제조 사례

제조성 검증 포함 시제품 설계 개선 – 도시광부

– 제작 가능한 워킹 목업을 위한 시제품 디자인 개선
– 부품, 조립 용이성, 양산까지 고려한 디자인/설계
– 기능 테스트 가능한 3D 프린팅 워킹 목업 제작

도전 과제솔루션고객 혜택
· 제작에 적합하지 않은 3D 모델 디자인 개선
· 내부 부품 장착 가능한 시제품 설계
· 양산 설계, 양산까지 원활하게 연계 가능한 시제품 제작
· 3D 프린팅 제조 파트와 디자인/설계 파트의 협업
· 내부 부품 실측, 효과적인 고정 방안 도출
· 양산 경험과 노하우 반영한 디자인/설계 개선
· 시제품 제작에 적합한 디자인 완성
· 기능 구현 및 테스트 가능한 시제품 제작
· 양산/상품화까지의 디자인 로드맵 구축

커피활성탄 제조 기업 ‘도시광부’는 커피부산물(커피 찌꺼기)로 활성탄을 만들어 자원 순환에 앞장서는 기업입니다. 휴대용 공기청정기의 시제품 설계 개선과 제작을 위해 크리에이터블을 찾았습니다. 내부 부품의 크기, 기능, 작동이 고려되지 않은 외관만 디자인이 되어 있어 시제품 제작에 적합하지 않은 상태였는데요.

크리에이터블의 양산 경험과 노하우를 살려 향후 양산까지 원활하게 연계될 수 있도록 리디자인을 진행했습니다.

시제품 디자인을 개선하고,
내부 설계를 통해 부품이 제대로 작동할 수 있도록 하고,
가장 효율적인 방법으로 시제품을 제작한 내용을 자세히 알려드리겠습니다.


1. 기능 고려, 제작 가능한 시제품으로 디자인 개선

아래 이미지를 보시면 왼쪽과 오른쪽의 다른 디테일을 볼 수 있는데요. 왼쪽이 크리에이터블 의뢰 전, 오른쪽이 크리에이터블의 디자인 개선 후의 모습입니다.

일단 아래쪽에 뚫린 구멍의 모양이 바뀐 것이 가장 먼저 보입니다. 왼쪽은 동그란 구멍이고, 오른쪽은 길쭉한 선형이네요. 왼쪽은 아래쪽이 원형으로 크기가 줄어드는데, 오른쪽은 사각형 상태로 줄어드는 모습입니다.

이렇게 바꾼 데에는 공기 청정기의 기능과 향후 양산 방법을 고려한 디자인 노하우가 숨어있습니다. 아래쪽 벤트홀(Vent Hole, 바람 구멍)을 좀 더 공기 유입이 많이 될 수 있도록 개선했고, 양산시 제작할 금형을 고려해 디자인했습니다.

플라스틱 재료로 사출 방식을 이용해 양산할 경우, 금형의 파팅 라인(Parting Line)의 위치에 따라 금형 제작의 난이도가 달라지고 따라서 제작 비용도 차이가 나게 됩니다.

금형은 고정측 형판과 가동측 형판이 있는데, 금형이 열리고 성형 제품을 빼낼 때 분할이 되는 부분을 파팅 라인이라고 합니다. 성형품의 표면에 분할면에 따라 가느다란 선이 남게 되는데요. 파팅 라인의 위치에 따라 성형품의 외관 품질이 달라질 수 있습니다. 파팅 라인은 가급적 눈에 띄지 않도록 설계되어야 하고, 성형품에 문제 없이 잘 빼낼 수 있도록 해야 합니다.

디자인 개선 전 왼쪽 모델은 사출 성형과 금형 제작에 적합한 형태가 아닙니다. 바람 구멍도 금형 제작에 용이한 디자인이 아니어서, 양산 경험이 많은 제품 디자이너가 외관 디자인을 개선하게 된 것입니다.

2. 기능 구현, 조립 용이성 높인 시제품 내부 설계

도시광부 공기청정기 디자인의 가장 시급한 개선 사항은 부품이 내부에 들어가지 않는 것이었습니다. 기능상 필요한 부품들을 실측하지 않고 디자인을 먼저 진행했기 때문인데요.

워킹 목업(기능이 동작하는 시제품)을 제작해야 하는 만큼, 시제품 단계에서 필요한 PCB, 센서, 필터, 전원 등이 내부에 배치되어야 합니다. 크리에이터블 디자이너는 들어가야 하는 부품들을 실측하고, 어디에 어떻게 효율적으로 배치하고 고정할지 내부 설계를 시작했습니다.

내부 부품은 메인 보드, LED 보드, 에어 센서, 공기 필터 1개, 팬 1개였습니다. 보드는 고정되어야 하고, LED 발광이 방해되지 않도록 해야 하고, 센서는 검지를 잘 할 수 있는 위치에 배치되어야 하며, 공기 필터는 공기의 흡입과 배출, 흐름 통로를 고려해서 고정해야 합니다.

크리에이터블 공기청정기 시제품
내부 공기 유로를 고려한 부품 설계

향후 양산을 고려해 사출로 제작된 파트들이 조립되고, 결합될 수 있도록 내부 디자인에 신경써야 할 것들이 있는데요. 보드의 고정 나사 크기와 고정 위치를 고려해 힘을 받을 수 있도록 하고, 버튼이 눌릴 때 버튼이 빠지지 않도록 잡아주는 가이드 등을 만들어야 합니다.

두 파트로 분리된 외관을 결합할 때도 여러 가지 방법을 사용할 수 있지만, 재료의 탄성을 이용해 맞물릴 수 있도록 후크를 선택했습니다. 제품 외관이 깔끔하면서도, 조립이 용이하고, 향후 필터 교체시 사용자가 쉽게 분리할 수 있도록 여러 가지 변수를 반영한 것입니다.

제품을 사용할 사용자의 경험과
양산시 비용을 절감하면서도 제품 퀄리티를 놓치지 않도록
세심하게 고려한 제품 디자인입니다.

3. 기능 테스트 가능한 워킹 목업, 3D 프린팅 제작

내부 설계까지 끝낸 3D 모델을 3D 프린팅으로 제작했습니다. SLA 방식으로 제작 후, 내부의 부품을 장착하고 고정시켰습니다.

아래 이미지는 SLA 방식으로 출력한 상태의 모습입니다. 시제품에 필요한 탄성과 경도 등을 고려해 방식과 재료를 선택했습니다.

크리에이터블 SLA 3D 프린팅

실제 양산시 제품의 외형과 비슷하도록 구현하기 위해 도색 후가공을 진행했습니다. 3D 프린팅 파트의 외관을 도색이 잘 구현되도록 면 처리를 하고, 흰색 유광/흰색 무광/검정 무광 3 세트로 도색을 했습니다.

도시광부는 이제 완성된 시제품으로 양산까지 DfM(제조 적합한 디자인) 로드맵을 갖고 진행할 수 있게 되었습니다. 금형 설계나 금형 제작시 시제품이 가이드라인이 되어줄 것입니다.

위와 같은 디자인 개선, 내부 설계, 시제품 제작까지 6개월 정도 소요되는 것이 일반적이지만, 크리에이터블의 양산 경험과 노하우로 2개월 만에 마무리되었습니다. 단축된 4개월 만큼 더 빨리 소비자와 만날 수 있을 거라 기대합니다.

양산까지 원활하게 갈 수 있는 가이드라인을 제공하는 완성도 높은 시제품을 제작하시려면 빠르고 정확한 크리에이터블과 함께 하세요.

크리에이터블

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