제조를 위한 설계 DFM

제조를 위한 설계(Design for Manufacturing, DFM)는 제품 개발 과정에서 중요한 역할을 수행하는 핵심 전략입니다. DFM 원칙은 제품의 설계와 제조 단계 사이의 간극을 줄이는 데 초점을 맞추며, 이를 통해 생산성과 효율성을 향상하고 비용을 절감합니다. 오늘 이 글에서는 DFM 원칙에 대해 자세히 알아보고, 그 중요성과 적용 방법에 대해 알아보겠습니다.

 

1. DFM의 중요성

a. 비용 절감:

복잡하거나 비현실적인 디자인 요소를 최소화함으로써 제조 과정에서 발생할 수 있는 추가 비용이나 지연 시간을 줄일 수 있습니다.

b. 제조 가능성 향상:

실제 제조 가능한 디자인 요소만 포함하도록 하여 생산 과정에서 문제가 발생할 확률을 줄입니다.

c. 생산성 증가:

최적화된 디자인으로 인해 생산 속도와 효율이 향상됩니다.

 

2. 주요 DFM 원칙

a. 단순화 및 표준화:

가능하면 복잡한 디자인보다는 간단하고 효율적인 디자인을 선호합니다. 또한, 표준 부품과 공정을 사용하여 생산과 유지 보수를 간소화합니다. 가끔 초보 설계자들이 설계를 하라고 했더니 예술을 한다는 말을 들을 때가 있습니다. 굳이 하지 않아야 하고 모양을 만들 피요 없는대 복잡하고 가공이 어렵게 만들어 더 많은 가공 비용을 발생시키는 실수를 할 수 있습니다. 설계자는 최대한 단순한 형상으로 최고의 성능을 만들어내려 고민할 필요가 있습니다.

b. 재료 및 가공 고려:

선택된 재료와 가공 방법이 설계에 적합한지 확인해야 합니다. 재료의 속성, 가공 가능성, 비용 등 모든 요소가 최종 제품의 성능과 비용에 영향을 미칩니다. 그렇기 때문에 설계자는 가공에 대해서도 가능한 많은 지식이 필요합니다. 자신이 설계한 가공품이 어떤 식으로 가공될지 생각해서 최대한저렴하고 간편하게 가공을 할 수 있는 방법을 고민하며 설계를 하여야 합니다.

c. 공차(Tolerance) 최적화:

필요 이상으로 엄격한 공차는 제조 비용과 복잡성을 증가시킬 수 있습니다. 따라서 필요한 최소 수준의 공차만 지정해야 합니다. 실제 현업에서 과도한 공차로 인해 가공비가 올라가는 경우가 많습니다. 설계자 입장에선 공차가 많을수록 추후에 생길 문제가 적어지니 과한 공차로 안전성을 가져가고 싶지만 그로 인해 발생하는 비용이 많기에 실제 필요한 중요 치수가 무엇인지 파악한 후 중요 치수만 공차를 적용하여 최소한의 공차로 설계를 하는 것이 중요합니다.

d. 제조 및 조립 용이성:

설계는 실제로 제조하고 조립할 수 있어야 합니다. 이를 위해 부품의 개수를 줄이고, 복잡한 조립 단계를 피하며, 어려운 접근 지점이나 복잡한 연결 요소를 최소화해야 합니다. 설계자는 조립 방법에 대해서도 생각을 하면서 설계하여야 합니다. 조립이 불가능하거나 매우 어렵게 설계가 되어있으면 조립 공수가 많이 들어가고 세팅이나 추후 수정이 필요해 해체를 할시 매우 어려운 부분이 있습니다. 그렇기에 현장에서 조립하면서 개선사항으로 조립 용이성을 올려달라는 내용에 귀 기울이고 조립 공구 및 방식을 생각하여 조립 공수를 최소화할 필요가 있습니다.

e. 검사 용이성:

검사는 제조 프로세스의 중요한 부분입니다. 따라서 설계 단계에서 검사 접근성과 측정 용이성도 고려되어야 합니다. 간혹 중요한 치수나 요구 값이 있을 때 도면에 표를 만들어 가공 업체에서 확인 후 도면에 기입하여 불량을 줄이고 검사를 최소하 하는 경우도 있습니다.

 

3. DFM 구현 방법

a. 다부처 협업:

설계자와 제조 담당자 간의 긴밀한 협업은 DFM 전략의 핵심입니다. 양쪽 모두가 프로젝트 초기 단계부터 참여하여 서로의 요구사항과 한계를 이해하고, 그에 따라 최선의 결정을 내릴 수 있어야 합니다. 

b. 지속적인 피드백 및 개선:

제품이 시장에 출시된 후에도, 제조 및 사용 단계에서 얻은 피드백을 활용하여 설계를 지속적으로 개선하는 것이 중요합니다. 

 

설계자는 최소한의 비용 을로 최대한의 기능을 끌어내는 설비를 만드는 목표로 설 게를 하여가 경쟁력도 강해지고 누구나 인정받을 수 있는 설계자가 될 수 있습니다. 그렇기에 DFM은 설계자라면 누구나 숙지해야 하고 지켜야 하는 원칙입니다.