시제품은 「일단 만들어서 보자」가 아니다: 일곱 가지 흔한 오해와 대체 판단 기준

한 번 조립되지 않은 시제품에서 시작하며

시험 조립대에서 구조 시제품의 스냅이 부러졌다. 리뷰 때는 조립이 순조로웠고 스냅 감촉도 또렷했다. 그런데 사출로 넘어가자 첫 배치에서 스냅 뿌리가 하얗게 되고 홀 위치가 한쪽으로 0.3 mm 이상 어긋났다. 추적해 보니 세 가지가 나왔다. 시제품은 적층 공정으로 만들었고, 벽 두께는 도면 공칭값대로 바로 출력했으며, 재료 강성이 양산 플라스틱과 달랐다. 시제품은 「만들어졌지만」 실제로 실패할 지점을 검증하지 못했다.

이런 문제는 개별 사례가 아니다. 시제품의 가치는 「일단 만들어서 보자」에 있지 않고 무엇을 검증할지 먼저 명확히 하는 것에 있다——외형 비율인지, 조립 간섭인지, 구조 강성인지, 아니면 이형과 양산 가능성인지. 검증 목표가 다르면 공정, 재료, 공차, 표면 상태의 선택법이 완전히 달라진다. 잘못 고르면 시제품은 거짓 양성을 준다: 조립되고 휘어지지만 양산에서는 다른 곳에서 막힌다.

아래는 일곱 가지 흔한 오해로 펼쳐가며, 각각을 「실제로 무슨 일이 일어나는가」와 「대체 방법은 무엇인가」로 귀결시킨다. 판단 기준은 느낌이 아니라 도면과 견적서에서 체크할 수 있는 항목으로尽量 쓴다.

오해 1: 시제품은 그저 「일단 만들어서 보자」이니 공정을 아무거나 고른다

흔히 듣는 말: 시제품이야 조립되고 보이면 되니, 빠르고 싼 곳에 맡기자. 이 말은 순수 외형 리뷰에서는 성립하지만, 검증 목표가 조립력, 스냅 반발, 구조 강성을 건드리는 순간 지뢰를 심는다.

시제품의 가치는 「만들어지는 것」이 아니라 「무엇을 검증하는가」에 있다. 검증 판단 기준을 먼저 쓰고 공정을 역추적해야 한다. 순서가 뒤바뀌면 재작업이 발생한다.

대체 방법: 도면이나 견적 요청서에 「이번 검증 판단 기준」을 명시한다. 판단 기준이 끼워맞춤 치수라면 CNC를 고르고 주요 치수, 기준, 검사 항목을 명확히 쓴다. 판단 기준이 외관과 촉감이라면 3D 프린팅이 더 빠르지만 표면 상태가 양산을 대표하지 않는다고 표기한다. 판단 기준이 구조 강성이라면尽量 양산과 같은 계열의 재료를 쓰고 벽 두께는 양산 값으로 가며, 출력 편의를 위해 얇게 하지 않는다.

덧붙이자면: 같은 시제품 세트 안에서도 부품별로 다른 공정을 갈 수 있다. 외장은 3D 프린팅으로 외형을 보고, 내부 하중 브래킷은 CNC로 강성을 보고, 판금 바닥판은 판금으로 홀 위치를 본다——부품별로 판단 기준을 나누는 것이 세트 전체를 한 공정으로 통일하는 것보다 더 간편하고 오판도 적다.

오해 2: 시제품 공차를 양산 도면 그대로 복사하기

가장 흔한 방식은 양산 도면을 그대로 시제품 업체에 보내고 공차도 그대로 베끼는 것입니다. 그 결과 두 가지가 동시에 일어납니다. 견적은 올라가고, 검증 결론은 오히려 더 믿기 어려워집니다. 시제품 공차와 양산 공차는 봉사 대상이 다르기 때문입니다. 시제품 공차는 '이번 라운드에서 무엇을 검증할 것인가'에 봉사하고, 양산 공차는 조립 기능, 검구, 호환성에 봉사합니다. 둘을 같은 도면에 적으면 공급업체는 가장 엄격한 항목 기준으로 견적을 낼 수밖에 없습니다.

왜 문제가 되는가: 공차는 판정 기준이지 정밀도 과시가 아니다

시제품 단계에서 실제로 답해야 하는 것은 구멍 위치가 맞는지, 카클이 체결되는지, 외형 심의를 통과하는지입니다. 이런 판정 기준은 대부분 ±0.05 mm가 필요하지 않습니다. 업계의 흔한 방식은 시제품의 핵심 끼워맞춤 치수를 ±0.1~±0.2 mm 수준으로 관리하고, 비핵심 외형과 비끼워맞춤 면은 아예 완화하거나 표기하지 않으며, 양산품은 기능, 검구, 공정 능력에 따라 별도로 정하는 것입니다. 이 범위는 판단의 출발점일 뿐이며, 구체적인 수치는 반드시 도면 기능과 공급업체를 통해 확인해야 하고 보증값으로 삼아서는 안 됩니다.

반대로 시제품에 ±0.02 mm를 표기하면 공급업체는 더 비싼 공정(예: 정밀 밀링+다중 세팅)을 쓰거나 검사에서 다른 방법을 동원합니다. 견적에 삼차원 측정 전수 검사를 넣고, 납기는 늘어나고, 비용은 두 배가 되지만 정작 검증하려는 조립 판정 기준은 전혀 달라지지 않습니다. 더 나쁜 것은 낮은 강성 공정(예: SLA 레진, FDM)에서는 tight 공차를 아예 안정적으로 맞출 수 없어 측정 데이터가 오히려 노이즈가 되고, 심의에서 '설계에 문제가 있다'고 오판하게 됩니다.

또 하나 쉽게 간과되는 점은 시제품 공차와 양산 공차의 측정 기준이 종종 다르다는 것입니다. 시제품은 전용 검구가 없어 자유 상태의 치수를 잴 수 있고, 양산품은 검구에 위치시킨 뒤 측정합니다. 숫자는 같아도 의미는 다릅니다. 심의에서 숫자만 비교하면 잘못된 결론을 내기 쉽습니다. 방법은 도면에 측정 상태를 명기하거나, 공급업체가 보고서에 기준과 고정 방식을 명확히 적게 하는 것입니다.

오해 3: 벽 두께, 라운드, 드래프트를 '시제품 단계에서는 일단 신경 쓰지 않기'

흔히 듣는 말은 시제품은 일단 형상만 만들고 벽 두께, 라운드, 드래프트는 금형 전에 고치면 된다는 것입니다. 이 가정은 순수 외형 심의에서는 성립하지만, 시제품으로 구조 강도를 검증하거나 이후 사출로 전환할 때는 대가가 따릅니다. 어떤 하우징 시제품을 3D 프린팅으로 만들면서 벽 두께를 외형 기준 1.2 mm로 했더니 조립 감촉은 정상이었습니다. 그런데 사출로 전환한 뒤 같은 위치에 뚜렷한 수축 자국이 생겼고, 카클 뿌리 부분은 용착선 강도 부족으로 양산에서 파단되었습니다.

문제는 프린팅이나 사출 자체가 아니라 시제품 단계에서 두 공정의 성형 논리를 혼용한 데 있습니다. 적층 가공은 층별로 쌓기 때문에 얇은 벽의 주요 위험은 휨과 층간 강도입니다. 사출은 용융 수지 충전과 냉각 수축이므로 얇은 벽의 위험은 충전 부족, 수축 자국, 용착선입니다. 같은 얇은 벽 구조라도 두 공정의 파손 위치는 종종 일치하지 않습니다.

공정별 얇은 벽의 파손 차이

대체 방법: 검증 목표에 따라 프리셋 정도를 결정

• 구조 강도 검증 또는 사출 전환: 벽 두께, 필렛, 드래프트는 양산 공정에 맞춰 미리 넣습니다. 벽 두께는 먼저 재료와 공정의 일반 범위에서 값을 잡고, 필렛은 하중을 받는 내부 코너에서 벽 두께의 0.5배 이상으로 하며, 드래프트 각도는 이형 방향을 따라 미리 둡니다.
• 외형과 조립 점유 공간만 확인: 완화할 수 있지만 도면에 「비양산 대표품」이라고 표기하여 이후 오용을 방지해야 합니다.
• 비하중 장식 부품: 얇은 벽과 드래프트 없음은 허용 가능하나, 조립 위치 결정에 참여하지 않고 반복 하중을 받지 않는다는 전제가 필요합니다.

오해 4: 조립 시제품에는 기준이 필요 없다

한 배치의 구조 시제품을 본 적이 있습니다. 검토 시에는 체결이 순조롭고 나사가 들어가서 결론이 「구조에 문제없음」이었습니다. 사출로 전환한 후 첫 200개 배치에서 조립 라인에 약 30%의 스냅 피트가 걸려 버티고, 20%의 홀 위치가 어긋났습니다. 추적해 보니 시제품은 SLA 프린팅으로 만들어졌고 통일된 기준면이 없었으며, 각 부품을 독립적으로 배치해 성형하고 조립 시에는 감각으로 정렬했습니다. 부품 자체 치수는 모두 공차 내에 있었지만 부품 간에 공통 위치 결정 근거가 없었습니다. 문제는 정확하게 못 만든 것이 아니라, 애초에 무엇을 「정확」이라고 정의하지 않은 것입니다.

조립 시제품의 핵심 임무는 부품 형상을 재현하는 것이 아니라 부품 간의 위치 결정 관계를 재현하는 것입니다. 기준이 없으면 조립이 되는 것은 우연일 뿐이고, 안 되면 어느 부품의 어느 면에 문제가 있는지 판단할 수도 없습니다. 이런 문제가 금형 단계까지 미뤄지면 수정 비용과 기간이 시제품 단계에서 위치 결정 기둥 하나를 추가하는 것보다 훨씬 큽니다.

조립 시제품 착수 전에 정의해야 할 네 가지 기준

• 기준면(A면): 조립 시 가장 먼저 접촉하고 면적이 가장 크며 측정이 가장 쉬운 평면을 선택해 도면에 제1 기준으로 표기합니다. 시제품 단계에서 이 면을 가공하거나 제대로 프린팅해야 하며, 아무 성형면이나 골라서는 안 됩니다.
• 위치 결정 기둥 / 위치 결정 홀: 두 부품 사이에 최소 한 쌍, 지름 방향으로 0.05~0.15 mm 끼워맞춤 간극을 둡니다(업계 일반 관행, 구체적으로는 도면과 조립 방식에 따라 확인). 위치 결정 기둥이 시제품에 없으면 조립은 가장자리 정렬에 의존할 수밖에 없고 편차를 재현할 수 없습니다.
• 홀 위치 관계: 나사 홀, 커넥터 개구부의 기준면에 대한 위치는 홀 지름 자체보다 더 중요합니다. 홀 지름이 크면 보완할 수 있지만 홀 위치가 어긋나면 판 전체가 폐기됩니다.
• 끼워맞춤 간극: 가동 부품, 스냅 피트, 슬라이드 레일의 간극 값은 시제품 도면에 적어야 하며, 적지 않으면 기본적으로 공급업체 경험에 따라 정해집니다. 얼마가 나올지는 운에 달려 있습니다.

만약 시제품을 이미 다 만들었는데 기준 누락을 발견했다면 3D 스캔으로 기준 재검증을 할 수 있습니다. 조립 후 전체 포인트 클라우드를 스캔해 이론 모델과 비교하면 어느 방향으로 얼마나 어긋났는지 볼 수 있습니다. 하지만 이는 사후 보완입니다. 스캔은 어긋났다고 알려줄 뿐 어디로 조정해야 하는지는 알려주지 않습니다. 다음에 도면을 열 때 기준을 표기하는 것이 스캔 열 번보다 유용합니다.

오해 다섯: 표면 처리는 단지 '보기 좋게' 하는 것

흔히 듣는 말은: 시제품은 일단 처리하지 않고, 조립만 되면 되고, 표면은 양산 때 정하자. 실제 검토 현장에서 문제가 터지는 건 바로 이 단계다. 샌드블라스팅, 아노다이징, 도장, 전기도금은 모두 치수를 깎아내거나 더한다. 그리고 텍스처와 광택은 고객이 '촉감'과 '등급'을 판단하는 기준을 직접 결정한다——같은 구조라도 무광과 유광이 검토 회의에서 반대 결론을 얻을 수 있다.

표면층이 바꾸는 것은 색만이 아니라 치수다

아노다이징 피막 두께는 업계에서 흔히 수 마이크로미터에서 이십몇 마이크로미터 수준이고, 하드 아노다이징은 더 두껍다. 도장은 한쪽 면 기준 보통 20–60 μm, 분체 도장은 더 두껍다. 맞춤면, 나사 구멍, 슬라이딩 쌍에 있어 이 두께는 무시할 수 있는 잔여분이 아니다. 시제품을 생소재 치수로 만들어 놓고 아노다이징을 하면 구멍은 작아지고 축은 끼게 된다. 실행 가능한 방법은: 맞춤 치수를 도면에 '아노다이징 전/후' 기준으로 표기하거나, 맞춤면에 마스킹(masking)을 남겨 표면 처리가 맞춤 영역에 닿지 않게 하는 것이다.

검토 목표에 따라 표면 상태를 선택하고, 미관에 따라 선택하지 말 것

대안적 방법은 한 가지 규칙으로 요약할 수 있다: 이번 검토에서 무엇을 볼지 먼저 명확히 하고, 그다음 표면 처리를 어디까지 할지 결정하라. 조립을 본다면 표면 처리를 맞춤면에서 멀어지게 하고, 촉감을 본다면 텍스처 파라미터를 고정하고 샘플을 남기며, 외관을 본다면 시제품은 방향만 대표할 수 있음을 인정하고 양산 색과 무늬는 별도로 확인해야 한다. 이 점을 시제품 기술 요구사항에 적어두면 사후에 '색이 안 맞는다'고 다투는 것보다 훨씬 수월하다.

시제품 검수: 무엇을 검사하고, 무엇으로 검사하며, 판정 기준을 어떻게 쓸 것인가

시제품이 완성되었는데 검토 회의에서 '합격인지 아닌지'를 명확히 말하는 사람이 없다. 외관 부품은 그럭저럭 괜찮아 보이지만, 조립 부품은 끼워지지 않고, 치수 보고서와 도면이 맞지 않는다——논란은 종종 가공 품질이 아니라 검수 판정 기준이 명확하지 않은 데서 비롯된다. 시제품의 검수 논리는 양산과 다르다: 양산은 기능과 일관성을 검사하고, 시제품은 '이번에 검증하려는 그 문제가 검증되었는가'를 검사한다. 따라서 검수 목표를 먼저 정하고, 그다음 검사 항목과 수단을 정하며, 마지막에 견적서에 반영한다.

검수 항목과 검사 수단 대조

전수 검사인지 샘플링 검사인지

핸드 샘플은 보통 한두 개뿐이라 전수 검사니 샘플링 검사니 하는 논의는 의미가 크지 않지만, 규칙은 미리 명확히 해야 한다: 조립과 기능에 영향을 주는 핵심 치수는 전수 검사하고 캘리퍼스/플러그 게이지로 개별 통과 여부를 확인하며, 비핵심 외관면과 장식적 치수는 샘플링 검사 또는 육안 검사로 충분하다. 진공 복제(핸드 샘플 복제) 소량 생산 시에는 첫 번째 제품은 반드시 전수 검사하고, 이후 제품은 핵심 치수 기준으로 샘플링 검사해야 한다. 실리콘 몰드는 주입 횟수에 따라 마모되어 치수가 변동되기 때문이다.

판정 기준을 어떻게 쓸지에 대한 한마디 원칙: 「이번에 무엇을 검증할지」와 관련된 치수와 조건만 쓰고, 나머지는 참고 또는 요구 없음으로 표시한다. 양산 도면을 그대로 핸드 샘플 검수 도면으로 사용하면 무관한 공차가 대량으로 검사에 포함되어 비용이 증가하고, 진짜 핵심인 몇 항목이 보고서 속에 묻히게 된다. 기준을 재검토하거나 역설계 비교가 필요할 때는 3D 스캔 서비스를 이용할 수 있으며, 공정과 견적 기준을 확인하려면 온라인 견적 페이지를 이용하면 된다.

이 권장 사항이 적용되지 않는 경우

앞선 여러 절의 공차, 드래프트, 기준, 검사 요구 사항은 「핸드 샘플이 양산 부품의 책임 일부를 대신 진다」는 전제가 성립할 때 유효하다. 이 전제가 성립하지 않으면 그대로 적용하는 것이 오히려 돈과 시간을 낭비한다.

• 순수 외관/촉감 검토용 부품: 색상, 질감, 분할선 위치만 평가하고 조립도 측정도 하지 않는다. 핵심 치수는 ±0.3 mm 수준 또는 그보다 더 완화할 수 있고, 드래프트 각도와 벽 두께 균일성은 미리 반영하지 않아도 되지만, 도면이나 작업 지시서에 「외관 확인용 부품, 치수는 검수 근거로 사용하지 않음」이라고 명시해야 한다.
• 일회성 전시용 부품: 전시회, 입찰용 시제품 등 사용 후 버리는 것. 가장 저렴한 공정과 재료를 사용할 수 있고 양산 강성을 모사할 필요는 없지만, 고객이 직접 조작할 조립 관계가 있다면 결합 홀 위치는 여전히 기능 치수에 따라 가공하는 것이 좋다.
• 구조가 아직 확정되지 않은 초기 개념 부품: 이때는 치수 관리보다 설계 변경이 더 중요하다. 공차는 「장착 가능」 기준으로 부여하고, 검사는 기능 조립만 하고 전치수 보고서는 하지 않는다.
• 극소량 시험 판매: 수십 개 이내라면 진공 복제나 CNC 소량 생산으로 충분하며, 이를 위해 금형을 열 필요도 없고, 이를 가지고 사출의 휨과 수축 자국을 검증해서도 안 된다. 그것은 양산 공정 문제에 속한다.

한마디 판정 기준: 이 핸드 샘플이 답해야 할 질문이 「보기에 맞는가」에만 관련된다면 외관 부품으로 만들고, 「장착되고 견디며 양산 가능한가」에 관련된다면 앞선 규칙을 생략할 수 없다. 판단이 어려우면 용도를 견적 요청서에 적어라 — 사후 논쟁보다 저렴하다.

자주 묻는 질문

아래 몇 가지 질문은 핸드 샘플 견적과 검수 단계에서 가장 자주 반복해서 묻는 것들이다. 답변은 영업 관점이 아니라 엔지니어링 판정 기준에 따라 제시하며, 구체적 수치가 관련된 경우에는 모두 도면 표기와 공급업체 확인을 기준으로 한다.