제공받은 설계 데이터를 기반으로 한, 케이블 클램프

전기 / 전자
♦ 용　　도 : 제품개발 테스트 시제품
♦ 제조방식 : 3D프린팅(SLS), PA12
♦ 중점사항 : 조립성 중심, 내구성 강화 및 경량화

♦ 프로세스

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제작 배경

방진 실험실, 클린 룸 (desinged by vecstock, Freepik)

전자제품 제조 회사에서 의뢰한 '클린룸 케이블'은 고도의 정밀함과 내구성을 요구하는 클린룸 환경에서 케이블 고정을 위해 설계된 제품입니다. 이 제품은 설치 편의성을 높이기 위해 경량화되었으며, 진동이나 충격에 의한 분진 축적 최소화와 내구성 강화에 중점을 두었습니다. 클린룸 환경에 특화된 케이블 하우징은 케이블 관리 및 보호에 최적화된 디자인을 갖추고 있으며, 지속적인 청결 유지가 필수적인 클린룸 내 케이블의 분진 축적 방지와 유연성 유지에 중요한 역할을 합니다.

의뢰기업은 전자제품 제조업체로서, 제품 개발 과정에서 필요한 다양한 테스트를 위한 시제품 제작을 요청했습니다. 이번 클램프 하우징은 기존 제품을 개선하기 위한 새로운 프로토타입으로, 전문 엔지니어가 아닌 일반 사용자도 손쉽게 작업할 수 있는 조립 구조로 설계되어 사용자의 편의성을 개선할 제품입니다. 클램프 구조는 상하부가 결속되는 간편한 체결방식을 통해 조립과 분해가 쉽도록 최적화되었으며, 각 조립부의 견고한 결합을 통해 클린룸 내의 사용 요건을 충족시키도록 설계되었습니다.

 

제작 과정

제작 과정에서 가장 신경쓴 부분은, 클린룸의 기준을 충족시키는 동시에 사용자의 조립 및 유지보수 편의성을 증대시키는 것이었습니다. 3D 프린팅이 가능하도록 설계를 보완하고, 최초 개발 컨셉인 진동 및 분진 저항, 간편한 사용성, 내구성을 중심으로 제작 과정을 진행했습니다.

 

1) 3D 모델링

3D 모델링 과정에서 의뢰기업으로부터 제공받은 베이스 데이터가 3D 프린팅 요구 사항을 충족하지 못하는 부분을 보완설계합니다. 이에 따라 3D프린팅 재현성과 출력물 조립성을 감안하며 클린룸 환경에 적합한 구조와 디자인으로 개선 작업을 진행했습니다. 특히, 클램프 구조의 하우징 설계는 케이블의 고정 및 방진 특성을 고려하여 더욱 정교하게 이루어졌으며, 상하 결속되는 부분의 정밀도에 중점을 두었습니다. 모델링 과정은 제품의 실제 사용 환경에서 겪을 진동과 충격을 고려해 진행되었고, 분진이 쌓이지 않도록 하우징 형태와 조립 구조를 최적화하였습니다.

 

2) 3D 프린팅

최종적으로 수정된 모델링 파일은 선택적 레이저 소결(SLS) 방식과 고강도 PA12 소재를 사용하여 출력되었습니다. SLS 방식은 레이저를 사용해 분말 소재를 층층이 정밀하게 소결시키는 기법으로, 제품의 구성 부품들의 미세한 내부 구조와 견고한 외형을 완성시키는 데 이상적입니다. 또한 PA12는 클린룸 환경의 엄격한 조건에 부합하는 뛰어난 내구성과 정밀도를 특징으로 합니다.

 

​이 과정을 통해 클램프와 하우징은 클린룸 환경에서 요구되는 퀄리티를 갖추게 되었습니다. 출력 과정에서 각 부품의 정밀도에 신경을 쓰면서, 최종 제품의 기능성 및 설치 시의 편의성을 해치지 않도록 유의했습니다. 제품은 견고함과 정밀함을 모두 갖춘 결과물로써, 실제 환경에서의 사용을 위한 준비가 완료되었습니다.

 

3) 조립 테스트

3D 프린팅으로 제작된 클램프 부품들은 조립 테스트를 거쳐 최종적인 사용성을 검증했습니다. 조립 과정에서 특별한 도구 없이도 손쉽게 결합될 수 있음이 확인되었으며, 모든 부품이 정확하게 맞물리는 것을 검증했습니다. 이 과정은 제품이 실제 클린룸 환경에서 겪게 될 모든 조건을 고려해 진행되었으며, 케이블 클램프 하우징의 견고함과 분진 발생 최소화 능력, 그리고 내구성이 충분함을 확인하는 중요한 단계였습니다. 조립 테스트는 제품의 실용성과 내구성뿐만 아니라, 설치 시의 편의성까지 고려하여 실시되었습니다.

최종적으로 완성된 클린룸용 케이블 클램프 하우징은 의뢰기업의 수요에 맞춰 제작되었습니다. 제작된 클램프 하우징은 실제 케이블과 결속되어 테스트를 진행할 예정이며, 그 성능과 효율성을 평가하게 될 것입니다. 한양3D팩토리의 제작 과정과 Two-Track으로 제품 개발을 추진하고, 변경점은 실시간으로 반영하여, 3D 프린팅을 통한 리드타임을 단축시킬 수 있었습니다.

 

마치며

이 프로젝트를 통해 한양3D팩토리는 효율적이고 신속한 3D 프린팅 솔루션으로 개발 요구 항목을 충족시켰습니다. 복잡한 클린룸 환경에 필요한 정밀하고 내구성 있는 제품을 신속하게 제작함으로써, 의뢰기업의 신제품 개발을 지원하고 최종 사용자에게 가치 있는 결과물을 제공할 수 있도록 지원했습니다. 앞으로도 한양3D팩토리는 의뢰 기업의 개발 목표를 달성할 수 있도록 맞춤형 솔루션으로 함께하겠습니다.