개요

브라켓은 유체펌프 모터를 고정시키는 역할을 하는 제품입니다.
의뢰 기업은 사내 벤처에서 개발한 모터를 검토하기 위해,
실제와 유사한 정밀도의 시제품을 제작하기를 원하셨습니다.

제품 수령 후 모터를 작동시켜 브라켓의 구조적 안정성 등을 검토해야 했기에
스위치와 모터, 배터리, 전선 등의 기성품 삽입이 예정되어 있었습니다.

그래서 제품의 주 목적인 조립과 고정에 지장이 없도록 기성품의 수치를 설계에 정확히 반영했습니다.
또한 실제 프린팅에 있어서는 정밀도가 높은 SLS 공정을 이용해 브라켓을 제작한 건입니다.

 

제작 공정

SLS: 정밀한 공차 설정을 위해 파우더를 레이저로 소결하는 공정을 선정했습니다.

① 용융된 소재가 타 3D 프린팅 공정보다 안정적으로 결합하는 SLS 방식은
　 내구성이 필요한 공업용 제품에 사용하기 좋습니다.

② 이번 프로젝트의 경우 모터 고정이 필요했기에,
　 레이저로 세세한 디테일을 구현할 수 있는 SLS 공정이 안성맞춤이었습니다.

PA12: SLS 공정의 대표적인 소재로, 물질 특성이 뛰어나 해당 소재를 이용했습니다.

① 산업용 플라스틱의 특성을 지니고 있어 소재 자체의 내구성도 좋은 편입니다.

② 3D 프린팅 소재 중에서는 물리적인 성질과 화학적인 성질이 뛰어난 편이어서
　 실제로 사용 테스트를 진행하는 워킹목업에 자주 이용됩니다.

③ 그라파이팅 후처리를 하지 않을 경우 절연체의 특성을 지닙니다.
　 감전 위험이 덜하고 외부 전류로부터 내부 부품을 보호하는 전기적 안정성을 가지고 있어,
　 브라켓 속 모터가 외부 환경의 영향을 덜 받도록 합니다.

 

제작 과정

3D 모델링

제작에 사용할 기기와 소재의 특성을 고려해 설계했습니다.

펌프 모터 브라켓 3D 모델링

 

조립품인 펌프 모터 브라켓은 여러 파트로 나뉘어 있습니다.
이렇게 다양한 파트가 존재하기에 파트별 공차를 고려하고,
추후 결합할 부품의 수치까지 고려하여 설계를 진행했습니다.

대면 미팅에서는 설계 이전 착오를 줄이기 위해
모터 등 브라켓에 들어갈 부품을 정확히 선정하고 프레임 도면을 확정지었습니다.
상부 커버에는 스위치, 브라켓 본체에는 별도 주문한 모터와 배터리를 삽입하게 되었습니다.

3D 모델링 단계에서는 모터의 진동을 버티며 고정할 수 있도록 두께를 설정했습니다.
전달 받은 로고를 양각으로 삽입하고, 상부 커버를 고정하기 위한 나사를 별도로 설계했습니다.
모든 작업은 각 부품 결합에 문제가 없도록 공차 설정에 주의하며 진행했습니다.

 

3D 프린팅

정밀도가 높은 SLS 공정과 PA12 소재를 이용하여,
커버의 로고부터 기성품 결합이 필요한 파트까지 설계대로 제작했습니다.

3D 프린팅 완료한 펌프 모터 브라켓

 

커버

상부 커버는 모터가 흔들리지 않도록 나사로 고정하는 구조입니다.
나사가 헐겁지 않은 선에서 원활히 체결되도록 가공하였으며
로고와 문구를 양각으로 깔끔하게 제작했습니다.

하부 커버는 슬라이드 방식으로 밀어서 여닫을 수 있습니다.
하부에 들어가는 배터리와 전선에 문제가 생겼을 때 교체가 용이하도록
상하부 커버 결합 방식을 다르게 설계했습니다.

 

본체

두 개의 모터가 들어갈 수 있는 브라켓 본체입니다.
본체 하단에는 배터리를 거치할 수 있는 배터리 슬롯이 있습니다.

결합이 필요한 부위는 더욱 세심하게 점검하여 제작했습니다.
내부 Y자 호스와 연결할 수 있는 체결부 입구와 스크류 나사가 들어갈 탭 홀 등
세밀한 부위의 결속에 문제가 없게끔 공차를 설정했습니다.

 

제작 결과

기성품 호환이 용이하도록 치수를 정확히 반영한 펌프 모터 브라켓은,
실제 부품을 삽입해 조립 검토까지 완료한 후 의뢰 기업에게 전달했습니다.

3D 프린팅 후 조립한 펌프 모터 브라켓

펌프 모터 브라켓 본체와 상부 커버는 제품을 꼭 맞게 고정하는 역할을 합니다.
모터를 안정적으로 고정하면서도 재료 소모량을 최적화하기 위해,
본체 폭을 넉넉하게 넓히는 대신 상부 커버를 이용해 모터 절반을 고정할 수 있는 구조를 만들어 두었습니다.
나사를 조였을 때 본체와 상부 커버가 알맞게 체결되며 모터가 고정됩니다.

하단의 배터리 슬롯은 기성 배터리의 생김새에 따라 측면에 전선이 지나갈 공간을 만들었습니다.
배터리가 노후화 되면 하부 커버를 열어 쉽게 교체할 수 있으며,
배터리 하나를 꼭 맞게 수납할 수 있는 높이의 슬롯이기에 하부 커버를 닫으면 제자리에 고정됩니다.
본체 측면 구멍으로 외부 기기와 배터리 전선을 연결해 충전기를 사용하여 반복 시연할 수 있습니다.

 

마치며

펌프 모터 브라켓의 설계부터 모터 조립까지 진행한 프로젝트입니다.
별도 구매 부품의 조립까지 수월하게 이루어져야 했던 만큼 공차와 정밀도가 중요했으며,
한양3D팩토리의 경험에 기반한 설계로 리스크 없이 제작을 완료할 수 있었습니다.

한양3D팩토리는 의뢰 기업의 의도를 고려한 제품을 제작하고 있습니다.
홈페이지 우측 상단이나 하단 배너의 제작문의를 누르면 빠른 문의가 가능합니다.