3D 프린터로 빠른 시제품 제작 및 기업 경쟁력 강화

반영구 화장 머신과 니들 전문 제조 유통 업체인 성윤테크는 더 높은 품질의 제품을 합리적인 가격에 제공하며, 신뢰할 수 있는 신속한 A/S를 제공하는데 초점을 두고 있다. 회사의 성장과 함께 고객의 요구를 빠르게 반영할 수 있도록 시제품 제작 과정을 개선해야 한다는 요구에 직면한 성윤테크는 3D 프린터를 통해 다품종 소량 생산을 위한 시제품 제작 프로세스 혁신을 추진했다. ■ 자료 제공 : 프로토텍

▲ 스트라타시스 J55 프라임으로 출력된 디자인 및 기능성 검증용 시제품

성윤테크는 2010년 설립한 반영구 화장 머신과 니들 전문 제조 유통 업체이다. 회사를 설립하게 된 배경은 반영구 화장 시술 현장의 불만을 해소하기 위해서였다. 설립 당시 대한민국 미용 시장에서 판매되던 주요 반영구 화장 머신은 독일, 대만, 중국 기업의 제품이었는데 품질 이슈와 함께 A/S가 제대로 이루어지지 않아 사용자들의 불만이 높았다. 성윤테크는 이를 기회로 삼아 사업을 시작하였다.

성윤테크의 전략은 더 높은 품질의 제품을 합리적인 가격에 제공하는 것과 신뢰할 수 있는 신속한 A/S 제공으로 틈새를 공략하는 것이었다. 성윤테크는 본사에서 직접 제품을 설계하고 생산한다. 따라서 고객의 욕구를 충족하는 맞춤형 제품으로 시장에서 호평을 받았다. 이와 더불어 대량 물량의 경우 OEM, ODM 사업까지 진행하며 성장을 이어갔다. A/S 역시 전담팀을 통해 제품이 고객의 손에 인도된 후 사후 관리를 철저히 하였고, 이는 곧 고객 만족으로 이어졌다.

▲ 폴리젯(PolyJet) 기술의 3D 프린터로 출력된 부품은 높은 내구성과 정밀도를 보여준다.

제품 기획 및 시제품 제작 프로세스 혁신의 시기

시장의 욕구를 읽은 성윤테크의 전략은 성과로 이어져, 회사는 한국을 넘어 해외 시장 진출에도 성공하였다. 성장을 거듭하는 가운데 성윤테크는 더 높은 목표를 향해 가기 위해 새로운 전환점의 필요성을 체감했다. 고객이 증가하면서 생산 제품의 종류도 많아지다 보니, 물량이 적을 때 문제로 보이지 않던 것이 시급한 개선 사항으로 대두되었다. 바로 시제품 제작 과정을 개선할 필요성을 느낀 것이었다.

2010년 창업 후 2015년까지 성윤테크는 동종 업계의 다른 기업처럼 외부 목업 업체에 의뢰해 시제품을 제작했다. 보통 시제품 제작에는 한 달이 소요되는데 이후 자잘한 수정 작업이 이어지다 보면 최종 시제품을 손에 쥐기까지 2~3개월이 소요되어, 첫 시제품을 제작해 고객에게 보여주고 수정 사항을 반영하는 과정이 번거롭고 길었다. 기계 가공과 금형 제작 방식을 고수하는 한 이 문제를 해결할 수 없다고 판단한 성윤테크는 시제품 제작 과정을 단축하기 위한 새로운 대안을 찾았다.

반영구 화장 머신은 다품종 소량 생산을 하는 맞춤형 제품이다 보니 고객의 요구를 적절히 반영하는 것이 중요하다. 성윤테크 연구소의 최성훈 부장은 “기존에는 제품 생산 초기에 고객 요청으로 여러 번 설계를 변경하는 일이 잦아 생산이 지연되기도 했다. 이렇게 수정을 해도 제품 출하 후 그립감에 대한 고객 불만이 자주 발생하였다”고 설명했다. 반영구 화장 머신은 고객이 직접 손에 쥐고 시술을 하는 장치다 보니 그립감에 대한 고객의 요구를 수용하는 것이 무엇보다 중요한데, 기존 시제품 제작 방식으로는 고객의 요구사항을 신속하게 반영하기 어려웠던 것이다.

제품 외형뿐 아니라 제품 제조 관련 개선 포인트도 있었다. 최성훈 부장은 “납기 단축을 위해 케이스 금형 제작, 부품 기계 가공, PCB 기판 개발을 동시에 진행하는 경우가 많은데, 도면상에 보이지 않던 조립 관련 문제들이 실제 제조 과정에서 발견되는 경우도 많았다. 포장 자재도 도면만 갖고 외주 업체와 커뮤니케이션을 하다 보니 실제 제품 포장을 할 때 문제가 생겨 일부 포장재를 다시 제작할 때도 많았다”고 전했다.

▲ J55 프라임에서 사용된 VeroUltra 소재는 높은 색상 리얼리즘을 구현한다.

전통 방식과 적층 제조 사이의 고민

사업 규모에 맞게 제조 방식을 혁신해야 한다는 판단 아래 성윤테크는 목가공기, 소형 NC 가공기 등 여러 전통 방식을 검토하였다. 하지만 내부 평가 결과 기존 방식으로 시제품을 만드는 것은 시간, 비용, 효율의 문제를 해결할 수 없었다. 이에 따라 성윤테크는 발상을 바꿔 적층 제조에서 답을 찾았다.

여러 3D 프린터의 기술, 제품 및 재료를 검토한 결과 성윤테크는 스트라타시스의 오브젯 30 프로(Objet 30 Pro)를 도입하기로 결정했다. 정밀도가 높아 반영구 화장 머신 시제품 제작에 적합하다는 것과 사용이 간편해 장비를 바로 능숙히 다룰 수 있다는 이점 때문이었다.

3D 프린터 도입 후 성윤테크는 효과를 곧바로 체감하였다. 제품에 대한 새로운 아이디어가 떠오르면 디자인을 한 다음 바로 3D 프린팅하였다. 아이디어를 흘려보내지 않고 바로 확인해 제품화 가능성을 확인하는 식으로 의사결정의 효율과 속도가 높아진 것이다.

영업 방식도 과거와 차이를 보였다. 도면만 가지고 고객을 만나던 시절과 달리 3D 프린터 도입 후에는 눈으로 보고 만질 수 있는 모델을 갖고 고객을 찾아갈 수 있게 됐다. 최성훈 부장은 “제품 구상, 디자인, 설계, 제작, 양산, 포장에 이르는 제품 개발 및 생산 과정에서 시행착오를 줄일 수 있어 시간을 아끼고 비용을 절감할 수 있었다”라고 전했다.

적층 제조를 기반으로 한 혁신

영업, 기획, 생산 등 다양한 측면에서 프로세스 혁신을 가져온 3D 프린터에 대해 성윤테크는 높은 만족감을 보였고, 이는 신규 장비 도입으로 이어졌다. 성윤테크는 2020년 풀 컬러 재료를 사용할 수 있는 3D 프린터 도입을 결정하고, 적층 제조 기반 확장을 위한 신규 장비로 스트라타시스의 J55 프라임(J55 Prime)을 추가 도입하였다.

J55 프라임을 본격적으로 활용하면서 성윤테크는 또 한 번 영업과 제조 역량을 높일 수 있었다. 풀컬러 3D 프린터로 출력한 시제품은 영업 현장에서 고객에게 좋은 반응을 얻었다. 과거 단색 모델과 달리 실제 제품과 비슷한 색감과 느낌까지 전달하는 모델을 접한 고객들은 높은 만족감을 보였다. 영업이 성사되어 시제품 제작에 들어가서도 풀 컬러 3D 프린터는 큰 역할을 한다. 사용자 경험에 있어 가장 중요한 그립감을 시제품 개발 초기부터 고객의 뜻에 맞게 인체 공학적으로 최적으로 구현하는 데 풀컬러 3D 프린터 출력물이 역할을 한 것이다.

거기에 렌더링 소프트웨어인 키샷(KeyShot)과의 통합은 풀 컬러 3D 프린터의 가치를 한 단계 높여주는 기능이라고 평가한다. 최성훈 부장은 “기존 제품 이미지 제작을 위해 렌더링 소프트웨어는 3D 프린터와는 별개로 사용되는 툴이였지만, 3MF 지원으로 모니터에서 작업한 그대로 출력된다는 점은 큰 장점”이라면서, “J55 프라임을 처음 사용해보고 느낀 점은 과거 2D 흑백 프린터를 사용하다 컬러 프린터를 접했을 때와 비슷했다. 더불어 빠른 출력 속도와 후처리 작업, 운용 편의성 면에서도 이점을 체감할 수 있었다”고 평가했다.

3D 프린터 도입 후 성윤테크는 모델 하나당 시제품 제작 비용이 1000만 원에서 10만 원으로 크게 낮아졌으며, 디자인 수정이 필요한 경우에도 3D 프린터는 재료 비용 외에 따로 드는 비용이 없다. 제작 기간도 한 달에서 2~3일로 줄었다. 이에 따라 고객은 자신이 주문한 제품을 더 빨리 받아 보고 의견을 전달할 수 있게 되었고, 고객의 추가 요청 역시 설계에 반영한 다음 2~3일이면 수정 모델을 만들어 전달하다 보니 일정이 크게 단축되었다.

성윤테크의 이동민 대표는 “3D 프린터를 사용하면서 제품을 개발하는데 많은 시너지 효과가 있었고, 회사가 발전하는데 꼭 필요한 제품이었다”면서, “적층제조의 적용 확대가 제품 기획과 생산의 민첩성을 높인다는 것을 체감하였고, 향후 일부 소량 생산 제품을 대상으로 3D 프린터를 양산까지 적용하는 것을 검토 중”이라고 전했다.

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