제조 사례

시각장애인을 위한 웨어러블 디바이스 시제품 제작 – 리터너블

카메라, PCB 포함 웨어러블 디바이스 시제품
내부 부품 역설계, 소형화, 최적화 하우징
프리젠테이션을 위한 완성품 퀄리티의 시제품 제작

도전 과제
솔루션
고객 혜택
· PCB, 부품의 컴팩트한 하우징
· 착용감을 고려한 모델링, 프린팅
· 완성도 높은 시제품 필요
· PCB, 부품 역설계를 통한 맞춤형 설계
· FDM 프린터, 테스트 위한 빠른 샘플 제작
· Jet-fusion 방식 프린팅 활용
· 소형화, 최적화하여 하우징
· 최종 출력 전 샘플 제작을 통한 착용감 검증
· 프리젠테이션 적합한 완성품 퀄리티의 시제품

리터너블은 컴퓨터 비전기술과 딥러닝에 기반한 웨어러블 디바이스를 개발중인데요. 
시각장애인이 사용할 수 있는 스마트글래스 두눈(DUNUN)의 시제품을 크리에이터블에 의뢰하셨습니다.

시제품 단계에서는 카메라, PCB, 부품 등을 시중에 나와있는 기성 부품을 활용해 목표한 기능이 잘 구현되는지를 보고, 완성품 양산 단계에서 맞춤형 부품을 제작하기도 하는데요. 기성 부품을 활용한다고 해도 완성품 수준의 퀄리티를 보이는 시제품이 필요한 경우들이 있습니다. 투자자 대상의 프리젠테이션이 있을 때도 있고, 창업 대회에 나가기도 합니다.

리터너블의 주문도 프리젠테이션에 적합한 완성도 높은 시제품이었습니다.
카메라, PCB를 최적화한 하우징과 동시에 착용감도 고려해야 했습니다.
크리에이터블은 역설계를 통해 맞춤형 설계를 빠르게 진행했고
FDM 프린터로 착용감 테스트를 위한 샘플을 빠르게 제작해서 검증했습니다.
높은 완성도를 위해 Jet-fusion 방식의 프린팅을 진행했습니다.

크리에이터블의 제조 컨설턴트가 처음부터 끝까지 전담해 3D 프린팅 외에도 레이저 커팅, 후가공 등을 진행해 완성도를 높였는데요.
진행 과정 함께 보실까요?


리터너블이 만들고자 하는 최종 제품은 아래 영상에서 설명을 보실 수 있는데요.
시각장애인을 위한 웨어러블 디바이스로, 내장된 카메라가 보행 중 영상과 이미지를 촬영한 뒤 장애물에 대한 정보를 전송하는 장치입니다.
시제품 단계에서의 조건은 눈 양쪽에 카메라, 눈 가운데 카메라를 넣어 총 3개의 카메라가 들어가야 하고, PCB, 부품이 들어가면서 안경 형태를 유지해야 하는 것이었습니다.

1. 부품 역설계 통한 맞춤형 설계

시각장애인을 위한 스마트글래스이기 때문에 최대한 기존 안경/선글래스와 비슷한 외관이길 원하셨지만, 기존 카메라, PCB, 부품 등의 크기가 정해져 있기 때문에 시제품 단계에서는 선택과 집중을 해야 하죠. 
기능 구현이 잘 되면서 최대한 경량화하고, 동시에 잘 뒤틀리지 않고, 머리에 고정이 잘 되어 기능 구현시 움직이지 않도록 하는 설계를 진행했습니다. 얼굴에 얹는 것이기 때문에 가벼워야 하고, 뒤틀리면 카메라 위치가 달라지기 때문에 정보 전송에 문제가 생기지 않도록 내구성이 필요했습니다. 머리에 고정이 잘 되어야 카메라 위치도 일관되게 진행되겠죠.

카메라 3개, PCB 등의 부품이 들어가야 하기 때문에 기존 부품 제품을 역설계합니다. 역설계(reverse engineering)란 설계도를 직접 그려서 제품을 생산하는 것이 아니라, 이미 만들어진 결과물의 수치 데이터를 기반으로 설계한다는 점에서 역(逆)설계라고 합니다.
아래 모델링 파일을 보시면 들어가야 할 부품들이 색색으로 표시가 되어 있습니다. 

크리에이터블의 모델링은 외관에만 해당하는 것이 아니라 시제품, 향후 양산까지 고려해 진행합니다.
내부 기능 구현에 있어 내구성, 부품의 고정 등을 위해 클라이언트에게 역제안을 드리기도 하고요.

설계 단계의 모델링 파일

2. 착용감 테스트 위한 샘플 제작

시제품이지만 기능 구현만 하는 게 아니라, 실제 시연을 해야 하기 때문에 착용감도 중요했습니다. 이번 시제품은 귀 뒤로 걸쳐지는 안경 다리 형태 대신 스트랩으로 머리 뒷 부분에서 조절하는 형태이기 때문에 최종 시제품 제작 전에 착용감 테스트가 중요할 것으로 판단했습니다. 그래서 크리에이터블 전담 컨설턴트가 리터너블 측에 부품이 다 포함되지 않은 형태의 샘플을 제작해 착용감을 테스트해볼 것을 제안드렸습니다.

샘플 제작 및 착용감 테스트

FDM 3D 프린터로 샘플을 제작해 형태와 착용감 등을 검증했습니다. 
산업용 3D 프린터보다 저렴한 가격으로 샘플을 제작할 수 있고, 최종 제작 전에 사용성을 검증할 수 있어 클라이언트의 시간과 비용을 절감하도록 도움을 드렸습니다.

3. 내구성, 탄성을 고려한 Jet-fusion 3D 프린팅

크리에이터블 제조 컨설턴트는 클라이언트의 요구 사항에 맞춰 최선의 3D 프린팅 소재와 방식을 추천해 진행합니다.
리터너블의 시제품은 카메라가 내장된 안경 형태고, 얼굴에 닿기 때문에 앞면은 내구성이 있으면서도 옆면은 탄성이 어느 정도 필요했습니다. 카메라 부분이 뒤틀리지 않아야 하고, 얼굴에 안정적으로 안착하는 것을 목표로 Jet-fusion 3D 프린팅을 진행했습니다. 

크리에이터블에 시제품을 맡기실 때 원하는 기능과 형태, 스펙을 명확하게 요구하시면, 전담 컨설턴트가 맞춤형 솔루션을 찾아드릴 수 있답니다. 

4. 지지 역할 금속 레이저 커팅 및 후가공

크리에이터블은 온라인 제조 서비스로 3D 프린팅 외에도 CNC 가공, 레이저 커팅 등 다양한 제조 방식을 이용하실 수 있는데요.
리터너블의 시제품을 제작하다보니 3D 프린팅으로 외관을 만드는 것 외에도 제조 퀄리티를 높이기 위해 진행한 것들이 있습니다.

시제품의 기능 구현을 위해 카메라가 흔들리지 않고, 앞면의 외관이 뒤틀리지 않는 게 매우 중요했습니다.
리터너블은 금속처럼 좀 단단한 지지대가 있고, 지지대가 움직이지 않도록 스펀지를 덧대야 할 것 같다고 말씀을 하셨는데요.
크리에이터블은 스펀지를 덧대지 않고도 고정이 되는 방향을 고민하고, 다른 부품에 금속 지지대의 영향이 가지 않도록 설계했습니다.

아래 화면 중 녹색 부분이 금속 지지대 입니다. 최대한 효과적으로 부품 사이에서 지지할 수 있도록 설계 했습니다.
1mm, 2mm의 스텐레스 판을 레이저 커팅해 어느 정도의 두께가 적합한지 테스트했고요. 나사를 조여서 지지대를 고정할 수 있도록 했습니다.

스텐레스 레이저 커팅 전 모델링

리터너블은 안경에 가까운 외관을 원하셔서 3D 프린팅된 최종 시제품의 외관의 면을 다듬고, 검은색으로 도색한 뒤 유광 코팅으로 후가공을 마무리했습니다.

아래와 같이 최종 시제품이 완성되었습니다.

리터너블이 최종적으로 개발하고자 하는 제품은 아래와 같은 모습과 기능을 구현한 것이라고 합니다.
시각장애인을 위한 스마트글래스가 성공적으로 개발 완료되길 바랍니다.


크리에이터블은 고객이 믿고 상담할 수 있는 제조 컨설턴트가 처음부터 끝까지 전담합니다.
목적을 정확하고 빠르게 달성할 수 있는 제조 방식과 소재를 제안드립니다.

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