제조 사례

[졸업작품 제작] CNC 제조 컨설팅 서비스 – 제조 컨설턴트의 졸업작품 상담. 크리에이터블에 맡겨주세요

졸업작품 제작할 때 CNC 가공으로 만드는 분들은 어떤 업체에 맡겨야 할 지 고민이 많으실텐데요.
온라인 제조 서비스 크리에이터블에서 CNC 가공 서비스뿐만 아니라 제조 컨설팅 서비스를 받으실 수 있습니다.
CNC 가공에 대한 경험이 많이 없는 분을 위해 제조 컨설팅으로 가공에 적합하도록 모델을 수정하고, 제안해 드립니다.
크리에이터블에서 CNC 가공 서비스를 이용해 졸업작품을 제작한 유상엽님의 사례를 소개해 드렸죠.

유상엽님의 아트 토이를 CNC 가공으로 제작하면서, 어떤 제조 컨설팅을 해드렸는지 좀 더 자세하게 설명해 드릴텐데요.
처음에 주신 3D 모델과 제조 컨설팅을 통해 수정한 모델이 어떻게 달라지는지 보여드릴게요.
크리에이터블의 제조 컨설팅 서비스를 이용할 예정인 분들에게 도움이 되었으면 합니다.

1. 아트 토이 안정성 확인

유상엽님의 아트 토이 ‘스켈레톤’의 모습을 보시면 갈비뼈와 어깨 부분이 넓고, 다리 부분이 작아 보입니다. 어깨 양쪽으로 팔도 크게 있기 때문에 건드리면 잘 쓰러질 것 같이 생겼죠. 잘 쓰러진다는 건 안정성이 낮다는 건데요.

안정성(Stability)이란 상태를 그대로 유지하려는 성질입니다. 평형 상태를 유지하려는 경향을 의미하는데요. 오뚝이 장난감은 손가락으로 밀어도 쓰러졌다가 다시 일어나죠. 무게중심이 아래에 있어서인데요. 안정성은 스포츠역학이나 움직임을 표현하는 애니메이션 등에서 쉽게 예를 살펴볼 수 있습니다.
아래의 영상은 유도에서 안정성이 어떻게 무너지는지, 즉 어떻게 쓰러지는 것인지 잘 보여주고 있는데요. 27초부터 보시면 이해가 잘 되실 것입니다.

아래 영상은 무게중심이 이동하면서 어떻게 안정성이 낮아지는지를 잘 보여줍니다.

이렇게 안정성은 무게중심, 기저면이라는 개념이 중요한데요.
아래 그림을 보시면 안정성에 대한 이해가 잘 되실 것입니다.

  • 1) 무게 중심이 기저면을 벗어나면 밸런스가 붕괴됨 (넘어짐) = a, b 
    2) 기저면이 넓을수록(지면에 닿는 면적이 넓을수록)안정성 높음 c<d<e 
    3) 무게 중심이 낮을수록 안정성이 높음 e<f<g

안정성과 관련해서는 위의 세 가지를 잘 기억하시면 됩니다.
c에서 g로 갈수록 더 안정성이 높다는 건 직관적으로도 보실 수 있을 거예요. 
안정성이 높아야 아트 토이가 잘 안 넘어지겠죠. 크리에이터블 제조 컨설턴트가 아트 토이의 안정성이 확보되었는지 확인을 해봅니다.

무게 중심이 기저면을 벗어났는지 사전 확인

아트토이 모델을 확인해 보니 기저면 내에 무게 중심이 위치하고 있네요. 
아래 그림에서 세 가지 모델에 어떤 차이가 있는지 보이시나요?

좀 더 자세하게 보여드릴게요. 오른쪽 모델로 가면서 아트 토이의 다리 부분에 무게추 역할을 할 수 있는 것이 추가되었는데요.
무게 중심이 낮아지는 게 보이시죠? 무게 중심을 낮춰서 안정성이 높아졌습니다. 아트 토이가 잘 안 쓰러질테니 작품 전시할 때 문제가 없을 것입니다.

오른쪽으로 갈수록 무게중심이 낮아짐
아트토이 모델을 옆에서 본 모습. 무게중심이 낮아짐

제작 전에 3D 모델을 미리 확인하는 것은 중요합니다. 무게중심, 기저면이 제대로 되어 있는지 확인하지 않으면 시간과 돈을 들여 작품을 제작하고 나서 제대로 세울 수 없어 문제가 생기겠죠. 
크리에이터블은 3D 모델을 역학적으로 미리 확인해 고객의 시간과 비용을 낭비하지 않도록 합니다.

2. 제작 방식에 적합한 모델 수정 – CNC 밀링 머신 특성 고려

CNC 밀링 머신이란 엔드밀이 회전하며 물체를 깎는 기계입니다. 날이 회전한다는 것은 원형으로 지나가며 깎는다는 것이겠죠.
(CNC 밀링 머신 자세히 알아보기)
그래서 면 안쪽의 모서리를 90도로 각지게 깎기 어렵습니다. 
유상엽 님의 아트 토이는 각 부품이 조립이 되어야 하는데 구멍의 크기를 제대로 만들지 못하면 조립이 안 되겠죠.
그래서 CNC 밀링으로 가공한 부품이 최종 조립이 용이하고, 제대로 기능하도록 모델을 수정했습니다.
아래 그림에서 회색은 수정 전 모델, 금색은 크리에이터블 제조 컨설팅을 통해 수정한 모델입니다.

CNC 밀링 가공 후에 제대로 기능하도록 모델 수정

3. 조립 공차 추가

기계 가공을 할 때, 도면의 치수와 완성된 제품의 치수가 똑같기란 어렵습니다. 
물론 치수가 매우 중요한 정밀 부품이 있죠. 그렇게 도면 치수와 완성 치수가 가까우려면, 매우 고가의 장비로 제작하면 가능합니다. 
유상엽님의 아트 토이는 조립 형태였는데요. 아트 토이의 특성에 맞게 한번 끼워지고 나서 다시는 뺄 수 없게 단단히 고정되어서는 안 되고, 다시 분해했다가 조립할 수 있어야 하죠. 조립했을 때 너무 헐거워서 조립 형태가 유지되지 않으면 그것도 문제고요.
부품이 알맞은 틈새로 끼워 맞추어지는 것을 끼워맞춤이라고 하는데요. 아트 토이의 목적에 맞게 끼워맞추는 것이 너무 단단하지 않으면서도 형태가 잘 유지되도록 조립 공차를 추가했습니다.

아래 그림을 보시면 회색은 최초 모델, 금색은 수정한 모델입니다. 1.8mm의 구멍이 네 개 있는데요. 
수정 모델을 보시면 1.8mm 구멍을 1.85~1.9mm 사이로 제작해달라는 의미의 조립공차가 표기되어 있습니다.
1.85~1.9mm 사이로 구멍이 나오면 제품에 문제가 없다는 뜻입니다.

이렇게 크리에이터블 CNC 가공 전문가의 제조 컨설팅과 모델 수정을 거쳐 아래와 같이 아트 토이가 완성되었습니다.
각 부품이 제대로 조립되어 있고, 안정성도 확보되어 잘 쓰러지지 않죠.
금속 표면의 헤어라인도 후가공을 통해 잘 표현되었습니다.

유상엽님의 아트 토이 ‘스켈레톤’. 크리에이터블 CNC 가공

CNC 가공 경험이 적은 졸업준비생들이 제작에 적합하지 않은 모델을 업체에 맡기면, 이런 건 못한다며 제작을 거부하거나 엄청나게 높은 가격의 견적을 받게 되는 경우가 많습니다.

크리에이터블의 제조 컨설턴트는 모델을 수정하게 되더라도, 어떤 이유로 왜 수정하게 되며, 어떤 제작 방식이 가장 적합한지 제안해 드립니다. 제조 컨설팅을 통해 작품 목적에 맞는 최적의 방안을 제안 받을 수 있습니다. CNC 가공 전문가가 CNC 가공 특성에 맞는 모델을 설명해 드릴 것입니다.

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