이번 시간에는 시제품제작의 종류에 따른 목업제작 공정에 대해서 이야기 해볼까 합니다. 시제품작업 시 제조공정을 선정하는 기준을 분류해보면 크게 3가지로 나누어 볼 수 있습니다.
 

1) 제작 목적
2) 제품의 외형
3) 제작 수량 
 

목적에 따른 목업제작 공정 분류 방법

 프로토타입 제작 시 제작 목적과 용도를 정하는 것은 샘플제작 과정에서 중요한 역할을 합니다. 제작 목적이 명확할수록 제품 제작에 들어가는 불필요한 작업을 최소화 할 수 있으며 이로 인한 이점으로는 제작 비용을 감소시키고, 작업 기간을 단축시키는 긍정적인 영향을 줍니다. 시제품제작의 목적을 정리해보면 크게 3가지로 나눌 수 있습니다.
 
1) 디자인 확인
2) 기능성 검증
3) 전시 및 홍보 활용

 

가벼운 느낌으로 불필요한 작업을 최소화, 소프트 목업(Soft Mock-Up)
 

 소프트 목업은 CAD 데이터를 바탕으로 설계 오류를 검증하거나 제품의 형상, 크기 등을 확인하기 위한 목적으로 제작되는 목업(Mock-up)을 말합니다. 소프트 목업 제작 시에는 일반적으로 별도의 도색작업이나 후처리 과정을 진행하지 않는 경우가 대부분이며 목업(mock-up)제작 과정 중에서 제작 비용에 대한 부담이 가장 적은 방식 중 하나입니다.

 

제품개발의 최종 단계, 워킹 목업(Working Mock-Up)
 

 워킹 목업은 제품을 개발 과정중에서 생산 작업을 진행하기 전에 최종적으로 제품의 기능과 성능을 검증하고 테스트하는 목적으로 제작됩니다. 주로 전동기나 제어 부분이 적용된 제품의 경우에 워킹 목업을 많이 제작하고 있으며 도색 여부는 선택사항으로 자체적인 검증을 목적으로 제작되는 경우라면 가급적이면 제작 비용을 최소화 하기 위하여 제외하는 것을 추천드립니다. 제품생산 전 이와 같은 시제품제작을 진행하는 가장 큰 이유는 제품의 생산 과정에서 예상하지 못했던 문제로 인해서 발생하게 되는 여러 가지 문제들을 사전에 방지하기 위함입니다.
 
 워킹목업 작업시에는 제품에 적합한 소재를 선정하는 것도 중요하기 때문에 기계적 강도, 내열성, 내식성 등을 고려하여 가용 소재 범위가 넓은 절삭가공 방식을 통해서 샘플제작을 진행하시는 것이 바람직합니다. 시료의 경우 보통 1개부터 10개 미만의 소량으로 제작합니다.

 

테스트부터 홍보까지 범용성이 높은 디자인 목업(Design Mock-Up)
 

 마지막으로 디자인 목업(Design Mock-Up)입니다. 재질, 색상, 광택 등의 외관 형상을 구성하는 요소들이 중요한 시제품 제작의 종류로 실제 양산품과 흡사한 외관 형상을 구현하는 것을 목적으로 합니다. 위에 언급드린 워킹목업과 비슷한 인상이지만 제품의 생산성을 목표로 하는 것이 워킹이라면, 제품에 요구되는 디자인 적인 요소들을 중점으로 범용적인 활용이 가능한 형태로 용도에 맞게 제작 되는 것을 디자인 목업이라 합니다. 워킹목업의 경우는 도색 여부를 선택할 수 있다면 디자인 목업의 경우는 워킹 목업에 적용되느 실제 제품의 기능이나 성능 구현에 요구되는 작업이 선택사항이라는 차이점이 있습니다. 

 

 이렇게 목업제작의 종류에 대해서 알아보았습니다. 그렇다면 이렇게 각각의 목업 형태에 따라서 시제품의 제작 공정은 어떤 차이가 있는지 계속해서 알아 볼 수 있도록 하겠습니다.
 
 그전에 먼저 한가지 당부 말씀을 드린다면 지난 포스팅에서도 말씀드렸듯이 적층가공과 절삭가공은 제품에 요구되는 다양한 조건에 따라서 적합한 방식이 있기 때문에 오늘 제가 소개드리는 제작 공정에 대한 특징은 꼭 해당 작업 공정으로만 제품 제작을 진행하는 것이 반드시 효율적인 것은 아니며 일반적으로 이와 같은 제작 공정을 주로 활용하는구나 정도로 참고하시면서 시제품제작에 활용하시길 바랍니다.
 
 목업에는 여러 가지 종류가 있지만 그중에서 가장 일반적이고 보편화 된 형태라고 한다면 바로 소프트 목업입니다. 다른 사례들과는 달리 활용성에 대한 부분은 범용성이 많이 떨어지지만 형상을 확인하는데 필요한 최소한의 작업만 진행하고 불필요한 군더더기는 최소화 하여 적은 비용으로 샘플제작을 진행하고자 하실 때 많이 사용되고 있습니다. 가공 비용을 산출하는 조건들을 살펴보면 가공 형상을 구현하는 작업 공정의 난이도와 제작 공정의 수, 원재료비 등이 있습니다. 일반적으로 소프트 목업 제작시에 3D프린팅과 같은 적층가공 방식이 많이 활용되는 이유는 제품의 형상을 구현하는 범우가 넓고 재료비용이 저렴하기 때문에 비교적 경제적인 비용으로 목업제작이 가능한 이유 때문입니다. 

 

 다음은 워킹목업입니다. 제품 생산 전 최종적으로 개발 제품의 기능성과 성능을 검증하기 위해서 제작되는 형태로 가공성과 제작 비용에 대한 부분도 물론 중요하지만 최우선시 되는 항목은 기능구현과 성능 검증에 문제가 되지 않는 가공 정밀도와 소재선정입니다. 실제 생상 제품과 비교했을 때 기능적인 부분에서 갭(gab)을 최소화학 위한 것이 워킹 목업 단계가 고려해야하는 가장 중요한 목표가 아닐까 생각됩니다. 시험결과 및 스펙상의 오차 범위를 줄이기 위해서는 소재뿐만 아니라 가공 정밀도 역시 중요한 요소이기 때문에 3D프린팅 보다는 CNC가공 방식을 많은 분들이 선호하십니다. 쾌속조형 기술의 경우 많은 기술 발전이 이루어졌다고는 하나 아직 소재선정에는 다소 제한적이며 적층가공 방식의 가장 큰 문제점 중 하나인 각 레이어 간의 단차 차이로 인해 발생하게 되는 표면조도 및 내구성의 저하와 냉각->수축 과정에서 발생하는 가공 정밀도의 하락 등의 문제 때문에 시험이나 테스트를 위한 목적으로 샘플제작을 진행하기에는 다소 적합하지 않은 부분이 있습니다.
 
 마지막으로 디자인 목업(Design Mock-Up)입니다. 디자인 목업의 경우는 3D프린팅과 CNC가공 2가지 제작 방식 중 어느것을 활용해도 무방합니다. 범용적인 활용성을 고려한다면 내구성 부분이 중요하기 때문에 절삭가공 방식이 효과적일 수 있지만 이는 제품 제작에 요구되는 소재와 구현 형상의 난이도, 제작물에 요구되는 퀄리티, 예산 등 목업 종류 중에서도 매우 다양하고 복합적인 조건들을 고려해서 작업을 진행해야 합니다.
 
 일반적으로는 3D프린팅 방식이 주로 사용되지만 제품에 따라서는 각각의 파트 리스트(Part List)에서 요구되는 적합한 제작 방법을 분류하여 2가지 제조 공정을 적절하게 활용하는 형태로도 많이 작업되고 있습니다.


 

 오늘은 시작품의 특징에 따라서 효과적인 제조공정에 대해서 소개를 드려 봤습니다. 다음 시간에는 이렇게 만들어진 시제품을 보다 구체적으로 활용할 수 있는 방법에 대해서 소개드리도록 하겠습니다. 

 

<다음 포스팅에 계속>