1. 프로젝트 개요

• 목표: 일상 속의 문제를 공학 설계 프로세스(8단계)를 통해 해결하고, 3D 프린터로 제작 가능한 '형태가 있는 제품(Physical Product)'을 최종 결과물로 도출
• 핵심 원칙:
  1. S/W 및 서비스 중심 주제 제외: 순수 하드웨어 및 기구적 설계에 집중
  2. 제조 가능성: 3D 프린팅을 통해 실제 형상을 구현하고 의도한 메커니즘이 작동함을 증명
  3. 전문적 문서화: 설계의 전 과정을 정해진 형식에 맞춰 논리적이고 전문적인 보고서(Formal Report)로 작성

2. 주제 선정 가이드 (특허 가능 수준의 기구 설계)

본 수업은 단순히 기존 제품의 외형을 바꾸는 '실용신안' 수준을 넘어, 새로운 기술적 원리나 기구적 장치가 포함된 설계를 지향함.

• 지양하는 예시 (단순 아이디어 수준):
  • 컵홀더의 외형을 팔각형으로 변경하여 그립감을 높인 형태
  • 단순히 두 제품을 하나로 묶은 결합 제품(예: 볼펜 끝에 터치펜 부착)
• 지향하는 예시 (기술적 메커니즘 포함 수준):
  • 예시 1) [중력 가중치를 이용한 자동 수평 유지 트레이]: 컵을 올려두었을 때 트레이 하부의 무게중심추와 링크 구조가 연동되어, 사용자가 트레이를 기울여도 컵의 수평이 유지되도록 하는 기구적 설계
  • 예시 2) [탄성 변형을 이용한 가변형 렌치 구조]: 3D 프린팅 재료의 탄성을 활용하여, 별도의 나사 조절 없이도 물체의 크기에 맞게 조임쇠의 입구가 가변적으로 변하며 일정한 압력을 유지하도록 하는 구조적 설계
• 특허 관련: 프로젝트 결과물의 창의성이 뛰어날 경우, 학기 종료 후 교수님과의 개별 논의를 통해 실제 특허 출원 여부를 검토할 수 있음. 세계 시장을 목표로 하는 공학적 안목으로 주제를 선정할 것을 권장함.

3. 단계별 수행 로드맵 (강의 자료 8단계 기준)

[1단계: 킥오프 발표 (Kick-off) - 문제 정의]

• 01. Identifying Opportunities: 해결 가치가 있는 구체적인 기술적 문제 상황 포착
• 02. Clarifying Objectives: '목적 계통도(Objective Tree)'를 활용한 설계 목표 구체화
• 03. Establishing Functions: Black Box 모델을 통해 제품이 수행해야 할 핵심 동작 정의

[2단계: 중간 발표 (Mid-term) - 개념 설계]

• 04. Setting Requirements: 정량화된 성능 사양(Performance Specs) 및 제약 조건 설정
• 05. Determining Characteristics: QFD를 통해 사용자 요구사항을 공학적 변수로 변환
• 06. Generating Alternatives: Morphological Chart 및 TRIZ 원리를 활용하여 독창적인 제품 컨셉 도출

[3단계: 최종 발표 (Final) - 상세 설계 및 구현]

• 07. Evaluating Alternatives: Pugh Matrix를 통한 최적의 최종안 선정
• 08. Improving Details: 3D CAD 정밀 설계 및 3D 프린팅을 통한 실물 제작
  • 핵심: 제조 가능성 설계(DfM)를 적용하여 실제 출력이 가능하고 의도대로 작동하는지 검증