기기 설계시 고려해야 할 가장 중요한 요소
기계를 설계함에 있어 다양한 요소들이 설계에 반영이 되어야 하며, 이를 토대로 하여, 기기가 제작되게 됩니다. 설계 과정에서 고려해야 할 가장 중요한 요소들에는 어떤 것이 있는지 궁금하네요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
말씀대로
기계 설계에 있어서 고려하고 설계에 반영해야 할 사항은 너무나도 많습니다.
모든 요소 중에서도 필수적인 요소라 할 수있는 원칙을 나열해 본다면
1, 기계 설계의 역할
기계시스템, 구성 요소 및 제품의 생성 및 개발이 포함되며, 혁신적이고 효율적인 해법 설계를 위한
엔지니어링 원칙, 미학, 기능 및 제조 고려 사항의 적용 포함
2, 설계 고려 사항
최종 제품에 영향을 미치는 다양한 요소를 고려한 전체적 접근 방식이 필요
목적 , 기능, 안전, 환경 영향, 제조 가능성 및 비용 효율성이 포함되며 이런 요소와 상호 작용을 이해하는 것이 필수
3, 재료 선택
재료 마다의 성능/내구도에 영향을 주는 속성이 있기에 올바른 재료 선택이 매우 중요
금속, 고분자, 합성물 및 세라믹 같은 일반적 재료 선택 시 고려해야할 요소로
강도, 무게, 내식성, 열적 특성 및 비용이 포함 됨
4, 응력 / 구조 해석
기계 설계의 중요한 측면은 구성 요소 및 시스템의 구조적 무결성을 디자인하는 것.
응력 분석에는 힘의 분포, 하중이 가해진 상태에서의 재료 상태 예측, 설계가 예상 작동 조건을 견딜 수 있는지
확인하는 작업이 포함되며 정적, 동역학 및 유한 요소 분석(FEA)과 같은 개념은 응력 분석에서 중요한 역할을 하므로
설계의 안전과 신뢰성을 보장하는 데 도움이 됨
5, 기계적 동력 전달
기계 시스템은 대부분 한 구성 요소에서 다른 구성 요소로 힘을 전달하는 것.
기어, 벨트, 체인 및 샤프트와 관련된 원리를 이해하는 것은 효율적인 동력 전달 시스템을 설계하는 데 필수적이기
때문에 설계 성능을 최적화하기 위한 기어비, 토크, 속도 및 기계적 효율성에 대해 살펴볼 필요가 있음
6, 제조 가능성을 고려한 설계
기계 설계는 제조 공정도 고려해야 함.
DFM(제조 가능성을 위한 설계)에는 효율적이고 경제적으로 제조할 수 있는 설계를 생성하는 작업이 포함되는데
공차 분석, 부품 통합, 어셈블리 고려 사항 및 비용 최적화와 같은 개념은 설계를 실제 제품으로 효과적으로 변환할 수
있도록 하는 데 중요한 역할을 함.
7, 인체 공학 및 인적 요소
인체 공학과 인적 요소를 고려한 기계 시스템 및 제품 설계는 사용자의 편안함, 안전 및 효율성을 보장하는 데 필수적.
인체 측정 데이터, 인간-기계 상호 작용 및 인체 공학 원리를 이해하면 사용자 경험을 향상하고 부상이나 불편함의 위험을 최소화하는 디자인을 만들 수 있음.
8, 프로토타이핑 및 테스트
프로토타이핑을 통해 본격적인 생산에 들어가기 전에 디자인을 검증하고 개선할 수 있음.
3D 프린팅, CNC 머시닝 또는 래피드 프로토타이핑과 같은 다양한 프로토타이핑 방법을 탐색하여 아이디어를 실현하고 프로토타입에 대한 철저한 테스트 및 분석을 수행하면, 설계 결함을 식별하여 성능을 최적화하고 필요한 개선을 수행하는 데 도움이 됨.
9, 지속 가능성 및 친환경 설계
지속 가능성을 고려하는 것은 기계 설계에서 매우 중요.
에코 디자인, 수명 주기 평가, 재생 에너지 통합과 같은 개념을 접목하여 환경 영향을 최소화하는 디자인을 개발하고
보다 친환경적이고 지속 가능한 미래에 기여할 수 있는 재료 재활용, 에너지의 효율적인 시스템 및 지속 가능한 제조 방식을 살펴봐야 할 필요성이 있음.
◆ 결론 ◆
설계 고려 사항, 재료, 응력 분석, 동력 전달, 제조 가능성, 인체 공학, 원형 제작, 테스트 및 지속 가능성을 탐구함으로써 해당 분야에 대한 포괄적인 이해를 얻을 수 있으며
실습 프로젝트와 실제 경험으로 이론적 지식을 보완하여 기술과 창의성에 대해 배우는 것을 게을리 해서는 안된다는 것이
중요한 점 입니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김민선 전문가입니다.
설계 과정에서 가장 중요한 것은 기본적으로 AS를 할때를 대비하여 설계를 준비해야 합니다. 기기라는게 한번 만들고 쭉 쓰는게 아니라 중간마다 보수작업도 하고 때로는 모디파이를 해야 하는 상황도 있기 때문에 기본적인 유지보수라는 측면을 고려하여 설계 하여야 합니다. 그리고 두번째로는 가공이 가능한지, 가공이 용이한지, 그리고 단가가 맞는지, 설계라고 해서 막 그림을 그리는게 아니라 가공이 편하고, 용이하게 될 수 있도록 설계를 하여야 합니다. 단순 그림 그리듯이 하면 가공 자체가 안될 수 있습니다. 이런 부분을 고려해야하지 않을까 싶습니다. 현재 설계 7년차입니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 안다람 전문가입니다.
기구의 구성요소
운동 구조의 기능에 따른 구조 구성
힘의 전달 방식과 크기를 고려한 요소 선정
구조적 강도
다양한 힘에 대한 충분한 강도 확보
안전률을 고려한 재료 특성과 형상 선정
경제성
재료 선정 및 가공 방법, 후추리 등을 고려한 비용 최적화
필요 이상의 정밀도를 지양하여 경비 절감
호환성
부품별 공통성을 고려한 설계
ks규격이나 iso규격을 기준으로 한 표준화된 부품 사용
안정성
위험 평가를 위한 잠재적 위험 요소 식별 및 대응
안전 기능을 통합한 디자인 구현
사용자 편의성
사용자의 편의와 안전을 고려한 조작 인터페이스 설계
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