소개 드리는 사례는 포토 휠 기능을 적용한 미니 빔 프로젝터 방식의 유아교구입니다. 기구 설계란 제품에 요구되는 기능성, 작동성, 내구성을 고려하여 실체화할 수 있도록 정밀한 치수가 기입된 2D 또는 3D 형태의 설계 도면을 말합니다. 기구 설계의 목적은 제품을 사용하는 데 있어서 부품 간의 간섭으로 인해 발생하는 동작 오류 방지, 제어 기능이 적용된 부품의 적절한 내부 배치 등 제품의 전체적인 구조를 설계하는 작업을 말하며 비슷한 용어로 제품 설계, 시제품 설계, 양산 설계 등이 있습니다.
 
제품을 개발하는 과정에서 시제품과 양산을 위한 설계 작업은 제작 단계의 목적에 따라서 설계 시 중점을 두는 부분이 달라지게 됩니다. 시제품의 경우 치수와 디자인 요소(ex 사용성에 불편함은 없는지?)를 검토하기 위한 목적으로 사용되는 반면에 양산 공정은 실제 판매를 통한 기업의 이윤을 목표로 합니다. 디자인과 기능성 이외에도 “생산성의 향상”을 통한 제조원가의 절감은 소비자 입장에서 상품의 가치를 결정하는 기준이 됩니다.

생산성을 결정하는 요소로는 수량, 디자인, 크기, 소재와 같이 수많은 요소들이 있습니다. 그중에서 가장 중요한 1가지를 고르자면 바로 성형 방식에 적합한 제품의 구조 설계입니다. 사출 성형을 예로 들자면 가열된 소재를 주입하고 냉각 과정을 거치는 과정에서 성형물의 냉각 속도가 일정하지 못할 경우 제품 추출 시 형상에 변형이 올 수 있습니다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 방법 중 하나로 설계 방법 중에는 살 빼기라고 부르는 기법이 있습니다. 살 빼기란 사출 작업에서 냉각 과정을 고려하여 제품의 두께를 일정하게 맞추기 위한 설계 방법 중 하나로, 양산 작업에서 이러한 살 빼기 작업이 제대로 되어 있지 않은 경우 설계를 보완할 필요가 있습니다.

반면에 시제품 제작 시 주로 사용되는 3D 프린팅이나 CNC가 공은 설계 구조로 인한 형상 변형의 가능성이 적기 때문에 실제 사출 작업 전에 만들어보는 샘플의 경우 살 빼기나 리브와 같은 보강 작업들이 제대로 이루어지 않아도 무리 없이 제품 가공이 가능합니다.

소개 드린 설계 방법 이외에도 언더컷, 구배 등 사출 설계 시 확인해야 하는 부분들이 많지만 요약하자면 시제품을 제작하기 위한 설계와 제품의 생산 공정을 고려한 양산 설계는 제조 방식에 적합한 형태로 설계가 적용되었는지 그렇지 않은 지의 차이만 있을 뿐이지 설계하는 방법이 다르지는 않습니다. 그러나 제품의 설계 방향이 시제품을 우선으로 하느냐, 양산을 기준으로 하는가에 따라 개발 비용은 달라질 수 있습니다.