다부품 컬러 프린팅 목업, 액추에이터 모델

기계 / 산업
♦ 용　　도 : 구동부 설명을 위한 디자인 워킹 목업
♦ 제조방식 : 3D프린팅(컬러 SLS), PA12
♦ 중점사항 : 조립성과 색상 구현을 통한 디테일 표현

♦ 프로세스

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최종 제품

"액추에이터 모델"은 액추에이터의 세밀한 구동 메커니즘을 설명하기 위해 제작된 디자인 워킹 목업입니다.
이번 제품은 실제 기계 장치의 복잡한 기능을 시각화하는데 중점을 둔 목업 출력물입니다.

 

복잡한 기계적 원리를 이해하기 쉽게 전달하는 것이 중요했기 때문에, 복잡한 기계 구조를 시각화하는 것이 중요했습니다.
구동부의 각 부품이 어떻게 상호작용하는지 직접 눈으로 확인할 수 있다면 구동 방식에 대해 더 쉽게 이해할 수 있기 때문입니다.
하지만 도색 작업을 위해 작업공정을 길게 가져갈만큼의 시간적 여유가 부족한 상황이었습니다.

 

제작 과정

실제 액추에이터의 원리를 모사하면서 조립과 분해가 가능해야 했기 때문에 작동 조건을 견딜 내구성있는 소재가 필요하면서도
구성 부품을 시각적으로 구분할 수 있도록 선별적으로 색상을 입혀야 했으나, 리드타임의 단축 또한 중요한 포인트였습니다.
이러한 조건을 만족시키기 위해 컬러프린팅 방식으로 제작을 진행했습니다.

 

1) 3D 모델링

복잡한 내부 구조와 조립식 설계를 고려한 모델링은 제품의 기능성과 설명의 용이성 측면을 모두 충족시킬 수 있습니다.
각 부품의 상호 관계를 명확히 표현할 수 있도록 다양한 색상을 고려하여 설계가 진행되었습니다. 
이는 결과물의 활용 목적에도 부합하면서도, 조립 단계에서의 지침 역할도 수행하게 됩니다.

 

2) 3D프린팅

SLS 방식의 3D 프린팅은 모델의 복잡한 형상을 정밀하게 표현할 수 있는 장점을 가지고 있으며,
PA12 소재의 내구성 덕분에 목업의 기계적 강도가 요구되는 목업에 적합합니다.
여기에 더하여 컬러프린팅은 전체 공정 중 도색 단계를 생략할 수 있기 때문에 전체 제작 기간을 단축시킬 수 있습니다.

 

완성된 제품을 검수합니다. 결속 정밀도와 강도를 점검하고, 의뢰기업에서 제품을 분해·조립하는데 어려움이 있는지를 확인합니다.
제품의 핵심 표기와 부품별로 색상이 적용되었기 때문에 추후 조립 및 해체 과정에서 각 부위별로 시각적인 이해를 도울 것입니다.

 

컬러프린팅은 도색 과정 없이도 텍스트나 색상을 표현할 수 있어서 제작 시간을 단축시킬 수 있습니다.
도색 과정을 생략한다는 것은 후속 처리 시간과 비용이 절약된다는 의미이며, 결국 전체 제작 속도가 향상됩니다.
이 때문에 제작 공정뿐만 아니라 전체 개발 일정을 효율적으로 활용할 수 있습니다.
실제로도 리드타임을 단축함으로써 프로젝트 일정과 전체 개발과정을 효율적으로 사용할 수 있게 되었습니다.

SLS 방식의 컬러프린팅은 일반적인 SLS 프린팅과 그 방법과 소재가 동일하지만, 두 방식에도 차이점은 있습니다.
일반적인 SLS 프린팅은, 별도의 도색 과정이 포함되지 않는 한 텍스트를 양각 또는 음각으로 표현해야 합니다.
이는 외형의 변화가 필연적으로 동반되기 때문에 다른 부품과의 간섭에 특별히 유의해야 합니다.
만약 일반 SLS 프린팅을 통해 형상 볼륨의 변화 없이 텍스트 표현을 하려면 별도의 도색이나 데칼 작업이 동반되어야 합니다.


최초 납품한 컬러프린팅 이후로 납품된 제품들은 소량 양산 방식으로 제작되었습니다.
단가 절감을 위해 일반적인 SLS 3D프린팅 방식으로 소량 양산 제작되어 납품을 진행했습니다.

 

마치며

이 프로젝트는 단순한 제작을 넘어 사용자의 시각적 경험을 향상시키는 데 중점을 두었습니다.
이론적인 설명만으로는 이해하기 어려운 기계 원리를 직접 눈으로 보고 손으로 만질 수 있는 현실적인 경험으로 전환해냈습니다.
한정된 자원으로 목표 달성을 지원하는 것, 한양3D팩토리는 3D프린팅 기술을 통해 의뢰기업의 제품개발에 함께 하겠습니다.