[제조 가이드] 양산 후 검수, 전수 검사는 무조건 해야 한다?

검수할 때는 하나도 몰라도 가서 앉아있기라도 해야 된다고 하더라고요. – 양산이 처음인 스타트업 대표

지금까지 시제품 제작, 양산 및 후가공에 대해 알려드렸습니다.

제품을 만들면 불량이 있는지 없는지, 제대로 만들어 졌는지 검사 및 검수를 해야겠죠. 소비자의 눈은 갈수록 높아지는데, 잘못된 제품을 검수 없이 보내서 소비자가 받게 되면 제품과 브랜드에 대한 신뢰가 뚝뚝 떨어집니다. AS 요청도 빗발치겠죠.

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이번 편에서는 이익과 직결되는 “검수”에 대해 알려드릴게요.

검사란 물품을 측정, 점검해 적합한 것지 판정기준과 비교하여, 개개의 물품에 대해서 적합품 또는 부적합품의 판정을 내리는 것을 말합니다.

검수(檢收)는 물건의 규격, 수량, 품질 따위를 검사한 후 물건을 받는 것입니다.

조금 더 쉽게 말하면, 검수는 양산품의 품질을 확인해 물건을 받는 것입니다. 원하는 기능이 구현되었는지, 형태/색/후가공이 잘 되었는지를 보는 것이죠. 제품의 생산 과정을 아래와 같이 도식화한다면, 검수도 단계별로 부품 단위, 반제품 단위, 최종 제품 단위로 할 수 있겠죠.

1. 검수의 단계

1) 부품 단위: 시사출물, 정밀가공품, 전자부품, 상용 부품의 치수, 강도 등을 확인합니다.
2) 반제품 단위: 전자부 등이 조립이 잘 될 지 조립성 등을 살펴봅니다.
3) 제품: 조립이 잘 되었는지, 기능을 제대로 구현하고 작동하는지 확인합니다.

2. 검수의 기본 원칙

1) 편차 확인을 위한 충분한 수량 확보

– 편차(deviation)란 관측값과 평균의 차이를 말하는데요. 통계를 배운 분이라면 아래 정규분포 그래프를 보셨을 것입니다.

표준편차(자료의 산포도를 나타내는 수치)라는 개념에서 살펴보면, 양산 제품의 경우 표준편차가 작으면 작을수록 좋겠죠.전수 검사가 아닌 샘플링 검사에서 편차를 확인하는데요. 양산 과정에서 편차를 확인하고 줄여나가기 위해서 너무 적은 수량을 샘플링해서 검사하면 안 되겠죠. 검사를 위한 충분한 수량을 확보해야 합니다. 전수 검사와 샘플링 검사에서 좀 더 자세히 말씀드릴게요.

2) 검사 측정 도구 준비

– 검사할 때 기준치가 되는 값을 측정해 내기 위한 도구들이 필요합니다.

가장 간단한 것은 맨눈으로 보는 것이죠. 색과 형태, 기능이 동작하는 것을 볼 수 있습니다.상대물이 있다면 조립도 해보고요. 무게를 재어보거나, 떨어뜨려볼 수도 있겠죠. 원하는 기능과 형태가 제대로 나왔는지 보기 위한 측정 도구를 준비합니다.

3) 최종 납품을 위한 표준견본화

– 표준 견본(표준 샘플)은 쉽게 말해, 이 견본대로 양산 제품이 나오면 OK!라는 뜻입니다. 요구되는 품질의 허용 한도에 근접하거나 일치하는 제품으로 선정합니다.

표준 견본은 치수/측정의 기준이 되기 때문에 매우 중요한데요. 예를 들어 반도체의 부정확한 견본을 승인했을 경우, 생산된 수백만 개의 반도체 칩을 폐기해야 할 수도 있습니다.

3. 검사 방법 – 전수 검사인가? 샘플링 검사인가?

중국 선전에서 양산해서 국내로 들여왔는데검토하다보니 불량이 발견돼서 전수 재검사를 했습니다.

– 모바일 헬스케어 스타트업 BBB 하드웨어 총괄 이윤성 팀장

전수 검사와 샘플링 검사는 말 그대로 전량을 검사하느냐, 일부 샘플을 검사하느냐의 차이입니다.

1) 전수 검사

– 검사할 물품 전량을 개별적으로 조사하여 양품ㆍ불량품으로 구분하고 양품만을 합격시키는 방법입니다.

▶ 전수검사가 필요한 경우

제품이 고가일 때
치명적인 결점을 조사할 때
품질의 불량품이 많아서 선별을 요할 때
샘플링 검사를 하는 것 보다 경제적일 때
불량품이 1개라도 발생하면 치명적일 때

2) 샘플링 검사

– 제품의 로트로부터 일부 채취한 물품을 조사하고 해당 결과를 판정 기준과 비교하여 로트의 합격, 불합격을 결정하는 방법입니다. 샘플링 검사는 품질 기준이 명확해야 하고, 샘플링이 랜덤하게 처리되어야 합니다.

▶ 샘플링 검사가 필요한 경우

파괴검사의 경우(재료의 인장강도 시험, 전구나 진공관의 수명 시험)
연속체나 대량품의 경우(석탄, 약품, 가솔린, 전선 등)
검사항목이 많은 경우
1회 생산 수량이 많아 전수 검사 비용의 부담이 너무 클 때
생산자에게 품질향상의 자극을 주고 싶을 경우
합격 생산품 중에 불량품이 어느 정도 섞여 들어가도 괜찮을 때

4. 누가 검수할 것인가? – 검수 주체에 따른 장단점과 리스크

사실 제품화를 처음 해 보는 하드웨어 스타트업이나 초기 기업에서는 어떤 것을 어떻게 검사해야 하는지도 잘 모를 수 있습니다.

그래서 양산 공장에서 알아서 해주기를 바라는 경우도 있는데요. 언제나 그렇듯 각각 장단점이 있습니다.

▶ 공장에서 검수

장점) 싸고 빠름

단점) 퀄리티 기준이 낮거나 관대함(=웬만하면 OK), 문제가 발생해도 늦게 감지됨, 향후 책임 소지 다툼 여부

▶ 직접 검수

장점) 꼼꼼하고 문제 발생시 감지가 빠름, 불량시 의사 결정이 빠르고 책임 여부가 확실

단점) 전문가가 아닐 경우 문제와 해결책을 알기 어려움, 직접 검수 인원의 인건비 고려 필요

생각해 보면 소비자의 눈높이에 맞는 제품을 만들기 위해서는 제조 공장 반대 입장에서의 전문가가 필요할 것입니다.

예를 들어 집을 지을 때 건축주와 시공사, 감리사가 있죠. 시공사는 시공 기간을 단축하고, 자재를 최대한 아끼려고 합니다. 건축주는 건축에 대한 전문가는 아니니 감리사(건물 시공할 때 관리감독하는 사람)가 필요합니다.

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시제품 제작, 양산 제조 후에도 최종 결과물을 꼼꼼히 검수해 납품하죠. 제조 및 양산 경험과 노하우가 많은 제조 전문가가 검수하기 때문에 고객은 시간을 아끼고 다른 상품화 역량에 집중할 수 있습니다.

불량품이 양산되고 있는데, 빨리 감지 하지 못하거나최종 납품 단계에서 불량품이 걸러지지 않은 채 고객에게 배송이 되면 손실은 걷잡을 수 없이 커질 것입니다.

검사를 미리 미리 해야 하고, 검수에도 비용이 든다는 사실을 잊지 마세요.

이렇듯, 제조하기 위해서는 전문가들과의 소통이 필수입니다.
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10/11/201801/21/2021

[제조 가이드] 후가공, CMF 디테일의 미학

0.1mm 엠보싱 차이로 완전히 달라보이네요.

지금까지 시제품 제작, 양산 준비를 위한 제작 방법 결정과 BOM을 알려드렸습니다. 이제 드디어 양산 단계네요. 사출 성형을 하고 나면, 후가공이 필요한 경우가 많습니다. 색을 입히기도 하고, 도금을 하기도 합니다. 바로 CMF 분야인데요.

CMF란 ‘색상(color), 소재(material), 마감(finishing)’의 약자입니다. CMF는 점점 더 중요해지고 있는데요. 바로 소비자의 선택에 큰 영향을 미치기 때문입니다.

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이번 편에서는 CMF에 대해 알려드릴게요.

제품 사양과 기술 수준의 변별력이 점점 줄어들고 있기 때문에, 색상, 소재, 마감과 같은 후가공을 어떻게 하느냐가 중요합니다.

예를 들어, 냉장고를 살 때 어떤 기준으로 선택하시나요?

냉장 기술은 요즘 다 상향평준화 되어 있죠. 흔히 말하는 디자인을 보고 선택하게 되는데요. 제품의 외관, 즉 색깔, 소재, 마감과 같은 후가공을 어떻게 마무리 하느냐에 따라 소비자의 선택이 달라지고 매출이 달라지겠죠.

CMF는 소비자에게 바로 닿는 중요한 영역입니다.

제품을 개발하는 초기 기업이나, 하드웨어 스타트업에서 CMF의 모든 것을 다 알 필요는 없지만, CMF를 처음부터 고려해야 한다는 것만큼은 명심하셔야 합니다.

후가공인데, 처음부터 고려한다?!

색이나 소재, 마감을 왜 처음부터 생각해야 할까요?

마지막 단계에서 변경하면 계획에 없던 실패 비용이 발생하기 때문입니다.

예를 들어 무광으로 물건을 양산했는데, 후가공 단계에서 유광으로 바꾼다고 해봅시다.

원래부터 유광인 소재로 양산했다면 후가공 비용을 줄일 수 있었겠죠. 코팅비가 더 들어가고, 물성도 안 좋아질 것입니다.

또, 디자인 단계에서는 로고를 안 넣기로 했다가 사출을 다 하고 나서 로고를 넣는다고 하면 별도 스티커를 붙여야겠죠.

스티커 붙이는 작업 비용이 발생할 뿐만 아니라 소비자가 보기에도 완성도가 떨어질 것입니다. 금형 자체에 로고를 넣어 사출했다면 전체 일정과 비용이 다 줄어들었을 것입니다.

그리고 물건 표면에 인쇄를 하려면, 지그(jig)가 설계 단계에서부터 고려되어야 합니다.

지그는 양산시 가공 위치를 정하고 안내하는 공구인데요. 쉽게 이야기하면 물건에 회사 로고를 인쇄한다고 할 때, 늘 같은 자리에 로고가 정확히 찍혀야겠죠. 그러려면 인쇄되는 동안 물건이 움직이지 않고 같은 자리에 인쇄되도록 가이드가 있어야 할 것입니다.

아래 영상을 4분 15초부터 보시면 화장품 용기의 원통형 끝부분을 꽉 집어서 마무리하는 걸 볼 수 있는데요.

이 때 인쇄된 앞면과 뒷면이 확실히 반으로 나눠지게 해야 할 것입니다. 일정하게 앞면이 나올 수 있도록 통을 돌려주는 것을 볼 수 있는데요. 이런 것도 양산 전 설계 단계에서부터 고려해야겠죠.

이렇게 소재, 마감의 표현에 따라 조립 구조가 달라질 수도 있고, 사출 방향이나 방식을 다르게 할 수도 있습니다.

최종적으로 보이는 디자인이지만, 설계 전부터 최종 디자인을 고려해야 전체 일정과 비용을 낭비하지 않고 효과적으로 생산할 수 있는 것입니다.

CMF, 최선의 선택을 하려면?

첫 번째는 철저한 조사가 사전에 되어 있어야 합니다.

앞선 모든 단계에서도 반복된 이야기입니다만, 양산은 초기 비용이 크기 때문에 더 그렇습니다. 경쟁 제품 중 잘 만들어진 제품을 깊숙히 들여다보고 연구하는 것도 필요하고, CMF의 트렌드를 살피는 것도 중요합니다.

엘지하우시스에서는 디자인 트렌드를 매년 발표하고 있고, 삼성전자 디자인경영센터에도 CMF랩이 있습니다. KCC 컬러&디자인 블로그에서도 매년 CMF 트렌드를 잘 정리해서 보여줍니다.

두 번째는 디자인과 설계 사이의 합리적 조율이 필요합니다.

양산을 처음 경험하는 초기 기업이나, 하드웨어 스타트업에서는 제품 디자인을 외부에 맡기는 경우도 많습니다.

제품 디자인을 의도대로 완성했다고 하더라도 설계 단계로 가면 많은 게 바뀔 수 있습니다. 외관을 조금만 수정하면 생산 속도나 생산 단가가 낮아질 수도 있는데, 수정이 원활하지 않으면 전체 비용이 불합리하게 증가합니다.

하지만 아이덴티티가 되는 핵심 디자인을 무조건 수정할 수는 없죠. 디자인을 위해 배터리 탈착을 포기했던 아이폰처럼요. 이 제품의 디자인에서 어떤 것을 포기하고, 어떤 것을 끝까지 가져갈 것인지 충분히 고려해서 선택을 해야 합니다.

세 번째는 제품의 확장 로드맵을 고려한 생산입니다.

예를 들어 매년 외관의 색을 바꿔가며 제품을 출시할 경우 원재료를 살리는 디자인이 아니라면 비교적 적은 비용으로 색을 바꿀 수 있는 방법을 찾아야 합니다.

코팅을 하거나 필름을 입히는 것이 원재료 자체를 바꾸는 것보다 비용이 적게 들겠죠.

제품을 구매할 때 소비자에게 가장 매력적인 구매 요소로 다가오는 것은 제품의 외관입니다. 신선하고 다른 컨셉의 발상, 전략적인 시제품의 제작 그리고 양산 과정까지 CMF를 계속해서 고려해야 합니다.

양산 경험이 많지 않은 초기 기업, 하드웨어 스타트업이라면 제품 디자인부터 양산까지 경험을 갖고 있는 인더스트리얼 디자인 전문가의 도움을 받는 것도 좋을 것 같습니다.

이렇듯, 제조하기 위해서는 전문가들과의 소통이 필수입니다.
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03/08/201801/21/2021

[제조 가이드] 3D 프린터, CNC, 레이저 커터. 무엇으로 시제품을 만들면 좋을까?

시제품 만들어야 하는데, 3D 프린터랑 CNC 중에 뭐가 더 좋죠?

디지털 제작 장비들이 늘면서 시제품 제작이 빨라지고 쉬워졌습니다.
3D 프린터, CNC, 레이저 커터 등 다양한 장비들이 있는데요. 시제품의 목적과 성격, 제조 단계별로 사용해야 할 장비가 달라집니다.

에이팀벤처스의 온라인 제조 플랫폼, 카파 비교견적이 드리는 제조 팁!

최적화된 시제품 제작 방법을 알려드립니다.

지난 번까지 4편의 글을 통해 시제품 설계시 시간과 비용을 줄이는 방법, 시제품 제작의 중요한 두 가지 요소 일정 조정과 반복에 대한 설명을 드렸는데요.

오늘은 시제품 제작 툴에 대해 말씀드릴게요.
제작 장비는 굉장히 많은 것이 있지만, 디지털 제작 장비를 위주로 설명해드리려고 하는데요. 디지털 제작 장비(Digital Fabrication tools)란 컴퓨터에 의해 제어되는 제작 장비를 의미합니다.

위의 사진을 보시면 디지털 제작 장비와 기존 제조 장비와의 차이를 보실 수 있는데요.

기존 제조 장비는 사람이 몸을 움직여서 자르거나, 도구를 움직여야 했습니다. 목공에서 많이 사용되는 테이블 톱에 나무를 반듯하게 밀어넣어서 자르는 것을 많이 보셨을 거예요.

이렇게 디지털이 아닌 장비는 사람의 손을 타기 때문에 오차가 생기기 쉽습니다. 물론 숙련된 장인이라면 정밀하게 제작할 수 있겠지만, 그만큼 인건비가 올라갈 것이고 장인의 스케줄에 맞춰서 제작할 수 있게 기다려야 할 것입니다.

디지털 장비는 장인에게 맡기는 것보다 비용이 많이 낮아집니다.

여러 대의 기계에서 한번에 제작할 수도 있으니 빠르고 정밀하죠. 또한 사람에게 전달하는 것이 아니라 커뮤니케이션에서 문제가 발생하지 않습니다. 5cm가 5mm로 잘못 전달된다면, 비용과 시간 모두 낭비하게 됩니다.

디지털 제작 장비는 의사소통의 문제가 없는 대신 컴퓨터가 알아들을 수 있는 수치를 입력해야 합니다. 3D 프린터의 헤드와 CNC의 스핀들이 움직일 수 있는 G코드(Geometry Code)를 넣어줘야 하죠.

3D 모델 파일을 G코드로 변환할 수 있는 프로그램은 기기에 따라 여러 가지가 있는데요. 3D 프린팅과 CNC 밀링에 적합한 3D 모델을 만드는 것이 쉬운 일은 아닙니다.

모델링에서 시간을 많이 뺏기겠다 싶으면 전문가들에게 3D 모델링을 맡기는 방법도 있습니다. 제대로 제작할 수 있는 모델을 한번에 만들기 때문에 전체적인 시간과 비용이 오히려 줄어들 수 있죠.

대표적인 디지털 제작 장비는 3D 프린터, CNC 머신, 레이저 커터가 있습니다.
시제품을 만들 때 목적과 단계에 따라 어떤 장비를 사용하면 좋을지 알려드릴게요.

이럴 때 3D 프린터로 시제품을 만드세요!

복잡한 피규어 같은 유기적인 형태를 만들 때
속이 비어 있는 형상을 제작할 때
PCB, IoT 모듈이 포함되어 전선 등을 넣고 뺄 구멍이 안쪽에 여러 개 있을 경우
풀컬러 표현이 필요할 때

위의 사진은 크리에이터블이 3D 모델링, 3D 프린팅으로 시제품 제작, 후가공까지 진행했던 I3BEAM 제품인데요. 제품 성능 테스트용 시제품이었기 때문에 내부에 들어갈 카메라 및 센서 등이 실제로 작동하는 것까지 고려하면 3D 프린팅으로 제작하는 것이 가장 적합했습니다. CNC 밀링 머신으로 제작하게 되면 가격이 매우 비싸게 나왔을 것입니다.

이럴 때 CNC로 시제품을 만드세요!

초정밀 부품, 공차(기계 부품에서 기준 치수의 허용된 양)를 생각해야 하는 부품을 만들 때
강도가 높아야 하는(압력을 견뎌야 할 이유 등으로) 것을 만들 때
표면이 기계로 가공되는 것을 원할 때
금속, 나무, 대리석 등의 원재료를 살려서 만들 때

위의 사진은 CNC 밀링 머신으로 제작한 2.6m 크기의 조형물인데요. 크기가 매우 커서 3D 프린팅으로 제작하기에는 적합하지 않았고, 인조 대리석 원재료를 잘 살려서 만들기 위해 CNC로 진행했습니다.

위에 글씨를 새겨넣는 작업 또한 CNC로 깎아서 글자 획을 정확히 표현할 수 있었고요. 금속 부품을 제작할 때도 3D 금속 프린터가 있기는 하지만, 아직은 CNC 밀링 머신으로 깎아서 만드는 것이 좀 더 정밀합니다.

CNC 밀링 머신의 가장 큰 단점은 가격이죠. 제작 비용이 꽤 비쌉니다. 작업할 때 고려할 변수가 많아서 사람이 설계해줘야 하는 부분이 있고, 세팅 시간이 매우 오래 걸립니다.

깎아서 만들기 때문에 재료 낭비가 심하고 폐기물도 많이 생깁니다. 소음이 심해서 공장에서 제작해야 하죠. 데스크탑 3D 프린터처럼 집에서 사용하기는 어렵습니다.

이럴 때 레이저 커터로 시제품을 만드세요!

2차원 평면의 재료로 만들 때
판을 잘라서 조립하는 형태를 만들 때
특히 얇은 금속 판을 잘라서 만들 때
복잡한 형상을 평면에 표현하고 싶을 때

레이저 커터는 레이저로 재료를 녹이면서 자르게 됩니다. 따라서 녹는 점이 매우 높은 돌이나 유리는 자르지 못하는 것은 아니지만 굳이 레이저 커터로 자르지는 않죠.

위의 사진을 보시면 레이저 커터로 나무 판을 잘라서 소형냉방기의 박스 형태를 제작한 게 보이실 거예요. 자른 면이 까맣게 탄 것처럼 되어 있죠.

레이저 커터는 얇은 금속을 잘라서 무엇인가를 만들 때 가장 적합한 도구입니다.

굉장히 큰 판도 자를 수 있고, 제작 시간도 적게 걸리는 편입니다. 비용도 저렴하고요. 다만 평면 재료에 적합하기 때문에 한정된 분야에서 사용하고 있습니다.

프리미엄 가전 시장을 만든 발뮤다(Balmuda)를 아시나요?

죽은 빵도 살려내는 발뮤다 토스터로 유명해진 브랜드인데요.
발뮤다의 공기청정기 ‘에어엔진’은 3D 프린터로 시제품을 만들어 개발 기간이 10개월에 불과해 일본 산업계에서는 획기적인 일로 회자된다고 합니다.

벤처기업 지원을 위해 정부가 도쿄국립산업기술연구센터에 둔 3D 프린터를 적극 활용해 갖가지 시제품을 빠른 시간 내에 만들며 테스트해볼 수 있었던 덕분이라고 해요.

지금은 발뮤다 본사 연구센터에 대규모 3D 프린터를 대량 구축, 제품 설계, 시제품 개발 속도를 더욱 앞당기고 있다고 합니다.

시제품 단계에서는 빠르고 저렴하게 만들며 계속 테스트해볼 수 있어야 합니다.
디지털 제작 장비들이 시제품 단계의 시간과 비용을 절감해주고 있는데요. 여러분께서 준비하시는 시제품의 성격에 맞는 디지털 제작 장비를 잘 선택하실 수 있길 바랍니다.

다음 편은 드디어 양산 단계입니다. 양산을 준비하면서 고려해야 할 제작 방법에 대해 말씀드릴게요.

02/08/201801/21/2021

[제조 가이드] 시제품 제작, 일정 조정과 반복이 핵심 (2)

이런 3D 모델로는 금형 못 만들어요. 우리는 이런 거 제작 안 해

시제품을 멋지게 잘 만들어 양산을 결정한 뒤, 금형을 제작하는 공장에 갔을 때 이런 말을 듣게 되는 경우가 있습니다.
분명 시제품은 잘 나왔는데, 도대체 어떻게 된 일일까요?

에이팀벤처스의 온라인 제조 플랫폼, 카파 비교견적이 드리는 제조 팁!
양산까지 고려한 시제품 제작을 알려드립니다.

지난 편에서 시제품 제작의 중요한 두 가지 요소는 일정 조정과 반복이라고 말씀드렸습니다. 카파 비교건적이 클라이언트의 일정과 반복 제작을 고려해 실제로 시제품을 만든 사례를 통해 좀 더 구체적으로 살펴보겠습니다.

카파 비교견적 현대자동차 수소전기하우스에서 사용된 증강현실 체험 기기 거치대를 제작했는데요. 수소전기하우스는 관람자가 직접 AR 기기를 이용하여 수소전기자동차의 원리와 특징을 체험할 수 있는 투어로 구성이 됩니다.

카파 비교견적에 의뢰한 현대자동차측의 요구는 AR을 실행하는 전용 기기를 손으로 들고 다니기 어려우니 거치대가 있으면 좋겠다는 것이었습니다.

이런 거치대는 시중에 팔지도 않고, 대량 생산할 필요가 없으니 정교하면서도 소량 양산이 가능한 3D 프린팅이 적합한 생산 방식이죠.

시제품은 대상물이 있다면 제작 후 검증을 통해 반복 제작하는 경우가 많습니다. 대상물이 있는 시제품이 없는 것보다 더 많을텐데요.

대상물이란 시제품이 맞춰서 결합해야 할 기존의 물건 같은 것입니다. 현대자동차 수소전기하우스 사례의 경우 대상물은 AR 기기겠죠. AR 기기의 사이즈, 기능, 부품 등을 고려해서 케이스를 만들어야 할 것입니다.

대상물이 있는 경우와 없는 경우의 시제품 제작 프로세스는 다음과 같이 다릅니다.

– 대상물이 없는 시제품: 콘셉트 설계 → 제작 후 검증 → 설계 수정
– 대상물이 있는 시제품: 역설계 → 설계 수정 → 제작 후 검증

역설계(reverse engineering)란 설계도를 직접 그려서 제품을 생산하는 것이 아니라, 이미 만들어진 결과물의 수치 데이터를 기반으로 설계한다는 점에서 역(逆)설계라고 합니다.

아래 사진은 AR 기기의 수치를 기반으로 1차 제작한 시제품입니다. 뒷면의 카메라가 AR에 사용되므로 렌즈를 가려서는 안 되겠죠. 렌즈 부분이 둥글게 처리된 것을 보실 수 있을 것입니다. 그런데 1차 제작해서 시험해보니 윗 부분까지 잡아줄 수 없어 수정 후 다시 제작하기로 합니다.

현대자동차 수소전기하우스의 오픈일이 이미 정해져 있었기 때문에 시제품 제작과 검증 과정을 신속하게 진행해야 했습니다. 3D 프린터 에이팀벤처스의 D3로 시제품을 제작했기 때문에 빠르게 검증할 수 있었어요.

1차 디자인에서 기기의 윗부분까지 고정되는 디자인으로 수정을 합니다.
에이팀벤처스는 3D Systems사의 MJP 3600 3D 프린터를 보유하고 있기 때문에 아주 정밀하고 매끄러운 표면이 가능한 시제품을 만들 수 있습니다.
이번 디자인에서는 손으로 잡는 부분을 좀 더 둥글게 처리해서 손이 불편하지 않게 했고, ㄷ자 모양으로 디자인해서 기기 윗부분을 안정적으로 장착할 수 있습니다.

최종적인 디자인은 손잡이에 수소전기하우스 글자가 서울시 고유 글꼴 중 하나인 서울남산체 폰트로 들어갔고, 줄을 걸 수 있도록 고리 걸이가 추가되었습니다. 오염이 적은 검은색을 선택했고요.

수소전기하우스 오픈일에 맞춰 납품해야 했기 때문에 MJP 3600보다 더 빠른 폴리젯(Photopolymer Jetting) 방식의 3D 프린터로 제작해서 무사히 배송했습니다. 좀 더 구체적 제작 내용은 크리에이터블 블로그에서 확인하실 수 있습니다.

시제품 단계부터 양산을 고려해야 비용을 줄일 수 있다!

시제품은 결국 양산을 위한 것인 만큼, 양산까지의 과정이 매끄럽게 진행되는 것이 가장 중요한 목적일 것입니다.
문제는 시제품을 설계하고 제작하는 곳과 양산하는 곳이 다른 경우가 많은데, 이 과정에서 양산을 고려한 시제품이 아닌 경우 비용과 시간이 크게 늘어나게 됩니다. 시제품까지만 설계하고 제작하는 것으로 마무리할 경우, 양산을 위한 제대로 된 3D 모델링 데이터나 사출과 금형을 고려한 모델이 아닐 수 있다는 것이죠.

양산 업체에 이런 모델을 들고 가면, 양산이 불가능하다며 난색을 표하기도 합니다. 단계마다 커뮤니케이션을 새로 해야 하고, 책임 소재가 불분명해지기도 하죠.

제조의 경험이 많지 않다면, 시제품 설계 및 제작부터 양산까지 전 과정을 책임지는 전문가와 함께 하시는 것이 전체적인 시간과 비용을 예측가능한 수준에서 컨트롤할 수 있는 기회가 될 수 있습니다.

다음 편에서는 시제품을 만들 때 어떤 제조 방식을 선택할 것인지, 각각의 장단점은 무엇인지 설명해 드리겠습니다.

01/25/201801/21/2021

[제조 가이드] 시제품 제작, 일정 조정과 반복이 핵심 (1)

시제품은 한 개 만드는 건데 왜 이렇게 시간이 오래 걸리죠? 양산은 언제 할 수 있을까요?

제조 가이드 지난 편에서는 시제품 설계 단계에서 비용과 시간을 줄이는 방법을 알려드렸습니다. 설계를 했으면 제작을 해야겠죠. 시제품 제작 또한 만만치 않은 난관이 기다리고 있는데요. 무엇을 상상하든 그 이상이라고 합니다.

에이팀벤처스의 온라인 제조 플랫폼, 카파 비교견적이 드리는 제조 팁!

양산까지 고려한 시제품 제작을 알려드립니다.

지난 편에서 시제품 설계의 중요한 두 가지는 사이즈와 기능이라고 말씀드렸는데요.

시제품 제작의 중요한 두 가지는 일정 조정과 반복입니다. 제대로 된 결과물을 만들어내는 양산까지 갈 길이 멀기 때문입니다.

시제품 제작의 요소 1 – 양산을 위한 일정

시제품을 만들면서 먼저 고려해야 할 것은 양산 전까지의 일정이겠죠.

시제품 제작의 세부 일정은 촘촘하게 정하되, 전체 일정에는 반드시 여유를 둬야 합니다. 시제품을 설계하면서 시뮬레이션을 하지만, 실제 제작하고 나서 기능을 실험해볼 때는 시뮬레이션에서 미처 발견하지 못한, 혹은 발견할 수 없었던 점들이 나타납니다. A라는 부분을 예측하지 못해 수정하면, 그 수정으로 인해 B나 C에 영향이 갈 수 있고, 전체가 틀어지기도 합니다.
수정 결과 새로 부품을 수급해야 하면, 기존 부품을 생각하고 만들었던 과정들을 다시 진행하거나 대폭 수정해야 하죠.

즉, 수정의 나비 효과가 크게 발생할 수도 있다는 것입니다. 타이트하게 일정을 관리하되 치명적인 리스크가 생길 일정을 고려해야합니다.

일정은 곧 비용이기 때문에 전체 과정을 조율하면서 일정을 적절하게 계산하고 진행할 수 있는 전문가의 도움을 받는 것도 좋습니다.

아래 이미지는 카파 비교견적에서 진행한 아동용 스토리 프로젝터 bclip의 시제품 제작 및 수정 과정인데요. 첫 번째 시제품(mockup)부터 다섯 번째 시제품까지 변형된 형태들이 보이실 것입니다. 실제 시제품은 10번 넘게 수정되고 재제작되었습니다.

카파 비교견적은 bclip의 시제품을 3D 프린팅으로 제작했습니다. 3D 프린팅은 다른 시제품 제작 방식보다 빠르고, 상대적으로 저렴한 경우가 많습니다. 특히 하루 안에 제작되는 속도가 가장 큰 강점이죠.

3D 프린팅은 쌓아서 만드는 방식이기 때문에, 부품을 조립하지 않도록 한 번에 체결된 형태로 만들 수도 있어 시제품 제작 시간을 줄이는데 도움이 됩니다.

bclip 또한 3D 프린팅으로 제작한 시제품으로 기능이 제대로 구현되는지, 어떤 부분을 수정해야 하는지를 빠르게 파악할 수 있었습니다.

bclip은 와디즈 펀딩 일정이 정해져 있었기 때문에, 시제품 제작을 비롯한 전체 일정 조정이 매우 중요했는데요. 카파 비교견적의 제조 노하우, 경험 등을 바탕으로 일정을 무사히 마칠 수 있었습니다.

시제품 제작의 요소 2 – 양산을 위한 반복

시제품 제작에 있어 중요한 두 번째는 반복입니다. 한번에 성공적인 시제품을 얻기를 기대하기보다는, 제작 공정을 반복하면서 문제를 해결하고 개선해나가는 과정이라고 생각하셔야 합니다. 시제품은 결국 양산을 위한 단계입니다.

양산에 가장 적합한 소재와 방법을 찾을 수 있도록 시제품을 반복해서 만들어야 합니다. 물론 시제품 제작 비용이 들지만, 제대로 된 시제품을 만들지 않으면 양산으로 가는 과정에서 더 큰 비용이 발생하니까 이 과정을 생략하시면 안 됩니다.

생일 케이크를 예로 한번 생각해 볼까요? 집에서 가족의 생일 케이크를 하나 만드는 것을 시제품이라고 가정해 봅시다. 오븐에 시트를 굽고, 생크림을 발라 장식을 해서 케이크를 만들었습니다.

정말 맛있고, 모양도 예쁜 이 생일 케이크를 양산해서 전국에 팔아보자고 마음을 먹으면 어떻게 될까요?

100 개, 1천 개, 1만 개의 케이크가 균일한 맛이 나와야겠죠.
같은 퀄리티의 케이크를 만들기 위해서는 매번 사람이 손글씨로 생일 축하한다는 말을 쓰기 어렵습니다.
양산에 적합한 방법을 찾아야 합니다.

이럴 때 초기 시제품 제작 단계에는 기성 상용 부품을 활용하는 것도 좋습니다. 사람이 손글씨로 쓰는 대신, ‘생일’이라고 쓰인 기존 제조된 초콜릿을 쓰면 양산에 조금 더 적합한 방법이 되겠죠. ‘Happy Birthday’라는 기존 제조된 양초를 활용하는 방법도 있겠습니다.

이렇게 기성 부품을 사용해 시제품을 만들어 보고 양초나 초콜릿 중 양산 목적에 가장 적합한 방식을 선택하고 나면, 이 케이크만의 독특한 양초나 초콜릿을 양산하는 방법도 있을 것입니다.

시제품과 양산품 — 생일 케이크를 한 개 만들 때와 1만 개를 만들 때의 차이를 고려하자

bclip도 시제품 제작 단계에서 기성 부품을 활용해 기능을 시험했습니다. 클립처럼 휴대전화에 꽂아서 사용할 제품이었기 때문에 스프링이 들어가야 했는데요. 스프링도 여러 가지 모양과 구조가 있고 탄성이 다르기 때문에 시제품을 제작해서 실험했죠. 아래 이미지는 당시에 실험했던 기성 스프링들인데요. 모양과 구조가 다른 게 보이시죠? 이중에 기능에 가장 적합한 것을 찾아서 bclip에 적용했답니다.

시제품 설계에 있어 실제 제작 단계에서도 여러 가지 변수를 고려해야 한다는 것을 말씀드렸는데요.

다음 편에서는 시제품 제작 단계에서의 고려 사항을 이어서 알려드릴게요.