정수기 시제품 제작 단계별 가이드: 개념 증명부터 실현까지

정수기는 기계적 장벽, 화학적 공정, 생물학적 공정을 사용하여 물의 불순물을 제거하거나 줄입니다.

TV 쇼에서 영국 모험가 베어 그릴스가 야생에서 숯을 필터로 사용하여 물의 유해 불순물을 제거하는 것을 보셨을 겁니다. 숯 사용은 기계적 장벽과 생물학적 공정의 결합이라고 할 수 있습니다.

새로운 정수기 만들기

오늘날 사회에서 정수기는 매우 흔한 제품이고 시장은 꽤 포화 상태입니다. 수많은 다른 정수기 중에서 돋보이는 새로운 정수기를 만드는 것은 아마 매우 어려울 것입니다.

예를 들어 일론 머스크와 테슬라, 오늘날 테슬라를 생각하면 절대적인 성공 스토리입니다. 일론 머스크는 테슬라의 성공 덕분에 부분적으로 세계 최고 부자가 되었습니다. 테슬라 탄생 전에도 이미 시장에 많은 연료 자동차가 있었습니다. 대부분의 소비자는 자신이 얻을 수 있는 것에 만족했습니다. 자동차는 성숙한 제품이지만 전기 자동차는 아니었습니다. 사실과 "60 Minutes"와의 일론 머스크 인터뷰(거의 눈물을 흘릴 뻔한)를 보면 새로운 제품을 만드는 것이 얼마나 어려운지 알 수 있습니다. 일론만큼 똑똑하고 낙관적인 사람도 테슬라가 붕괴 직전까지 간 적이 있었습니다. 그러나 모든 역경을 딛고 테슬라와 일론 머스크는 성공했고, 일론의 우상들도 그를 믿지 않았음에도 불구하고 해냈습니다.

내가 말하려는 것은 새로운 제품을 만드는 것이 결코 쉽지 않다는 것입니다. 항상 장애물로 가득하고 많은 노력이 필요합니다. 제조 산업과 똑같습니다. 좋은 아이디어, 도면, 공정 외에도 우리 내면을 동기부여하는 일론 머스크 같은 영감적인 인물도 필요합니다.

시제품 제조업체로서 우리는 최근 몇 년간 "스마트 기술"이 유행임을 알 수 있습니다. 새로운 정수기를 만들고 싶다면 스마트 정수기 개발을 시도해 볼 수 있습니다.

플라스틱이나 금속 부품이든 귀하의 아이디어를 증명하기 위한 컨셉 시제품을 만들 수 있습니다. 파일럿 생산과 양산 시작 전 실용적인 제안도 제공합니다.

사례 연구 - 정수기 시제품 제작

한 고객이 약 10갤런의 물을 담을 수 있는 정수기 제작을 문의했습니다. 대부분의 부품은 양산 시 투명 폴리카보네이트여야 하지만 시제품 재료는 어떤 투명 플라스틱이든 상관없습니다. 고객은 시제품을 가능한 한 저렴하게 만들고 싶어합니다. 또한 시제품 제작의 주 목표는 정수기가 작동하는지 테스트하는 것이며, 미학은 그다지 중요하지 않습니다.

재료 고려사항

투명 시제품에 사용 가능한 재료는 무색 폴리카보네이트, CNC 가공용 무색 아크릴, 진공 주조용 무색 폴리우레탄, 광경화성 수지 조형(SLA, 3D 프린팅)용 무색 감광성 수지입니다.

검토 사항

무색 PC/PMMA는 보통 미적 요구사항이 높거나 광학적 테스트가 필요한 부품(예: 자동차 렌즈)에 사용되며, 특히 PMMA 부품은 표면 조도 Ra 0.025~0.05μm를 달성할 수 있습니다. 그러나 때때로 부품이 CNC 기계에 비해 너무 크면 분할 후 접착해야 합니다. UV 접착제로 접착된 투명 PC/PMMA 부품은 부품 미학에 거의 영향을 주지 않지만, 물을 담아야 하는 부품의 경우 접착 부위가 충분히 강하지 않을 수 있습니다. 물을 담는 부품을 잘 견디게 하려면 모노리식(일체형)으로 만드는 것이 좋습니다.

정수기 시제품: 진공 주조 또는 3D 프린팅

진공 주조용 무색 폴리우레탄도 투명 부품을 만드는 이상적인 방법입니다. 진공 주조 투명 부품은 거의 광학적으로 투명하게 만들 수 있습니다. 우리도 이 재료와 공정을 많이 사용하여 자동차 렌즈를 만듭니다. 진공 주조는 실리콘 몰딩이라고도 합니다. 한 번의 진공 주조 공정으로 실리콘 금형을 약 15회 재사용할 수 있어, 두 번째 부품부터 열다섯 번째 부품까지는 금형 비용이 없습니다. 따라서 수량이 2개 이상 100개 미만일 때 진공 주조가 가장 비용 효율적인 방법입니다. 고객은 시제품 1개만 필요하고 최대한 저렴하기를 원하므로 여기서는 진공 주조가 최적의 방법이 아닙니다.

투명 시제품을 만드는 또 다른 방법은 광경화성 수지 조형(3D 프린팅)입니다. 사용 가능한 유일한 재료는 감광성 수지입니다. 일반적으로 3D 프린팅은 꽤 큰 부품을 만들 수 있습니다. 이 경우 3D 프린팅을 사용하면 CNC 가공 방식처럼 부품을 여러 개로 분할하고 접착할 필요가 없습니다. 부품을 모노리식으로 프린팅할 수 있으며, CNC 가공에서는 대부분의 부품을 분할 접착해야 하고 CNC 엔드밀로 도달할 수 없는 영역도 있습니다. 3D 프린팅으로 만든 투명 부품은 폴리우레탄 부품과 PC/PMMA 부품보다 훨씬 덜 투명하며, 공정 중 투명 부품 내부에 기포가 발생할 수 있습니다. 계산 결과 3D 프린팅 방법이 가장 저렴했습니다. 고객은 결국 이 방법을 선택했습니다.

3D 프린팅으로 정수기 부품을 만든 후 고객이 조립했고, 예상대로 작동했습니다. 고객은 정수기 양산을 진행하는 것을 고려 중입니다.