조립 / 검사부품
♦ 용　　도 : 개발제품 워킹 목업 및 현장 테스트
♦ 제조방식 : 3D프린팅(SLS), PA12
♦ 중점사항 : 회전체(스크류) 형태의 최적화와 소량 양산에 초점

♦ 프로세스

제작 배경

이번 제품은 환경공학 전문가들과의 협업으로 시작되었습니다.
환경 보호의 중요성이 커짐에 따라 정밀하고 신뢰할 수 있는 시료 채취 방법에 대한 수요가 일기 시작했습니다.
‘시료 채취 비트’는 다양한 환경에서 시료를 효과적으로 채취하기 위해 개발된 도구로써,
특히 정밀한 분석을 위해 다양한 유형의 시료를 효과적으로 수집할 수 있어야 했습니다.

제작 과정

주요 목표는 빠른 제작과 테스트를 통해 즉각적인 피드백을 반영하고,
다시 그 결과를 바탕으로 효율적으로 수정할 수 있는 유연한 제작 프로세스를 구축하는 것이었습니다.
3D프린팅 기술은 이러한 반복적인 설계와 테스트 주기를 가능하게 했으며,
제작 과정에서 빠른 수정과 개선을 용이하게 함으로써 이 목표 달성에 중추적인 역할을 했습니다.

1) 디자인·설계

비트의 디자인은 시료를 채취할 때 발생할 수 있는 변수들을 고려하며 신중하게 고안되었습니다.
특히, 시료가 비트의 나선형 경로를 따라 최소의 저항으로 이동할 수 있도록 각각의 비트가 설계되었습니다.
이는 높은 회전 토크와 효율적인 시료 전달이라는 두 가지 주요한 설계 과제를 동시에 충족시키기 위함이었습니다.

2) 3D프린팅

첫 제품은 시료를 정확하고 효과적으로 채취하기 위해 3개의 프로펠러 형태로 시작되었습니다.
각 날개는 특별한 모양과 각도로 설계되어 샘플을 깨끗하게, 그리고 주변에 최소한의 영향으로 채취할 수 있도록 합니다.
최초에는 별도의 핀을 내삽하는 구조였으나, 효율성을 위하여 3D프린팅 출력물 간의 조립식 구조로 변경해나갔습니다.

나선형의 날개와 뾰족한 포인트가 토양에 쉽게 들어가도록 하면서,
동시에 토양의 압축을 최소화하여 정확한 시료를 얻을 수 있게 해줍니다.
단단하고 질긴 소재를 사용하여 내구성을 높였고, 필요에 따라 쉽게 조립하고 분리할 수 있도록 디자인되었습니다.

SLS 방식을 선택한 이유는 높은 정밀도와 강도, 그리고 복잡한 내부 구조를 가진 부품을 지지 구조 없이도 제작할 수 있기 때문이었습니다. 
SLS 방식의 나일론 파우더 재료를 사용하여, 고온의 레이저로 분말을 층층이 소결하는 방식으로 비트를 프린팅했습니다.
프린팅 중에 각 층이 얼마나 빠르게 그리고 균일하게 소결되는지, 냉각 과정이 비트의 형상과 성능에 어떤 영향을 미치는지를 고려하며
제품의 내구성과 사용성이 극대화될 수 있도록 했습니다.

3) 소량 양산

소량 양산은 제품 개발의 마지막 단계로, 시장 출시 전 제품의 품질과 신뢰성을 검증하는 데 중요한 역할을 합니다.
타입별로 50개씩 양산을 반복 진행하면서, 고객의 피드백을 실시간으로 수집하고 제품을 지속적으로 개선하는 과정을 거쳤습니다.
최종적으로 더 높은 품질의 시료 채취를 가능하게 하는 수정된 버전으로 생산하였으며,
반복적인 테스트와 피드백을 통해 제품을 개선하며 회차별로 납품을 진행했습니다.

마치며

본 비트는 시료 채취 분야의 다양한 필요를 만족시키기 위해 탄생했으며, 정밀한 디자인과 고급 제작 기술을 통해 그 목표를 달성하였습니다. 제품 개발에서부터 소량 양산에 이르기까지 모든 과정에서 얻은 데이터와 경험을 토대로 계속해서 제품을 개선해 나가는 방법,
3D프린팅을 통해 현장에서의 테스트를 진행하며, 제품의 개발 여정에서 의뢰기업의 리드타임을 단축할 수 있도록 노력하겠습니다.

#조립부품 #맞춤제작 #워킹목업 #소량양산 #3D프린팅 #시제품 #개발제품 #제품개발 #정밀부품