제거식네일-제품 양산 준비 #3
제품화 회의를 거치면서 내하체의 제원, 생산 방법, 재료의 배합 조건, 밀폐 방법 등 제품화를 위한 기본적인 준비를 마쳤다.
공장에 구비되어 있는 장비를 이용해 금형을 직접 제작하기로 했다.
<밀링>
특허개발 이야기 ( 제거식 네일- 제품양산 준비) #3
특허개발 이야기 ( 제거식 네일- 제품양산 준비) #3
특허개발 이야기 (제거식네일-제품화과정) #2
특허개발 이야기 (제거식네일-제품화과정) #2
제거식네일-제품화 과정 #2
R&D를 통해 제거식 네일의 구조적 안정성과 제거 방식의 효과를 확인했다. 이제는 본격적인 제품화 과정이다!
1. 제품화 아이디어 회의
내하체 개발 과정 중에 제거 방식에 대한 아이디어가 마구 떠오른다. 덕분에 파생되는 특허도 계속 늘어난다. ㅠㅠ
- 회전식 제거식 네일
제거 소켓의 형태가 나선 모양이다. 몇 번의 회전만으로도 쉽게 제거될 수 있는 아이디어이다.
<회전식 제거식 네일 구조>
- 반회전 제거식 네일
반회전식은 R&D 과정 중 단방향이던 키(KEY, 제거식 소켓)를 대칭 구조로 변환한 것이다.
제품명은 'QSR NAIL'이며, 대략 5년 동안 제조·판매하며 수많은 시행착오를 거쳐 완성된 제품이다.
<반회전 제거식 네일 구조>
파생된 특허가 벌써 2개다. 그 밖에 다수의 아이디어들이 있었으나 기술적 문제 및 경제성 때문에 사라진 아이디어들도 있다. 그중 반회전 제거식 네일을 제품화하기로 했다.
2. 제품화
내하체의 크기, 제거 소켓의 생산 방법, 밀폐 방법 등 제품화에 필요한 세부 사항을 결정하는 단계이다.
철근과 제거식 소켓이 결합해 있다가 내하체에 체결된 후, 제거할 때는 제거식 소켓이 철근과 내하체로부터 분리되도록 설계했다.
<결합상태 : 제거식소켓+철근+내하체 고정>
<분리상태 : 내하체와 제거식소켓+철근 분리>
<철근제거 : 내하체, 제거식소켓, 철근 분리>
<철근과 제거식소켓>
3. 제품 양산을 위한 제조 방식 및 규격 결정
- 제거식 소켓과 내부 고정 소켓은 정밀 주조 방식으로 생산하기로 한다.
- 내하체는 나일론 글래스(Nylon Glass)를 적용하여 사출 제조한다.
- 철근은 D25mm...
그런데 일반 네일을 적용하고자 했으나 문제가 발생했다. 생산되는 철근 마디의 형태와 위치가 제강 회사마다 다르고, 같은 회사 제품이라도 생산 시점에 따라 철근 마디 위치가 제각각이었다.
제거식 소켓은 철근 마디 형태에 딱 맞게 제작되어야 하는데, 보통 문제가 아니었다.
당장 이 문제를 해결할 수 없어, 마디의 형태와 위치가 일정한 나선형 철근을 사용하는 것으로 결정했다. (경제성 면에서는 상당한 타격을 입었다.)
이처럼 여러 가지 문제와 해결 방안을 모색한 끝에 대량 생산을 위한 금형 작업에 착수하게 된다.
다음편에서......
특허개발 이야기 (제거식 네일-R&D) #1
특허개발 이야기 (제거식 네일-R&D) #1
제거식 네일 - R&D #1
특허 제품 또는 공법의 개발은 시간과 비용이 많이 들어가는 일이다. 그러나 만약 기존 공법보다 경제적이거나 현장에서 반드시 필요한 제품(공법)을 만들 수만 있다면, 레드오션(Red Ocean)에서 벗어나 블루오션(Blue Ocean)에서 사업을 펼칠 수 있다.
우리 회사에서 취득한 특허는 총 22개, 디자인 등록은 5개이며, 그중 제품 개발 및 사업화에 성공한 것은 총 8개이다.
그런데 특허 및 디자인 등록을 마친 제품의 숫자(27개)와 실제 사업화에 성공한 제품의 숫자(8개)에는 왜 차이가 나는 걸까?
이유가 있다. 이번 이야기는 바로 '제거식 네일' 개발 과정에서 발생한 여러 가지 비하인드 스토리다.^^
1. 현장에서의 필요성 파악
비탈면 보강업에서 어느 정도 자리를 잡을 무렵, 굴착 공사 현장에 방문한 적이 있다. 굴착 가설 보강재로 제거식 앵커와 제거식 네일이 사용되고 있었다.
기존에 사용하던 제거식 네일은 PVC 내하체와 나선형 철근을 이용한 회전 제거식 제품이었다. 참 좋은 아이디어였다.
그러나 연질의 PVC 재질 내하체와 회전식 제거를 위한 기계 장비, 그리고 일반 철근보다 비싼 나선형 철근을 사용해야 한다는 한계가 있었다.
현장에서는 더 경제적이면서도 제거율이 높은 제품을 간절히 원하고 있었다.
2. 개발 비용의 분산
바로 이때, 새로운 제거 방식에 대한 아이디어가 번뜩 떠올랐다!
그런데 이 아이디어를 제품화하려면 적지 않은 개발 비용이 발생한다. 개발 비용 분산 및 사업성 극대화를 위해 대기업과 R&D를 함께하는 방법을 모색하던 중, '삼성물산 주택사업부'에 제안하여 공동 연구 과제를 수주했다. 일정 부분 개발비 지원을 받음은 물론, 공동 개발을 통해 삼성건설 현장에 전량 적용할 수 있을 것이라는 기대가 컸다.
<삼성물산 대상 R&D 제안 내용
2) 재료의 혁신(엔지니어링 플라스틱의 적용)
기존 제품의 취약점인 연질의 PVC 내하체를 대체하고 대량 생산이 가능한 고강도 플라스틱으로 개발이 필요했다.
엔지니어링 플라스틱(engineering plastics)은 금속을 대체할 수 있는 고성능 플라스틱이다.
재료의 배합 비율을 바꿔가며 내하체의 강도을 확보했다.
플라스틱은 사출이라는 과정을 통해 재품을 양산하는데 제품의 성형이 자유롭고 생산 비용도 절감되는 특성이 있다.
4. 시재품 개발
시제품은 아이디어를 현실화 하는 과정이다. 머리속에서만 존재하던 제품의 기능과 성능이 요구 되는 공학적 특성을 만족하는지 시험을 통해 문제점을 발견하고 수정하는 과정 이기도하다.
<1차 시제품: 강철 내하체>
<2차 시제품: 강철 내하체>
<3차 시제품: 내하체 나일론 글라스>
<실내 시험>
<시험결과>
시제품을 통해 성능과 기능 개선 작업을 수행했다. 역시 비용과 시간이 많이 들어가는 작업이다. 1차부터 3차까지 기능적인 부분을 계속해서 개선한 끝에, 최종적으로 실내 시험을 수행한 결과 목표했던 성능에 도달했다.
4. 현장 시험
현장 시험은 보강재가 받는 응력과 변위를 측정하는 매우 중요한 과정이다.
현장 시험 결과 제거식 네일의 응력 및 변위, 크리프(Creep) 등의 공학적 특성을 확인했으며, 제거 시간 또한 함께 체크했다.
상용화해도 될 정도의 우수한 결과를 확인하고, 이제 본격적인 제품화 과정으로 돌입한다... <다음 편에서>
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