제작 배경

코스메틱 제품 용기의 일부 구동 테스트를 위해 시제품을 생산한 프로젝트입니다.
본 제품은 여러 종류의 앰플을 옮겨 담아, 얇은 니들로 흡수를 도와주는 미용기기의 일부입니다.
그중 제작한 부품은 앰플이 들어가는 용기의 캡 부분으로,
바늘 접촉면 및 조립 구조에 대한 테스트가 필요해 의뢰 주셨습니다.
앰플 캡의 조립성과 반복 사용이 중요한 건이었던 만큼 정밀도와 내구성에 초점을 맞춰 제작했습니다.

 

제작 과정

1) 파일 변환

앰플 캡 파일 변환

 

의뢰 기업으로부터 STEP 파일을 제공받아 제작에 들어갔습니다.
STEP 파일은 CAD 데이터를 주고받을 수 있는 표준적인 형식의 데이터입니다.
색상과 재질 정보 등 자세한 정보가 들어 있어 설계에 도움이 되지만,
이를 출력하기 위해서는 3D 프린터가 인식할 수 있는 형식으로 바꿔 주어야 합니다.
3D 프린팅에 최적화된 STL 파일로 변환시킨 이후 작업을 진행했습니다.

이번 프로젝트와 달리, 처음부터 STL 파일로 의뢰를 주시는 경우에는 해상도를 주의해야 합니다.
STL은 삼각형 메쉬로 이루어져 있기 때문에, 해상도가 낮아지면 부드러운 곡면이 각지게 구현될 수 있습니다.
STL 파일 저장 전 적절한 해상도가 궁금하시다면 STL 해상도 설정 차이를 참고하시거나,
문의를 통해 제품에 알맞은 해상도를 알아보실 수 있습니다.

 

2) 3D 프린팅

앰플 캡 크기

 

앰플 캡은 가로, 세로, 높이 규격 모두 2cm 이하의 소형 제품입니다.
크지 않은 제품이니만큼 결속을 위한 테이퍼나 단차 등, 디테일한 설계를 구현할 수 있는 공법이 필요했습니다.
예정된 테스트에서는 니들이나 본품 용기에 표면이 긁힐 염려가 있기 때문에,
내구성과 내마모성 등 물리적 강점이 있는 공법을 선택해야 했습니다.

이처럼 다양한 조건을 충족시킬 수 있는 최적의 방식은 SLS 공법이었습니다.

 

앰플 캡 3D 프린팅

 

3D 프린팅 제품은 적층 방식에 따라 내구도와 표면 품질에서 차이를 보입니다.

그중 SLS 공법은 레이저로 파우더를 소결하는 방식을 사용합니다.
SLS를 이용하면 가벼우면서도 내구성이 뛰어난 결과물을 생산할 수 있습니다.
특유의 단단한 물리적 특성 덕에 산업용 3D 프린팅에 많이 사용되며,
워킹 목업이나 전자제품, 차량 관련 제품에 적합한 강도를 지니고 있습니다.

SLS는 적층 형태가 두드러지지 않아, 틈새나 작은 돌출 부위처럼 세밀한 부분 표현에 알맞습니다.
타 공법과 달리 서포터가 생기지 않는다는 특징도 장점으로 작용합니다.
서포터 제거가 어려운 형상까지 섬세하게 출력할 수 있고,
공간과 재료를 효율적으로 활용해 소량 양산을 진행할 수 있습니다.

 

최종 결과

앰플 캡 완성품

 

제품 30개 생산 이후, 그라파이팅 후처리로 표면을 개선해 완성했습니다.
안정적인 공법과 소재에 더하여 그라파이팅 후처리를 진행하면
제품의 내구도와 외관 향상으로 결합이 보다 자연스러워집니다.
그라파이팅 이후에는 전도성 플라스틱으로 성질이 바뀌어
전하의 축적 없이 바로 방전되므로 정전기를 방지할 수 있습니다.

 

사용 예시 이미지 출처: 뷰온 톡스틱 광고

 

테스트 이후 완성된 제품의 사용 예시입니다.
해당 제품은 여러 번 화장품을 덜어 사용할 수 있는 다회성 미용기기입니다.
실제로 사용할 때는 앰플을 옮겨 담고 캡을 씌운 뒤, 니들을 통해 화장품이 피부까지 스며들 수 있도록 합니다.
제작을 진행한 앰플 캡은 니들에 손상되지 않고 반복 사용할 수 있는 구조인지,
결합은 제대로 수행할 수 있는지 등 필요한 사항을 테스트하는 용도로 사용되었습니다.

의뢰 기업은 3D프린팅으로 제작한 시제품을 이용해 검증을 성공적으로 마치고, 현재 제품을 판매하고 있습니다.

 

마치며

코스메틱 용기를 제작하는 과정에서 제품 개선을 위한 워킹 테스트가 필요했던 사례입니다.
제품 규격 2cm 이하의 소형 용기임에도 오류 없이 깔끔하게 제작 완료했습니다.
완성품은 결합 및 마찰 테스트에서 기대한 역할을 다하여, 의뢰 기업의 목적 달성을 도왔습니다.

전시나 시제품 등 세상에 없는 제품이 필요하시다면 3D 프린팅으로 구현할 수 있습니다.
한양3D팩토리는 3D 프린팅에 최적화된 목업 설계와 제작을 도와드리고 있습니다.
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