스캔이 불가능한 제품 속까지, 가스검출 프로브

 

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최종 시제품

기존 제품 사진 (개선 전)

연구개발 기관의 시험검측장비 성능을 개선하기 위한 시제품으로
신규 모듈을 적용하기 위해 필요한 기존 제품과의 결속부를 제작했습니다.

 

샘플 없는 부품, 제작 가능할까요?

필요한 제품을 제작하다 보면 샘플을 구할 수 없는 상황이 생기기도 합니다.
필요한 기성품을 구매할 수 있다면야 가장 좋겠지만,
시장에 제품이 존재하지 않거나 최소주문수량(MOQ)등의 사유로 쉽지 않은 경우가 많습니다.

 

이번 의뢰 기관의 사정도 위와 비슷했습니다.
의뢰 기관은 연구개발 기관의 시험검측장비 성능을 개선하기 위한 시제품이 필요하다고 하셨고,
신규 모듈을 적용하기 위해 기존 제품과의 결속부가 필요한 상황이었습니다.

 

의뢰 제품은 따로 샘플을 구할 수가 없는 제품이었습니다.
비록 양산 제품이지만, 규격별 기성품의 결합구조가 아니다 보니
몇몇 수량만을 원한다면 별도의 주문 제작이 필요했습니다.

 

역설계라면 가능합니다

이와 같은 문제는 역설계와 3D모델링을 통해 해결이 가능합니다.
역설계(Reverse Engineering)는 대상물을 측정하여 그 데이터를 바탕으로 3D 모델을 생성, 제작하는 작업을 말합니다.
간단하게 설명하자면 아래와 같은 과정을 거쳐 데이터를 얻어내는 작업입니다.

1. 상황에 맞는 도구로 데이터를 측정
2. 데이터 획득
3. 3D모델링

역설계를 거친다면 샘플이 없는 제품도 제작이 가능합니다.

 

'가스검출 프로브'는 더는 구할 수 없는 부품을 역설계를 통해 제작한 사례입니다.
지금부터 이 제품의 제작 과정을 보여드리겠습니다.

 

제품 제작 과정

1) 역설계

먼저 의뢰기관으로부터 제공받은 기존 부품으로 역설계를 진행했습니다.
시험 장비와 호환되는 기존 부품의 규격을 측정하는 과정입니다.

 

먼저 육안으로 측정 대상을 살펴본 결과,
제품의 기존 구조는 금속 절삭가공으로 이루어져 있고
용접 흔적으로 보아 별도의 내부 구조가 있음이 예상되었습니다.

기존 부품 사진

제품 외부에서 확인되는 나사 및 너트 등의 기계요소는
통상적으로 표준 규격을 따라 제작되곤 합니다.
제품 호환성 및 유지보수 측면에서 유리하기 때문입니다.
이런 특징들은 나사 게이지 등의 계측기를 통해 측정이 가능했습니다.

나사 피치 게이지 (출처: MITUTOYO)

제품 내부 형상을 확인하기 위해 샘플을 절단하여 측정했습니다.
샘플 절단을 선택한 이유는 아래와 같습니다.

• 소모성 품목으로 샘플이 손상되어도 무관
• 두꺼운 금속으로 둘러싸여 있어 비파괴 검사 어려움
• 내부 구조가 복잡하여 실측없이 규격화가 어려울 가능성 有

절단기를 통해 제품을 수직으로 절개한 후 확인한 결과,
6핀 통신 커넥터, 회로구조, 그리고 센서 등으로 구성되어 있음을 확인했습니다.

샘플 절단 과정

 

2) 도면 정리

역설계를 통해 측정한 기존 제품의 규격을 도면으로 정리했습니다.

정리된 도면

이번 제품은 금속 수준의 유압을 견뎌야 합니다.
3D프린팅 대신 절삭가공을 통해 제작하기로 결정되었습니다.

 

제품을 NC로 가공하기 위해서는 부품 도면이 필요합니다.
부품 도면이 있으면 다른 구성품과의 결속 공차 확인 등을 확인할 수 있고
공작기계에 따라 다르지만, 가공 경로를 입력하기에 용이하며
제작할 형상의 절삭공구 등을 선정하기가 수월합니다.

3D 모델링 형상

제품을 3D프린팅으로 제작하기 위해서는 3D모델링이 필요합니다.
또는 제품 규격을 변경하거나 형상을 변화시켜야 할 경우,
부품 도면보다는 3D 모델링 파일로 형상을 검토하는 것이
변화된 형상에 대해 직관적으로 파악할 수 있습니다.

 

3) 시제품 제작

① 프로브 제작

시험 프로브 제작 완료

가장 중요한 가스검출 시험 프로브 완성 사진입니다.
기존 제품은 최소 3개 부품의 용접을 통해 제작되었지만,
가공 제품은 용접 없이 1개 부품으로 제작되었습니다.

 

이 제품처럼 뚫을 구멍 직경보다 구멍의 깊이가 긴 경우에는
절삭 공구의 선정이 까다로워 가공비가 증가할 수 있습니다.
그렇지만 제품 구조상 염가로 가공할 수 없는, 다축 가공을 해야하고
용접에 의한 변수도 줄이기 위해 단품으로 제작하였습니다.

 

② 가이드 슬롯 제작

내부삽입된 6핀 원형 커넥터는 기성품과 달랐습니다.
케이블을 삽입할 수 있는 가이드 슬롯을 규격에 맞게 설계하고
산업용 3D프린터로 제작한 뒤 선정된 강선을 삽입하였습니다.
이후, 제작된 3D프린팅 커넥터를 가공제품 내부에 결속하였습니다.

가이드 슬롯 제작 완료

③ 추가 부품 제작

마지막으로 추가적으로 필요한 부품을 제작했습니다.

제품은 하부 판막음 내부에 회로가 내장되어 있었습니다.
신규 모듈을 제품 내부에 삽입하고 판막음할 수 있도록
별도 몰드를 통해 하부 판막음 부품을 추가 제작했습니다.

하부 판막음 추가 제작 완료

마치며

이렇게 역설계와 CNC 가공, 3D프린팅을 통해 요청하신 제품을 완성했습니다.
이번 제품을 토대로 의뢰기업의 성공적인 연구개발을 통해
기대 이상의 퍼포먼스, 그리고 성과를 올리실 수 있기를 기원합니다.

 

세상에 없는 제품이라 새로 만들어내야 하는 제품,
단종되거나 규격 외의 문제로 더는 판매되지 않는 제품이라도 제작이 가능합니다.

한양3D팩토리는 의뢰제품의 특성을 고려하여 적절한 제조 솔루션을 제공하고 있습니다.
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