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기구 설계 강좌/제품 설계

기구 설계시 필요한 검토 사항은?

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윔지의 설계하는 사람입니다.

 

기구설계는 단순하지만 복잡한...복잡하지만 단순한... 어렵지만 어렵지 않은...참으로 애매한 업무입니다.

제가 초보인 시절엔 생각을 너무 많이 했던 것 같습니다. 그저 이것 저것 많은 생각을...

 

기구설계는 생각을 많이 해야하는 일이지만 먼저 제품을 이해하는 것이 중요합니다.

 

 

제품의 크기에 따른 주요 부품 검토

 

■제품의 크기는 단순히 크기가 '크다 작다'만을 생각하는 것이 아니라 제품의 크기에 따라 적용되는 주요 부품이 어떻게 되어 질 것인가를 같이 생각해야 합니다.

크기가 큰 제품은 주요 부품의 자유도가 높지만 크기가 작다면 그만큼 주요 부품의 자유도가 낮아집니다.

 

■제품의 크기에 따라 주요 부품이 검토되어야할 부분은?

   -적용가능한 주요 부품 선정 후 부품 사양서 확인 (부품의 크기, 사양)

   -제품동작에 연관된 부품인 경우 적합성 검토 (동작거리, 각도, 크기, 회로와의 연계)

 

 

 

 

■회로 관련 부품은 회로 담당자와 협의 후 선정하여 사양서를 요청하면 됩니다. 가급적이면 빨리 검토하는 것이 좋습니다.

전에도 말씀드렸듯이 디자인이 확정되기 이전에 검토되는 사항이므로 적용되는 주요부품을 빨리 선정하고 미리 검토하여 디자인 변경이 필요한 부분은 빨리 디자이너에게 피드백 되어야 합니다. 

 

주요 부품 검토시 아마도 가장 시간이 많이 소요될 듯 합니다. 짜증도 나고요...ㅎ

 

 

 

제품의 크기에 따른 기구 구조 검토

  

■제품의 크기에 따른 내부 기구 구조는?

큰 제품과 작은 제품은 부명 내부 기구구조가 다릅니다.

 

1) 작은 제품은 살두께가 얇아서 제품의 강도나 뒤틀림에 취약하겠지요. 따라서 거기에 맞는 내부 구조가 이루어집니다.

작은 제품의 살두께는 블루투스나, 이어폰, 작은 완구 등의 사출부품을 기준으로 0.8t~1.5t정도 됩니다. 얇은 살두께를 가진 제품은 뭔가 어떤 보완이 필요하겠지요.

 

 

뒤틀림 방지를 위해 수축발생을 최소로 줄인 리브를 내부에 최대한 적용합니다. 격자 형상을 주로 많이 사용합니다.

그리고 체결방식을 선택하여 주요부품 안착 공간을 제외한 제품의 체결을 위한 공간을 최대로 확보합니다.

※리브는 이론적으로는 외관의 수축발생을 없애기 위해 살두께의 60%정도로 합니다. 하지만 권장 치수이므로 상황에 따라 유동적으로 적용합니다. 내부에 사용되는 부품이나 강도가 피요하 부품이면 강도에 영향을 주지 않는 선에서 어느정도 수축이 발생해도 무관하겠지요.

 

작은 제품은 스크류 체결을 하기에는 공간이 협소하므로 '초음파 융착' 또는 '후크 체결' 구조가 많이 적용 됩니다.

 

2) 큰 제품은 공간이 많아 자유도가 높을수도 있지만 요즘은 슬림함을 강조되는 시대라서 예전 만큼의 자유도는 가지고 있지 않습니다. TV만 해도 두께가 10mm도 안되는 제품이 있으니까요...

크기가 큰 제품은 예로 들면 TV, 외장형 음향기기 등의 가전 제품을 주로 차지하겠네요.

 

TV의 경우 외장이 사출인 경우 살두께를 2.5t로 하였습니다. (저의 기준입니다.) 강도를 유지하는 선에서 안정적인 살두께로 저는 선택했습니다. 다른분은 모르겠네요...ㅎ

 

 

크기가 큰 만큼 힘을 지지하거나 충격에 대한 구조 설계가 중요하겠습니다. 체결 구조는 스크류가 가장 많이 사용될 수 밖에 없기에 체결 부분 까지도 강도에 강하게 구조설계를 하여야 합니다.

 

요약하지면 기구 설계 진행시 제품의 크기에 따른 주요 구조는 크기에 따라 차이가 있습니다.

작은 제품의 경우 생활 스트레스가 손이나 자주 떨어지는 등의 개인의 일상 생활에서 오는 스트레스가 많을 겁니다. 따라서 거기에 맞는 내구성 향상을 고려한 조 설계를 해야하고 큰 제품의 경우 생활 스트레스가 아마도 자주 일어나는 일보다는 사고에 의한 스트레스가 많을 겁니다. 예를 들면 무게가 있어서 제품이 넘어진다거나 낮은 높이에서의 낙하에도 파괴가 쉽게 일어날겁니다. 큰 제품은 강도와 충격에 대비한 구조 설계를 해야 할겁니다. 파괴가 쉬운 부품은 교체가 쉽도록 설계를 해야겠지요.

 

일단은 예를 들어 설명은 드렸지만 다른 제품의 경우도 마찬가지 입니다.

연결부분, 체결 부분, 분리 부분등 기구설계 진행시 여러가지를 고려하여 설계를 하시길 바랍니다.

 

보다 자세한 내용은 하기 링크로 오세요~

youtu.be/A6afxopnD4s

youtu.be/rATUi7evaq4

youtu.be/Ryd6wUXnxSM

유투브에서 '윔지의 설계하는 사람' 검색하시면 도움이 되실만한 기구 설계 관련 영상들이 많습니다.

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  • 기구설계자 2022.02.17 23:59

    안녕하세요 윔지님!
    저는 19년도 중반 취준생 시절에 윔지님을 통해 설계 지식을 많이 얻고서, 현재 기구설계 3년차 재직중인 직장인입니다! SMT 자동화장비를 설계하다 이번 이직을 준비하며 소형 전자기기 설계쪽으로 면접이 잡혔습니다. 아무래도 자동화장비 설계와 소형 전자기기 설계는 서로 꽤나 다른 지식들을 필요로 하지 않습니까? 이에 제가 면접장에서 어필할 수 있는 부분을 잘 모르겠습니다.. 금형의 재질이나 가공법, 후처리에 관한 제반 지식은 탄탄하게 쌓아져 있으나, 소형 기기를 설계해본 적이 없는 저로서는 어떤 부분을 저의 강점으로 말씀드릴지 난감합니다. 소형 기기를 설계함에 있어서는 어떤 부분이 많이 중요하다고 생각하시나요? 팁을 조금 주시면 정말 감사하겠습니다!
    추가적으로, set-level의 기구설계 유경험자라고 하면 어떤 의미를 나타내는지 아실까요? 아무리 찾아도 안나와서 여쭤봅니다!
    자주는 아니지만, 설계 팁이 필요할 때마다 한번씩 들리고 있습니다. 항상 응원합니다. 감사합니다.

    • 윔지 2022.02.18 09:09 신고

      안녕하세요. 어느정도의 소형기기인지는 모르지만 블루투스나 이어폰 정도의 소형 악세사리인 경우 부품이 작다보니 체결 방식이나 조립 방식, 그리고 단가 부분에 대한 고민이 많습니다. 이정도 크기가ㅜ아니더라도 소형기기를 포함해서 기구 설계는 재질 , 도장, 후처리, 금형 방식, 제조 방식 등 많이 고민해야합니다. level set는 최적설계로 보시면 됩니다. 제품이나 부품에서 불필한걸 없애거나 합칠수 있는 부품을 효율적으로 하기 위해 해석하면서 설계하는 걸 생각하시면 됩니다. 아마도 거기는 해석이 가능한 엔지니어를 원할수도 있는데 제 의견이니 한번 문의하시는게 좋을듯합니다. 궁금하신 부분은 언제든지 문의하세요..방문 감사합니다^^