섬세하게 시제품 제작하는 방법, 냉난방 팬 그릴

기계 / 산업
♦ 제품용도 : 제품 디자인 확인용 목업
♦ 제조방식 : 3D프린팅(SLA), ABS-Like
♦ 중점사항 : 유선형 제품의 정교한 출력

제작 배경

냉난방기 제조업체에서 새로 출시하는 제품의 부속품 디자인을 확인하기 위해 의뢰 주셨습니다.
팬 그릴은 냉난방기 토출부에 설치하는 부품으로, 외부 물질이나 손이 팬에 닿지 않도록 방지하는 역할을 합니다.
안전 문제 외에도 팬의 수명을 연장해 주며, 설계에 따라서는 공기 흐름에 관여하기도 하는 부품입니다.
추가로 의뢰 주신 팬 고정부는 타 제품과 달리 팬 고정부에 복잡한 홈이 나 있는 형태로,
정밀한 출력을 요구하는 작은 크기의 부품이었습니다.
다양한 부품 디자인의 목적을 확인하고, 섬세한 출력과 매끄러운 표면 품질에 유의하여 제작을 진행했습니다.

 

제작 과정

3D 모델링

냉난방 팬 그릴 3D 모델링

 

3D 프린터로 제품을 제작할 때는 제품 정보를 기기가 인식할 수 있는 형태로 변환시켜야 합니다.
그를 위해 거치는 과정이 3D 모델링이며, 타 공정에서도 다방면으로 활용할 수 있는 모델링 파일을 제작합니다.

 

이 과정에서 유의해야 할 사항은 지지대 역할을 하는 서포터의 위치입니다.
특히 이렇게 복잡한 형상을 지닌 제품을 출력할 때는 ①출력 방식의 특성을 고려하여
②제품 품질을 떨어뜨리지 않는 부위에 서포터가 생기도록 배치해야 합니다.
서포터 제거가 어려울 수도 있거니와 출력 후 서포터 제거 과정에서 형태가 변형될 위험이 있기 때문입니다.

 

이번 프로젝트에서 사용한 SLA 공법은 액상 레진을 가공하여 매끄럽고 섬세한 출력이 특징입니다.
SLA는 레진을 경화시키는 과정에서 제품 모양이 틀어지지 않도록 서포터의 위치를 조정해 줘야 합니다.
특히 이 제품은 휘어지는 형태로 적층해야 했기에,
모델링 과정에서 곡면의 시작점 등 균일한 출력에 영향을 끼칠 부분을 고려하여 서포터 생성 위치를 설계했습니다.

 

3D 프린팅

SLA 공법에 ABS-Like를 사용하여 출력한 결과물입니다.

 

SLA는 우수한 표면 조도와 매끄러운 표면, 후처리 용이성으로 단품 제작 시 자주 사용되는 대표 공법입니다.
대신 레진 경화 시간이 필요하기에, 부피가 큰 제품과 많은 수량의 제품에는 적합하지 않을 수 있습니다.
해당 프로젝트와 같은 디자인 목업, 전시용 모형이나 스냅핏* 구조 등 디테일이 필요한 제품에 추천드립니다.

 

*스냅핏: 나사나 접착제를 사용하지 않는 결합 방식입니다. 스냅이라 불리는 돌출부를 다른 형상의 홈이나 구멍에 끼워 넣어 구현합니다. 일상적인 예시로는 안전벨트 체결을 생각하시면 됩니다.

 

이번 제작에서는 팬 그릴과 팬 고정부를 각각 하나씩 출력했습니다.
의뢰 기업이 소유하고 있는 기존 팬과 결합할 수 있는 형태입니다.

 

팬 그릴

팬 그릴 상세 이미지

 

중심부에서 파동처럼 커지는 원형의 선과 그 원을 지지하는 타원형의 선, 원통형 결합부 등으로 이루어져 있습니다.
속이 비어 있는 원통형 결합부는 팬 그릴을 송풍부에 조립하기 위한 부분이고,
나머지 구조는 팬을 보호하는 역할을 수행합니다.
선형 구조물의 종류별로 높낮이가 다르고 제품이 전체적으로 휘어져 있어,
일정한 곡률을 구사하는 게 관건이었습니다.

 

SLA로 출력한 덕분에 이렇게 복잡한 디자인도 정밀하게 구현되었음을 확인하실 수 있습니다.
적절한 위치에 서포터가 생성되어 서포터 제거도 깔끔하게 완료된 모습입니다.

 

팬 고정부

팬 고정부 상세 이미지

 

나사 형태의 부품으로, 나사산과 홈이 섬세하게 구현되었습니다.
윗면의 6등분 된 홈은 부품 안쪽 깊은 곳까지 이어져 있습니다.
테이퍼가 들어가 갈수록 좁아지는 팬 고정부의 특성상,
홈의 공간 또한 안으로 들어갈수록 좁아지는 구조입니다.
구조가 복잡하고 부품이 작아 CNC 공법으로 제작하기엔 어려움이 있었겠으나,
3D 프린팅은 수월하게 출력할 수 있는 구조입니다.

 

※ 테이퍼: 다른 부분으로 갈수록 점차 크기나 두께가 변하여 생기는 기울기를 뜻합니다.

 

마치며

냉난방 팬 그릴의 디자인 확인을 위해 제품의 정밀도에 집중한 프로젝트였습니다.
SLA는 표면 조도가 높고 서포터 제거가 용이한 데 더해 작은 크기의 부품까지 출력 가능한 방식입니다.
전시용 목업, 촬영용 소품 등 외관이 중요한 제품에 추천해 드리고 있습니다.

한양팩토리는 의뢰 기업의 목적에 최적화된 시제품을 제작하고 있습니다.
하단 배너의 제작 문의를 통해 제작 문의를 할 수 있습니다.