건설 현장의 혁신적인 제품의 개발 과정을 담은 제품 개발 의뢰 사례 1편입니다. 이번 편은 실제 크기의 제품을 제작하기 전, 3D프린터를 활용한 스케일작업과 사전 테스트 과정을 중심으로 작성되었습니다. 처음부터 1대1 스케일로 바로 제작 하기보다는, 30% 스케일작업을 먼저 해서 “성능이 되는지, 구조가 성립 되는지”를 빠르게 검증하는 쪽으로 방향을 잡았습니다. 1대1 스케일 제작은 비용도 크고 일정도 느립니다. 그래서 이번 편에서는 3D프린터로 30% 스케일작업을 먼저 진행한 과정을 정리 해보겠습니다. 다음 편에서 1대1 스케일로 확장해 실제 하중과 사용 환경 테스트를 진행할 예정입니다. 관심을 가지고 지켜봐 주시면 감사하겠습니다.
1. 의뢰자의 요구사항
개발의 시작은 현장의 목소리였습니다. 의뢰자는 기존 건설 현장에서 가장 많이 쓰이지만, 동시에 사고 발생률 1위라는 오명을 가진 'A형 사다리'의 고질적인 문제를 해결하고자 했습니다.
- 핵심 요구사항: 기존 사다리의 디자인과 사용법, 가격대는 유지하면서 전도(넘어짐) 방지력을 획기적으로 개선할 것
- 확장성: 단일 사다리에 그치지 않고, 필요에 따라 비계(Scaffolding) 형태로 조립 가능한 모듈러 구조를 갖출 것
- 제작방식 : 개발의뢰 단계에서 “바로 1대1 스케일 제작”이 아니라, 사전 리스크 제거를 위한 검증 절차가 필요
- 핵심 기능의 성능 테스트를 먼저 하고, 이후 1대1 스케일에서 안전 및 하중 테스트로 확장
2. 문제정의
국내 건설 현장 사망 사고 원인 중 사다리 추락은 연간 약 50명에 달합니다. 특히 사고의 73.9%가 작업 중 '균형 상실'로 인해 발생하며, 이는 사다리 상부의 흔들림을 잡아줄 구조적 장치가 없기 때문입니다. 정부의 사다리 사용 금지 조치에도 불구하고, 좁은 공간에서 사다리를 대체할 마땅한 대안이 없다는 것이 가설 시장의 가장 큰 Pain Point였습니다.
3. 해결 방법 '천장 지지 사다리'의 탄생
A형 사다리의 흔들림을 잡기 위하여 '상부 고정'이라는 창의적인 아이디어를 제시했습니다.
- A형 사다리 중앙에 천장까지 길이를 조절할 수 있는 '가이드'를 설치합니다.
- 이 가이드를 천장에 밀착시켜 장력(Tension)을 발생시키면, 마치 샤워 커튼봉이나 왕자행거처럼 사다리를 지면에 강력하게 고정합니다.
- 이를 통해 기존 사다리 대비 전도 저항력을 5~10배 이상 높여 균형 상실 사고를 원천 차단합니다.
4. 3D프린터와 30% 스케일 공정을 선택한 이유
1대1 실제 사이즈의 시제품을 바로 제작하는 것은 비용과 시간 측면에서 리스크가 큽니다. 이에 따라 3D프린터를 이용한 스케일작업(30% 크기)을 우선 진행했습니다.
- 정밀한 설계 검증: 복잡한 가이드 홀과 레일 구조(숫레일/암레일)의 작동 여부를 저비용으로 즉각 확인할 수 있습니다.
- 신속한 피드백: 3D 모델링 후 바로 출력하여 접고 펴는 작동 방식과 모듈러 결합 테스트를 반복할 수 있습니다.
5. 스케일 작업을 통해 얻은 것
30% 축소 모델을 통한 사전 테스트는 기대 이상의 성과를 거두었습니다.
- 구조적 안정성 확인: 가이드를 올렸을 때 사다리가 얼마나 견고하게 지지되는지 시뮬레이션했습니다.
- 사용성 테스트: 영상에서 보시는 것처럼, 작은 모델임에도 실제 작동 메커니즘이 완벽히 구현됨을 확인하여 개발 성공 가능성을 높였습니다.
- 디자인 최적화: 시각적인 비율과 색상(오렌지/화이트) 조합을 실물로 확인하며 브랜드 아이덴티티를 확립했습니다.
6. 이외의 공정이나 소재를 선택할 수 있는 방식은?
현재 사전 테스트 단계에서는 가공이 쉬운 수지 소재를 사용했지만, 실제 제품화를 위해서는 다음과 같은 선택지가 고려됩니다.
- 소재: 실제 제품은 알루미늄 합금을 사용하여 내구성과 안전성을 확보할 예정입니다.
- 공정: 대량 생산 단계에서는 다이캐스팅(Die-Casting)과 압출(Extrusion Process) 공정을 통해 규격화된 부품을 생산함으로써 단가를 낮추고 보급력을 높일 수 있습니다.
7. 마무리
이번 30% 스케일 작업을 통해 '스파이더 사다리'의 혁신적인 고정 메커니즘이 이론을 넘어 실제로도 훌륭하게 작동함을 증명했습니다.
다음 2편에서는 이 테스트 결과를 바탕으로 제작된 1대1 풀 스케일 실제 시제품의 제작 과정과, 실제 현장 투입을 위한 고용노동부 인증 도전기를 소개해 드리겠습니다. 안전한 건설 현장을 향한 고레하드웨어의 여정, 계속 지켜봐 주세요!
