참조 프로젝트 소개

자미재미는 아동용 그림자 놀이 교구로 포토 휠 기능을 적용한 미니 빔프로젝터입니다. 디자인~패키징까지 제조 전과정을 지원했습니다.

 
1단계 | 기획의 늪을 조심하라

아무리 완벽하게 준비하더라도 여행 당일만 되면 우리는 잊고 온 물건들이 떠오릅니다. 제품개발 과정 역시 마찬가지로 시장 조사를 바탕으로 치밀한 계획을 세워도 실제 프로젝트를 진행해나가다 보면 예상치 못한 변수로 방향을 벗어나게 되는 경우가 자주 발생합니다. 이는 준비성 부족이라는 이유만으로 설명할 수 없으며 제품 개발 과정에서 겪게 되는 일반적인 현상입니다.

그래서 현실적인 준비 요소들이 많이 부족한 스타트업이나 중/소기업의 경우 상품 기획 단계에서 과도하게 시간을 할애하는 것은 개발과정 전체를 기준으로 봤을 때 그다지 효율적인 방법이 아닙니다. 지나치게 수립된 계획보다 즉각적인 변화에 빠르게 대응할 수 있는 대처 능력이 우선되어야 합니다.

최근 IT산업에서 "에자일 경영" 시스템을 도입하는 사례가 늘어나고 있습니다. 에자일 경영 시스템은 신제품의 출시 기간을 단축하여 시장 반응을 빠르게 파악하고 제품 또는 서비스를 점차적으로 개선해나가는 것을 목표로 합니다. SW산업의 경우 제조 산업과 달리 "생산" 공정이 필요하지 않기 때문에 이와 같은 개발 전략이 큰 효과를 불러오는 반면에 제조 산업 분야는 에자일 경영 방식을 적용하기에는 양산 공정의 리스크가 크다는 문제가 있습니다.

그렇기 때문에 상품 기획 단계와 실제 개발 업무에 착수하는 업무 비중을 적절하게 조율해야 하는데 그러기 위해서는 완벽한 기획안을 위해 과도한 시간을 투자하기 보다는 전체적인 방향성을 설정하고 문제 발생시 즉각적으로 대응할 수 있는 방안을 마련할 필요가 있습니다.

2단계 | 제품을 설계하는 3가지 방법

1) 역설계

리버스 엔지니어링으로도 불리는 역설계는 특수한 이유로 CAD 도면의 제공이 불가능한 경우(ex 분실, 단종 등) 샘플 제품을 참고하여 설계 도면을 제작하는 작업을 말합니다. 최근에는 3차원 스캐너 등의 장비를 많이 활용하지만 100% 온전한 데이터를 확보할 수 없기 때문에 대상의 구조, 부품 수, 기능 등 여러가지 요건들에 따라서 작업 난이도가 크게 상승합니다.
 

2) 일반/양산 설계

역설계를 제외하고 제품 설계는 양산 설계와 일반 설계 2가지로 분류됩니다. 전자의 경우 제조 원가 감소를 위한 목표를 달성하기 위한 전략으로 제품에 요구되는 여러가지 요소들을 고려하여 가장 적합한 금형,사출 방식을 선정하고 최적화된 설계를 통해 양산 과정에서 발생하는 비용 부담을 줄이고 품질 및 불량율을 개선하는 것을 목표합니다.

3) 설계 변경

기존 CAD 도면을 바탕으로 제품의 생산성, 기능성, 디자인 향상을 위한 목적으로 설계도를 보완 및 수정하는 작업을 나타냅니다.
 

3단계 | 시제품의 의의

일반적으로 시제품이라면 양산 전에 제품의 디자인이나 설계 검증, 성능 시험과 같은 검토 목적으로 활용됩니다. 그러나 이 외에도 시제품을 활용할 수 있는 방법들이 몇가지 있습니다. 대표적인 사례 중 하나라면 "크라우드 펀딩" 서비스를 뽑을 수 있습니다. 초기 자금, 유통 및 판로 확보에 어려움이 많은 스타트입, 중/소기업의 경우 이러한 플랫폼을 통해서 시장 반응 파악부터 잠재 고객 유치 등 다양한 이점이 있으니 상품 기획시 시제품을 활용한 마케팅 전략을 사전에 미리 수립 해놓는 것도 초기 시장 진입에 좋은 방법이 아닐까 생각됩니다.

국내 제조 산업에서 시제품의 생산 방법은 3D프린팅과 CNC 2가지 방법이 있습니다. 이 외에도 진공주형, 금형 등 다양한 제조 방법들이 있지만 현재 국내에서는 소개드리는 2가지 정도의 방법들이 가장 효과적입니다.
 

(좌)FDM 방식의 3D프린터 / (우)고속가공기(CNC) 

4단계 | 생산성을 결정하는 3가지 요소

1) 금형의 구조

금형 내부에 사출되는 소재를 식히기 위한 냉각 구조는 제품의 설계 형태에 따라서 크게 달라집니다. 금형 내부에 사출물이 균등하게 냉각되지 못할 경우 외부 변형이 발생하여 불량률을 향상시킵니다. 제품 설계 과정에서는 살빼기, 리브와 같은 작업들을 통해서 이러한 문제를 개선하는데 도움을 줄 수 있습니다.
 

2) 재질

금형의 재질은 두랄미늄, 기계 구조용 탄소강, 합금강 등 여러 종류가 있습니다. 금형 제작시 소재에 따라서 발생하는 가장 큰 차이는 경도(ex 소재의 무른 정도)와 내열성(ex 소재가 견딜 수 있는 온도)입니다. 금형은 좌/우 또는 상/하 1세트가 서로 맞물리는 작업을 반복적으로 수행하기 때문에 이로인해 금속의 물성에 따라서 내구성에 격차가 발생하여 최대 생산할 수 있는 수량에 차이가 발생합니다.

내열성의 경우 사출 소재의 영향이 크며 예를들어 200도에서 용해되는 원료를 사용해야 하는 경우 금형의 재질은 200도 보다 높은 온도를 견딜 수 있는 금속을 사용해야 하기 때문에 이 경우도 금형의 제작 비용이 높아지는 요인이 됩니다.

3) 캐비티(cavity)

캐비티(cavity)란 금형 1벌에 가공되는 같은 종류의 성형물 갯수를 말합니다. 예를들어 금형 1벌로 사출할 수 있는 부품의 수가 1개일 때는 1Cavity, 2개일 때는 2Cavity 라고 합니다. 캐비티와 패밀리 금형에 대해서 혼동하시는 분들이 있는데요. 패밀리 금형은 캐비티(Cavity) 와는 다른 의미로 사용된다는 점 참고하세요.