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시제품 제작

시제품이 어떤 것이냐에 따라 다르겠지만 일반적으로 3D프린터가 가장 저렴한 제작 방법이다.

하지만 이러한 제작 방법에도 장단점이 있다.
3D프린터는 가격이 저렴한 반면 공차가 크기 때문에 금형에서 문제가 되는 부분을 정확히 잡아내기 힘들다. CNC제작이 가장 정확하겠지만 운영하는 사람에 따라 기술력이나 숙련도에 따라 제품의 품질이 많이 달라질 수 있다.

따라서 어떤 제품을 만드느냐에 따라서 제작 방법이 달라져야 한다.

3D 프린팅

제품의 특성상 특수한 제품은 제작이 불가능하지만 플라스틱과 같은 제품이나 약간의 고무성질을 갖는 말랑한 제품을 만들기에는 적당한 시제품 개발 방식이다. 정밀하고 완벽한 시제품을 만들기는 어렵지만 빠르게 어느정도 비슷한 시제품을 만들어 체크하는 용도로는 이보다 좋은 방법이 없다.

장점은 가격이 저렴하고 빠르게 제작이 가능하며 제작이 비교적 손 쉽다는데 있다. 또한 제작자의 숙련도에 영향이 없으며 비교적 다양한 소재를 사용할 수 있다. 소음도 적다.

단점은 정말하지 못하며(FDM의 경우 2mm정도의 공차가 날 수 있다) 제품에 따라 품질이 달라진다.(SLA>SLS>FDM>LOM) 또한 가장 많이 사용하고 있는 FDM 방식의 3D 프린터의 경우 표면이 거칠다. 제작시 화확적 물질로 인한 냄새가 날 수 있다.

CNC 가공

CNC 가공은 재료를 엔드밀이라는 공구로 기계로 제품을 제작하는 방식이다. MCT와 CNC를 함께 병용되어 시제품을 제작하고 있는데 정밀도는 1/1000까지 맞출 수 있어 정밀한 가공에 적합한 가공방법이다.

장점은 정크 형태로 나오는 대부분의 소재를 가공할 수 있다는 점이며 정밀 가공이 가능하다는 점이다. 또한 가공시간이 짧다.

단점은 가공 후 후가공이 필요합니다. 또한 기계로만 마무리하기 어려우며 가공기계가 너무 크고 작업시 소음이 심하다는 점이다. 기계의 가격이 비싸며 사용자의 능력에 따라 결물의 차이가 많다.

필요성
시제품을 먼저 만들어 보고 양산을 해야 한다. 시제품을 만드는 목적에는 여러가지가 있지만 양산을 생각한다면 불량 체크를 위해서 반드시 만들어 보고 도면에서 보이지 않았던 문제들을 체크해보고 양산으로 넘어가야 한다. 그렇지 않고 바로 개발하게 되면 나중에 불량을 체크 할 수 없으니 도면만 보고 양산으로 가는 것은 나중에 더 큰 문제에 직면할 수 있다.

시제품 미개발시의 문제점과 해결방안(사례)
모 기업에서 온풍기를 만들던 중 1차 시제품을 통해서 제품이 개발되었고 많은 부분이 수정되어야 해서 도면으로만 수정하고 시제품을 만들어서 문제가 없는지에 대한 판단을 하지 않는 상태로 바로 금형제작을 하였다.
금형을 만들어 보니 제품의 두께가 두꺼워 무게가 너무 나가고 그로 인해서 양산비용이 올라갔으며 몇몇 부분의 홀이 맞지 않아 어쩔 수 없이 금형을 수정하게 되어 목업 비용 이상의 금형 수정 비용이 들어가게 되었다. 시제품을 만들어서 확인했다면 줌제가 없을 것을 비용을 조금 아끼려고 하다가 더 많은 비용이 들어간 사례이다.
시제품 제작의 목적
완성도에 대한 검토를 위한 제작
완성도에 대한 검토는 시제품 제작의 가장 큰 목적이다. 시제품을 만들기 위해서는 시마트론, 라이노, 솔리드윅스, 프로이, 유지등 3D 프로그램을 이용하여 모델링을 하고 도면에서 찾아내지 못하는 손잡이의 크기나 제품의 두께감과 강도 등의 부분과 조립성과 형합, 그리고 부품별 간섭이 되는 부분을 찾아내는 등, 제품의 완성도를 검토한다.
여기에 후가공 표면처리에 대한 스타일링과 같은 느낌이나 기계부분의 작동성까지 같이 검토가 되어야 한다.

연구목적을 위한 제작
제품의 완성도를 높이기 위한 목적의 시제품 제작은 양산제품과 같은 품질을 필요로 한다. 그러나 연구목적을 위한 시제품의 경우에는 그 정도의 조건을 맞추지 않아도 되며, 일단 회로에서 통신이나 기계적인 장치에서 기능이나 역활을 하는지 아니면 소재가 역활을 함에 있어서 강도를 버티는지 등의 테스트를 위한 목적으로 하기 때문에 완성도 있는 시제품을 필요로 하지 않는다.
중요한 테스트를 하려고 하는 구조물이나 일부부만 만들어서 제품의 작동에 문제가 없는지 간단하게 구조를 만들어 테스트를 해보고 문제가 없다면 본 시제품을 만들어 완성도를 높이면 된다.