제품 생산 계획 중이라면 '기구설계' 빠뜨리지 말아야하는 이유

기구설계란 무엇일까요?

 

제품디자인을 실물화시키기위한 구체화작업인 기구설계는 디자인된 파일을 실물 제품으로 제작할 수 있도록 치수를 관리하고 세부적으로 설계하는 작업을 말합니다.
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기본적으로는 실물 크기에 맞춰 치수를 관리해야하고 버튼이 있는 제품이라면 버튼 위치를 맞추어야해요. 디자인을 해치지 않으면서동작성을 검토하고 기능성과 내구성은 물론조립성, 생산성, 제작원가까지 고려해야하기 때문에 전문지식이 많이 필요한 작업입니다.​
가상의 자극을 주어 구조 해석을 진행하거나 구조물 내부에서 열에 의해 변형되진 않을지 가공이나 사출 중 구조물에 변형이 오진 않을지 검토하는 것 또한 기구설계에서 필요한 작업입니다.

특히, 생산 프로세스 중 금형/사출과 크게 연관이 되어있어요. 제품이 실물로 제작될 때 다양한 생산방식과 제품 표면의 질감(표면처리), 가공방법 등이 이용되는데 해당 부분에 대한 이해도가 있어야 추후 프로세스 또한 매끄럽게 진행할 수 있습니다.
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기구설계는오토캐드나 인벤터, 솔리드웍스, 카티아등의 프로그램을 활용하여 진행하는데요, 제품 디자인 진행 시 고려되는 호환성 문제를 잘 확인하여 디자인을 진행하는 것이 좋습니다.

 

 

 제품디자인 프로세스에서 설계를 하게되는데,
기구설계를 왜 따로 해야하는지 잘 모르겠어요

기구설계를 해야하는 이유는 무엇일까요? 가장 큰 이유는 제품의 생산비용을 절감하기 위함일거에요. 물론 제품의 퀄리티와 구조의 안정성 등 기구설계가 가져다주는 이점이 많지만 특히나 생산비용과 직접적인 연관성을 가진다는 점을 고려하면 생산 비용 절감을 가장 큰 필요성으로 꼽을 수 있습니다.

기구설계가 필요한 이유 1. 금형 제작비용을 낮출 수 있습니다

금형제작 비용은 생산 비용에서 큰 부분을 차지합니다 이러한 금형제작 비용을 낮추기 위해 기구설계를 진행할 수 있어요. 먼저, 기구설계 단계에서는 금형 제작 비용과 비례하는 금형의 면적과 깊이를 최소화할 수 있도록 제품의 파트를 구분하여 금형의 크기를 줄이고 금형제작 비용을 절감시켜줄 수 있어요.

또한 구조를 확인하여 비용이 비싼 특수금형 사용을 최소화할 수 있는데 언더컷과 같은 구조는 일반금형이 아닌 특수금형을 사용해 사출해야하기 때문에 금형 비용이 증가할 수 있어 이와 같은 부분을 제품디자이너, 생산 공장등과 협의하여 최적화된 설계 결과물을 제공할 수 있습니다.

기구설계가 필요한 이유 2. 금형 한 벌로 여러 부품을 사출하도록 설계할 수 있습니다

금형 한 벌에 여러 부품을 사출하는 경우 한 번에 여러 부품을 사출할 수 있어 사출 시간도 줄어들고
금형 제작 비용도 줄어들 수 있습니다. 그러나 이 부품은 사출 조건 등을 고려하여 배치되어야하는 작업으로 제품디자인이 아닌 기구설계 프로세스에서 결정될 수 있습니다.

기구설계가 필요한 이유 3.생산 방법과 소재를 고려하여 사출비용을 낮출 수 있습니다

프레스, 다이캐스팅, 플라스틱 사출 등.. 다양한 생산 방법을 통해 제품을 생산할 수 있고 제품의 표면, 부품을 구성하는 소재에 따라 생산비용이 달라질 수 있습니다. 외관 디자인의 심미성을 위해 고가의 소재를 사용한다고 가정했을 때 적절한 파팅과 소재 적용을 통해 심미성에 영향을 미치지 않는 파트를 구분하여 저렴한 소재를 적용하는 등 사출비용 절감에 도움이 됩니다

기구설계가 필요한 이유 4. 불량률을 개선하여 버려지는 비용을 최소화할 수 있습니다

사출 단계에서는 다양한 문제가 발생할 수 있습니다. 부품이 휘거나 수축될 가능성도 있고 이로 인해 제품외관수치에 오차가 발생해 조립에도 문제가 생길 수 있는데요. 대량생산을 위해 진행되는 사출작업인만큼, 불량률에 따라 생산 비용이 배가 될 수도 있어요. 이를 방지할 수 있는 프로세스가 기구설계입니다.

기구설계에서는 양산단계에서 문제가 발생할 수 있는 부분을 캐치해 살을 덧대거나 리브를 세우는 등
다양한 방법으로 생산 불량률을 줄여줄 수 있습니다. 불량으로 인해 버려지는 비용만 줄이더라도 생산 비용 절감에 보탬이 되겠지요?