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독특한 휠체어 디자인을 구현할 수 있는 3D 설계 도구

MATSUNAGA MANUFACTORY CO., LTD.

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Photos courtesy of [name]

Matsunaga Manufactory는 오토데스크 소프트웨어를 이용해 혁신적인 휠체어를 설계, 개발 및 제조하고 있습니다

1974년에 설립된 휠체어 제조업체인 Matsunaga Manufactory Co.는 일본 최고 수준의 생산량과 매출을 자랑합니다. 이 회사는 15년이 넘는 세월 동안 Autodesk Inventor 3D CAD 소프트웨어를 활용해 왔습니다. 원래 Matsunaga의 설계자들은 2D CAD 도면으로 작업했습니다. 그러다가 디자인 형태를 확인하고 지침서에 사용할 CG 이미지를 제작하기 위해 부품을 시각화하기 위해 3D 프린터를 이용하기 시작했습니다. 이 회사는 3D 데이터 이용 범위를 점차 확장했고, 현재는 3D CAD 파일을 이용하여 거의 모든 혁신적 제품을 설계 및 분석하고 있습니다.

Matsunaga는 최초로 모든 것을 3D로 제작한 프로젝트를 시도했는데, 이는 기억에 남을만한 것이었습니다. 전체를 Resin으로 제작한 Morph라는 이름의 휠체어는 주요 항공사와 공동으로 개발한 제품으로서 터미널부터 항공기까지 더 효율적이고 간편하게 승객을 이동시키기 위한 것이었습니다.

과제: 사용자의 고유한 요구사항을 위한 혁신적인 디자인 개발

동경의 하네다 공항에서는 수년 동안 여행객들에게 휠체어를 제공해 왔습니다. 하지만 탑승 전에 금속 탐지기를 신속하게 통과할 수 있는 방법을 도저히 찾을 수 없었습니다.

"탐지기는 승객이 휠체어에 타서 검사 구역을 통과할 때 금속 부품에 반응하기 때문에 승객은 몸수색을 받을 수밖에 없습니다"라고 Matsunaga의 개발 이사인 Tomochi Hibino가 설명합니다. "한 항공사에서 이러한 문제를 비용 효율적으로 해결할 수 있는 방법이 무엇일지에 대해 제게 상의를 요청하여 이 프로젝트가 시작되었습니다."

모두가 보안 검사를 거쳐야 하지만 휠체어 사용자는 규칙을 준수하는 경우에도 추가적인 부담을 져야 했습니다. 이는 그들에게만 불편한 것이 아니라 대기 시간이 길어지게 해 모든 여행객들에게 영향을 미치는 문제였습니다.

Hibino가 말을 잇습니다. "문제를 해결하려면 탐지기를 피해 갈 수 있는 휠체어를 만들어야 했습니다. 항공사에서는 탑승 수속부터 보안 검사와 탑승까지 이어지는 절차가 물 흐르듯이 진행되기를 원했습니다."

비금속 재료를 이용해 휠체어 본체를 제조하는 것이 명백한 해결책이었으나 여기에는 다양한 추가적인 문제점이 있었습니다.

"Resin 부품을 사용한 휠체어가 있기는 했지만 본체 전체를 Resin으로 제작한 제품은 없었습니다. 그러한 제품은 만들기가 상당히 어려웠습니다. 우리는 처음부터 Autodesk Inventor를 이용해 이 제품을 디자인하고 개발했습니다."

Tomochi Hibino, 개발 부서 이사, Matsunaga Manufactory

이러한 휠체어가 JIS(Japanese Industrial Standards)에 따라 다른 모든 휠체어와 동일한 성능 및 안전 기준에 부합하도록 하려면 철이나 알루미늄을 대체하기에 충분한 강도를 지닌 재료를 이용해야 했습니다. 수많은 시행착오 끝에 Matsunaga 팀은 Resin을 이용하기로 결정했습니다.

또 다른 과제는 발권 구역부터 항공기의 좌석까지 동일한 휠체어를 이용해 여행객을 이동시키는 것이었습니다. 이는 휠체어의 폭이 매우 좁아야 함을 의미하기 때문입니다. 결과적으로 Matsunaga 팀은 여행객을 좌석까지 인도할 수 있도록 필요에 따라 커다란 바퀴를 탈부착할 수 있는 방식을 채택했습니다.

"Resin 부품을 사용한 휠체어가 있기는 했지만 본체 전체를 Resin으로 제작한 제품은 없었습니다."라고 Hibino가 설명합니다. "그러한 제품은 만들기가 상당히 어려웠습니다. 우리는 처음부터 Autodesk Inventor를 이용해 이 제품을 디자인하고 개발했습니다."

Morph 휠체어는 100% 수지로 제작되었고 그 바퀴는 탈부착형입니다. 이미지 제공: Matsunaga Manufactory

해결 방법: 엔지니어가 3D 모델을 더욱 효율적으로 개발할 수 있도록 지원하는 오토데스크

하지만 Matsunaga에서 수지로만 제작된 휠체어를 개발하는 과제를 해결하려면 우선 3D 설계 방식으로 전환해야 했습니다.

Matsunaga 개발 부서 엔지니어링 분과에서 근무 중이며 3D CAD로의 전환을 이끈 Hirokazu Sobajima는 "전환을 위해 우리는 많은 준비를 했으며, 이제 좋은 결과를 얻고 있습니다"라고 말합니다.

과거에 Matsunaga에서는 기존의 폴더 구조를 이용해 Inventor에서 생성된 3D 데이터를 관리했습니다. 서로 비슷한 수많은 도면이 각 폴더에 저장되었고 특정 파일을 찾기 위해서는 상당한 시간과 노력이 필요했습니다. 사소한 사양 변경을 모든 파일에 동시에 업데이트할 수 없다는 것도 불편했습니다. 이 회사에서는 Autodesk Vault 협업 소프트웨어를 이용하는 새로운 데이터 관리 시스템을 제작해 파일 관리, 승인 및 버전 추적에 대한 표준 규칙을 설정했습니다.

“우리는 도면을 하나씩 검토하고 설계 자산을 재생성했으며 이 과정 덕분에 신제품을 더욱 간편하게 개발할 수 있게 되었습니다"라고 Sobajima가 설명합니다.

이러한 신제품 중 하나가 MP(Max Performance) Custom이라 불리는 맞춤 제작 휠체어였으며, 이는 Morph의 디자인에 영향을 미쳤습니다. 스포츠를 좋아하는 활동적인 사용자를 위해 디자인된 스포츠형 휠체어인 MP Custom은 Inventor의 3D 자산을 설계 템플릿에 통합해 개발되었습니다.

"MP 시리즈의 흥미로운 점 하나를 들자면 맞춤형 단일 피스 구조가 활용되었다는 것입니다." Matsunaga 개발 부서에 근무 중이며 MP 프로젝트를 감독했던 Masayuki Hirose가 이야기합니다. "이 제품은 개별 사용자의 치수에 맞게 제작됩니다." 또한 MP Custom은 기존 휠체어에 사용되던 조정 메커니즘을 배제하여 무게를 상당히 줄일 수 있었습니다. 세련된 디자인과 경량의 본체 덕분에 이 휠체어는 매우 높은 인기를 끌었고, 2015년에 Good Design Award를 수상했습니다.

MP Custom의 유일한 문제는 전문 디자이너가 신규 주문을 위한 설계도 하나를 다시 그리는 데 1주일이 소요된다는 것이었습니다. 납기에 소요되는 시간을 단축하기 위해 Sobajima와 그의 팀은 Inventor의 3D CAD 데이터로 디자인 템플릿을 제작했습니다.

"디자인 템플릿 자체가 사양을 결정합니다." Sobajima의 말이 이어집니다. "우리는 Otsuka Shokai Co. Ltd.와 약 3개월간 협업하여 템플릿 디자인을 간편하게 만들어주는 3D 모델을 구축했습니다. 이제 고객의 치수를 입력하면 5분 내에 완전한 3D 모델을 완성할 수 있습니다."

"디자인 템플릿의 3D 모델 내에는 전문가의 모든 노하우가 포함되어 있으므로 전에는 전문가만 취급할 수 있었던 제품의 도면을 이제는 누구나 그릴 수 있습니다. 그 영향력은 대단합니다."

Hirokazu Sobajima, 개발 부서 엔지니어링 팀, Matsunaga Manufactory

이로써 고객의 도면을 손쉽게 작성할 수 있는 것은 물론, 조립, 용접 및 처리를 위한 생산 도면도 한 번의 클릭으로 자동 생성할 수 있습니다. 의도한 바대로 템플릿 기반 접근 방식을 통해 디자인 리드 시간을 대폭 단축할 수 있었습니다.

개발 부서 엔지니어링 팀의 Masaaki Takada는 "디자이너가 지는 부담이 줄어들 뿐만 아니라 고객과 함께 디자인을 검토하고 생산에 앞서 도면을 준비하는 과정도 더욱 간편해졌습니다. 그 결과 납품까지 소요되는 시간도 상당히 단축할 수 있었습니다."라고 말합니다.

디자인 템플릿의 또 다른 이점은 지식 공유가 간편해졌다는 점입니다. 이전에는 전문가만 이러한 디자인을 작성할 수 있었습니다.

“이제 디자인 템플릿의 3D 모델 내에는 전문가의 모든 노하우가 포함되어 있습니다." Sobajima의 말입니다. "이전에는 전문가만 취급할 수 있었던 제품의 도면을 누구나 그릴 수 있게 되었습니다. 그 영향력은 대단합니다."

Inventor에서 작성된 3D 디자인 템플릿을 이용하면 다양한 수준의 역량을 지닌 엔지니어들이 복잡한 맞춤형 휠체어 디자인을 작성할 수 있습니다. 이미지 제공: Matsunaga Manufactory

"Inventor와 Vault를 사용하면 제품을 정밀하고 효과적으로 만들 수 있을 것입니다."

Tomochi Hibino, 개발 부서 이사, Matsunaga Manufactory

결과: Inventor를 활용한 설계 및 개발 간소화

MP Custom은 템플릿 기반 디자인을 통해 유례 없이 다양한 크기와 44가지 색상을 지원합니다. 또한 MP Custom을 개발한 경험 덕분에 Morph 휠체어의 요구사항을 더욱 수월하게 충족시킬 수 있었습니다.

Sobajima는 "우리가 오랜 세월 동안 축적해온 휠체어 제조 기술과 노하우는 Inventor의 3D CAD 디자인을 만나 커다란 결실을 맺게 되었습니다"라고 말합니다.

3년의 개발 기간을 거쳐 완성된 Morph의 디자인은 2016년 봄에 공개되었습니다. 전체가 Resin으로 구성된 디자인은 일본에서 커다란 관심을 끌었고, 2016년 Good Design Gold Award를 수상한 것은 물론 원래의 항공사 파트너로부터 64대의 초도 주문을 받았습니다. 또한 2018년 German Design Award에서는 우수 제품 디자인 분야에서 수상을 했습니다.

Matsunaga는 일본 내의 모든 공항에서 Morph 휠체어 홍보에 나설 계획입니다. 특히 2020년 동경 하계 올림픽이 다가오면서 다른 항공사로부터의 문의가 꾸준히 증가하고 있습니다. 그 밖에도 자성이 있는 물질이 허용되지 않는 MRI 스캔실에서 환자 이동용으로 활용할 수 있는 기회가 있습니다. 이러한 모든 목표를 달성하기 위해 Matsunaga는 Inventor를 이용한 3D CAD 디자인으로의 전환을 마무리하고 있습니다.

"모든 연령대의 고객을 위한 우수한 제품을 만드는 것이 우리 회사의 첫 번째 원칙입니다." Hibino가 말을 잇습니다. "따라서 우리는 새롭게 부각되는 시장 요구사항을 가능한 한 빨리 충족시켜 고품질의 제품으로 만들어 내겠다는 전략적 목표를 고수하고 있습니다. Inventor와 Vault를 사용하면 제품을 정밀하고 효과적으로 만들 수 있습니다."

Matsunaga Manufactory는 일본 최고 수준의 생산량과 휠체어 판매량을 자랑하는 휠체어 제조업체로 자리 잡았습니다. 사장 겸 대표이사인 Noriyuki Matsunaga는 회사의 사명에 대해 다음과 같이 말합니다. "현재 당사는 일본 내수 제품 개발에 중점을 두고 있으나 '건강하게 장수하는 것'은 인간이 공통으로 지닌 갈망입니다. 우리의 기술과 노하우는 전 세계에서 유용하게 활용될 수 있습니다. 글로벌 커뮤니케이션의 확장이 해외에서 제품을 제작하고 판매하는 데 핵심적인 요인이 될 것입니다. 3D [디자인] 제품의 사용이 증가하면서 우리는 아시아 최고의 휠체어 제조업체로 자리잡을 것이며 궁극적으로 전 세계에서 인정받는 기업이 되고 싶습니다."

사장 겸 대표이사 Noriyuki Matsunaga

참조 사이트

오토데스크 소프트웨어가 촉박한 일정 속에서 더 많은 혁신적인 설계를 생성하는 데 어떤 도움이 되는지를 자세히 알아보려면 https://www.autodesk.co.kr/products/inventor/overview 를 방문하십시오.

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