생산기술을 고려하지 않고 3D 설계, 모델링을 할 경우 3D모델을 만들었다고 하더라도 실제 생산에 사용할 수 없는 경우가 발생하곤 합니다.

생산을 위해서는 생산기술의 특징을 고려한 부품 설계가 필요합니다. 이를 DFM (Design for Manufacturing)이라고 하는데, 부품 생산을 위해서는 설계자가 놓칠 수 있는 부분을 생산자가 확인하는 DFM 검토 단계가 필수적으로 필요합니다. DFM 검토 단계는 생산자에게도 꽤 번거로운 과정일뿐더러 제조를 의뢰하시는 설계자 또한 긴 시간을 기다려야 할 수 있기 때문에 많은 시간이 낭비될 수 있는 과정입니다.

크렐로에서는 제조 속도 혁신을 위한 3D모델 자동 분석 피드백을 제공하고 있습니다. 실시간 견적 페이지에 모델을 업로드 하면 크렐로의 AI 서버에서 3D모델을 자동으로 분석하여 1분 이내로 각 모델 별 검토 결과를 우측 버튼에 표시합니다.

모델분석_결과_항목표시.jpg — 실시간 3D모델 분석 피드백 항목 표시

자동으로 분석되는 DFM 피드백의 결과를 잘 숙지하시고 활용하시면 빠른 품질 개선뿐만 아니라 부품 개발과 테스트에 이르는 부품 개발 주기를 획기적으로 단축하실 수 있습니다. 아래 자동 DFM 피드백 항목별 상세 내용을 정리했습니다.

전문가 상세검토 결과

사람이 직접 검토하여 작성한 DFM 피드백 내용

AI 서버가 자동으로 검사할 수 없거나 서버에서 완전히 진행 가능 유무를 결정하기 애매한 경우 상세검토 요청 버튼이 생성되게 됩니다. 해당 버튼을 클릭하시면 저희 엔지니어님들께 모델 검토요청이 전달되게 되고, 엔지니어님들께서 직접 작성하신 검토 결과 내용을 확인하실 수 있습니다. 전문가 상세 검토 결과는 '진행 가능', '주의 필요', '진행 불가' 총 3단계로 구분되는데, 주의 필요인 경우 주의 드리는 위험을 감수하고 진행하고자 한다는 동의를 해주셔야 진행이 가능하고, 진행 불가의 경우 모델을 개선하여 다시 업로드를 해주셔야 합니다.

파일 정합성 검사

현재 크렐로가 지원하는 파일 확장자는 STL, OBJ, STEP 파일입니다. 잘못된 확장자 변환을 시도하거나 기타 다양한 원인에 의해 파일이 손상된 경우 해당 확장자의 정상적인 파일 구조를 가지지 못하게 되고 이럴 경우 파일을 서버에서 불러오는 데 문제가 발생하게 됩니다.

파일 정합성 검사가 실패했을 경우 다른 3D 프로그램에서도 해당 파일이 잘 불러와 지는지 확인 후 업로드해 보시는 것을 추천 드립니다. 프로그램에서 정상적인 방법으로 내보내기 하신 경우 파일 정합성 검사 실패가 뜨는 경우는 거의 없습니다.

정상 모델 크기 검사

모델의 크기가 비정상적으로 작거나 클 때 나타납니다. 예를 들어 부피가 10cm^3 보다 작거나 한 방향의 길이가 1km 이상으로 크거나 하는 경우입니다.

보통 정상 모델 크기 검사가 실패하는 경우는 모델의 면들이 뒤집혀져 있거나 서로 연결이 되어 있지 않는 등 비다양체 모델인 경우입니다. 비다양체에 대한 자세한 설명과 문제해결 방법은 생산을 위한 3D모델링 조건 을 참고해 주세요.

모델 자체에 문제가 없는데도 해당 검사에 실패했을 경우 3D 프로그램 상에 단위는 정상적으로 세팅이 되어 있는지, 다른 프로그램에서도 동일한 크기로 불러와 지는지 확인 후 업로드해 보시는 것을 추천 드립니다. 산업에서는 주로 mm 단위를 사용하고 크렐로 실시간 견적 페이지에서는 mm 와 inch 단위를 지원합니다.

재료 소모량 최적화 검사

크기 대비 견적이 과도하게 산출되지 않았는지 확인

절삭가공인 CNC를 제외한 대부분의 가공 방법들은 재료 소모량이 늘어나면 생산 단가가 늘어나게 됩니다. 부품의 두께가 너무 두꺼워 (5mm 이상) 전체 크기 대비 많은 부피가 나오는 경우 '주의'가 뜨게 됩니다. 실제 주문으로 진행된 3D모델들의 빅데이터를 활용하여 산출되는 결과로, 이 경우 크기 대비 비정상적으로 높은 생산 단가가 산출되어 있을 확률이 높습니다. 견적이 합리적이라고 생각되신다면 괜찮지만 그렇지 않은 경우 당황하지 마시고 다음과 같은 글들을 참고하시면 해당 문제를 해결하는데 도움이 되실 수 있습니다.

실제 제품을 양산하시는 전문 설계자분들께서 설계하신 모델에서 최적화 검사 '주의'가 나오는 경우는 극히 드물긴 하지만, 해당 검사에 '주의'를 받으셨다면 아래 사출 설계 가이드를 참고하시어 사출 부품을 설계하듯이 부품 최적 설계를 해주시는 것을 추천해 드립니다.

금형사출 설계 디자인 가이드

모델 검사 환경 초기화

모델 검사에 들어가기 전에 오류가 발생한 경우입니다. 파일 정합성 검사에서 통과했다면 모델 검사 환경 초기화가 실패하는 경우는 거의 없습니다. 환경 초기화에서 실패했다면 저희 크렐로로 연락 주세요.

비다양체 모서리 검사

모델이 정상적인 부피를 가지는지 확인

생산을 위한 3D 모델의 기본적인 조건을 만족하지 않은 경우입니다. 3D캐드의 Solid 모델링을 활용하여 설계하신 경우 해당 검사가 실패하는 경우는 거의 없습니다. 다만 3D 캐드, 라이노 등의 프로그램에서 Surface 모델링을 활용하신 경우 Edge와 Vertex 등의 요소를 서로 머지 하지 않아 모델이 정상적인 부피를 가지지 않는 경우 해당 검사가 실패하게 됩니다.

비다양체에 대한 자세한 설명과 문제해결 방법은 생산을 위한 3D모델링 조건 에 자세히 설명해 드리고 있습니다.

다중 바디 검사

하나의 파일 안에 여러 개의 바디가 들어 있는 경우입니다. 하나의 부피 단위를 구성하는 바디가 여러 개 존재하게 되면 실시간 자동견적 산출 시 바디들이 배치 때문에 큰 모델로 인식이 되어 견적이 과도하게 산출되는 문제가 있을 수 있습니다.

캐드를 활용하여 설계하셨다면 어셈블리 모델 전체를 내보내기(export) 하지 마시고, 파트별로 내보내기 하여 실시간 견적에 활용해 주세요. 메쉬 모델링 툴을 사용하시는 경우 하나의 파일에 하나의 파트만 포함하도록 다시 모델링 파일을 구성하여 내보내기 해주세요.

3D프린팅의 경우 의도적으로 비조립형 메커니즘(Non-assembly Mechanism)을 설계하는 경우가 있을 수 있습니다. 이 경우 해당 주의 사항은 무시하셔도 좋습니다.

생산 가능 크기 검사

생산 장비 하나로 한 번에 만들기 힘든 경우 생산 가능 크기 검사 실패가 나오게 됩니다. 이 경우 완전히 제조가 불가능한 것은 아니기 때문에 저희 1:1 문의로 글을 남겨주시면 생산 가능한 방법을 가이드 해드립니다. 주로 모델을 분할하여 접합하는 방식으로 제조 진행을 도와드릴 수 있습니다.

부분별 두께 검사

부품의 얇은 벽두께는 모든 생산 공정에 있어서 문제가 될 수 있습니다. 보통 1mm 정도 두께를 최소 두께로 고려하게 되는데, 이보다 두께가 작아지게 되면 절삭가공의 경우 가공단계에서 파단이 되고, 사출의 경우 사출 플라스틱이 끝까지 들어가지 않아 미성형되기도 하고, 3D 프린팅 적층 가공의 경우 해당 부분이 누락되거나 변형될 수 있습니다. 위 이미지에서 프로그램상 설계 모델(1)은 예쁘게 설계가 되었더라도 실제 생산된 부품(2)은 미성형 되거나 변형될 수 있습니다. 안정적인 제조를 위한 자세한 수치 데이터는 크렐로에서 제공하는 생산 공정별 설계 가이드를 참고해 주세요.

3D 뷰어 상에 표시되는 노란 부위는 주의가 필요한 부분으로, 파단, 미성형, 변형의 가능성이 높은 부분입니다. 이 경우 주의사항에 대한 제조 진행 동의 후 제조 진행이 가능합니다. 빨간 부위는 거의 예외 없이 문제가 발생할 수 있는 부분이어서 제조 단계로 넘어가실 수 없습니다. 모델을 수정하신 후 제조를 진행하시는 것을 추천 드립니다.

노란 부위의 경우 해당 부위의 길이가 두께의 5배보다 작은 경우, 예를 들어 해당 부분의 두께는 0.8mm인데 해당 면적의 길이가 4mm보다 작은 경우, 해당 경고를 어느 정도 무시하고 진행해 주셔도 무방합니다. 또한 자잘한 표면 패턴에 노란 부위가 있다면 해당 패턴은 살짝 뭉개질 수 있을 것이라고 생각하고 진행해 주시면 됩니다.

두께가 충분히 두껍더라도 한쪽에 무게가 많이 쏠리는 구조는 불안정하여 파단이 일어날 수 있습니다. 모델 자체에 부분적으로 무게 균형이 있도록 설계해야 하고, 한쪽에 무게가 집중되는 구조라면 해당 부분에 쉘을 주어 경량화하는 방안을 고려해야 합니다. 이런 구조의 경우 모델을 분할하여 조립형으로 설계하시는 것이 가장 좋습니다.

뭉개짐 위험 부분 검사

뭉개짐 위험 부분은 재료와 재료 사이의 간격이 너무 가까워 서로 붙어 있는 상태로 제조되는 경우입니다. 보통 1mm 정도의 갭을 최소 간격으로 고려하게 됩니다. CNC 가공의 경우 재료 사이의 간격이 너무 가깝게 되면 해당 부분의 재료를 제거할 수 없어 붙어 있는 상태로 제작되고 사출의 경우 해당 부분을 구현할 수 있는 얇은 금형 캐비티를 제작할 수 없어 제조가 불가능하게 됩니다. 3D프린팅의 경우 재료를 녹이거나 경화시키는 과정에서 재료들끼리 서로 달라붙은 상태로 제조가 되게 됩니다.

음각의 깊이가 0.4mm 보다 작은 낮음 음각들로 구성된 자잘한 표면 패턴의 경우 주의가 필요한 부분들은 조금 뭉개지거나 흔적만 남을 수 있다는 점만 인지하시고 진행해 주시면 됩니다.

갇힌 공간 검사

모델에 갇힌 공간이 존재할 경우 공구가 들어가지 않아 가공할 수 없거나, 제조하고 남은 재료들을 제거하지 못할 수 있습니다. 이 경우 분할하여 제작 후 조립, 접합하는 방식으로 제조를 하거나 모델에 구멍을 뚫어 제작한 후 구멍을 다시 메꿔야 할 수 있습니다. 이렇게 제조 공정을 복잡하게 가져가는 것보다 초기 설계 단계에서 여러 파트로 구성을 한 뒤 조립을 하는 방식으로 설계를 하시면 조금 더 안정적이고 더 좋은 품질의 부품을 제조하는데 도움이 되실 수 있습니다.