장 공정으로 넘어간다. 현재는 일부 수작업으로 진행되지만 향후 AI 자동화 시스템 도입도 검토 중이다. 최종검사를 통과한 제품은 외부 업체에서 감마 멸균 과정을 거친 뒤 다시 공장으로 돌아온다. 이후 입고 검사를 통해 이상 여부를 다시 한번 확인한 뒤 최종 출하된다.

이 관계자는 “과거에는 절삭가공 방식이 임플란트 제조의 주류였지만 복잡한 구조 구현에 한계가 있어 최근에는 3D 프린팅 기반 제조로 빠르게 전환되고 있다”며 “특히 척추 임플란트는 적용 부위와 수술 방식에 따라 구조가 달라져 높은 설계 자유도를 구현할 수 있는 기술이 중요하다”고 설명했다.

이어 “3D 프린팅은 기존 방식으로 구현하기 어려운 다공성 구조와 복합 형상을 구현할 수 있어 제품 경쟁력을 높일 수 있다”며 “레이저와 전자빔 장비를 함께 운영함으로써 제품 특성에 맞는 제조 전략을 적용하고 생산 효율과 품질 경쟁력을 동시에 확보하고 있다”고 말했다.