학과마다 차이가 있지만, 학과 대부분에서는 무사히 졸업하기 위해 졸업 논문을 통과해야 합니다. 하지만 공과계열에서는 졸업을 위해 캡스톤 디자인을 한다고 합니다. 뼛속까지 인문대생인 저는 일하다가는 종종 듣는 단어였지만 대학생들이 많이 찾는 작업이라는 걸 전혀 몰랐는데요. 아마 이 글을 찾아오신 분들도 저처럼 (웅성웅성) 캡스톤 디자인이 뭐야? 대단한 디자인이지~ 하는 반응이었겠죠? 함께 알아가는 시간을 갖기 위해 이렇게 글을 준비했답니다. 저도 이해할 수 있는 글이어야 하니 당연히 누구나 쉽게 읽을 수 있도록 최대한 풀어 설명하고자 했어요.
캡스톤 디자인(Capstone design)이란?
캡스톤 디자인(Capstone design)이란 공학 관련 교육 과정에서 배운 내용을 총집합한 디자인물로, 아이디어 상품 제작이라고 표현할 수 있을 것 같아요. 하지만 어떤 새로운 아이디어를 상품화할지 기획하는 단계부터 어떻게 기술, 기능을 접목하고 구현할 수 있을지 설계하는 단계, 디자인물을 실물로 구현하는 제작 단계까지 전 범위를 포함합니다. 발명이라는 단어로 대체할 수도 있을 것 같습니다.
졸업 논문이 표절 수준을 꼼꼼히 살피는 것처럼 캡스톤 디자인도 마찬가지라고 합니다. 아이디어가 기반이 되는 작업이기 때문에 디자인을 완성하고 나면 특허를 출원할 수도 있다고 해요. 그렇다면 기획 단계에서 이미 특허 등록된 아이디어는 아닌지 확인이 필요하겠죠?
공과대학은 인문대학과 비교하면 실용적인 학문이 많아서 그런지 졸업을 위한 단계도 더 실용과 경험이 강조된다고 느껴졌어요. 캡스톤 디자인을 하게 되면 학교 측에서 지원금이 제공된다고 들었는데요. 비용은 한정적이고 한 번도 제작 경험이 없는 학생들이 물건을 생산하려니 어려움이 클 것 같다고 느껴졌어요.
우선 아이디어 단계부터 남들과는 겹치지 않으면서 이목을 끌어당길 만해야 하며, 제품에 접목할 수 있어야 하는데요. 제작 단계부터 구상하는 게 아니라 평상시에 꾸준히 세상을 바꿔나갈 방법을 조금씩 고민했던 사람들을 위한 작업인 것 같아요. 비용은 정해져 있으니 단계마다 어떻게 예산을 분배해야 할 것인지도 고민이 될 것 같아요.
제품 제작 전문 업체인 본시스템즈로는 대학생, 대학원생들의 제작 문의도 자주 들어오는데요. 아이러니하게도 제품 제작에 대한 견적은 디테일이 나와 있어야만 가능하답니다. 학생들의 입장에선 견적부터 확인하고 시작하고 싶겠지만 제작은 워낙에 변수가 많아서 설계가 완료된 단계에서부터 견적 확인이 가능합니다.
여러 업체를 이용해 캡스톤 디자인을 하다 보면 과정 중간에 수정 사항이 계속 발견해 나중에는 비용 때문에 제작에 제동이 걸리는 때도 있습니다. 그래서 설계부터 제작이 가능한 업체와 함께 진행하는 게 조금 더 안전한 방법으로 여겨지기도 합니다.
제작 비용을 줄이는 방법은 아이디어의 구체화는 당연하고 제작 방식에 대한 이해도 중요합니다. 캡스톤 디자인은 대량 양산이 아닌 소량제작이기 때문에 적합한 소량제작 방식을 잘 찾아서 제작을 요청해야 하는데요. 3D 프린팅은 대표적인 소품종 소량생산 방식입니다. 하지만 이 3D 프린팅 방식 안에서도 FDM, SLA 등 다양하게 세분화되어 있고 금속의 경우엔 CNC 가공을 이용하기도 합니다. 소재 또한 많이 고민해봐야겠네요. 제품 대부분이 플라스틱 계열이지만 플라스틱은 합성소재인 만큼 어떻게 조합하느냐에 따라 무한한 변화가 가능하니까요.
캡스톤 디자인 사례
지금부터는 본시스템즈에서 진행한 캡스톤 디자인 사례를 보여드리려고 합니다. 역시나 아이디어가 돋보이는 제품인데요. 바로 달 탐사 로봇 제품디자인 사례랍니다. 최근 누리호에 때문에 기사를 여럿 읽고 항공, 우주 분야에 경외감이 들었는데 이렇게 실제로 다른 행성에서 적용될 로봇을 고민하는 분들이 많다는 걸 이번 제작 사례로 새삼스럽게 느꼈습니다.
달 탐사 로봇 외부 하우징 디자인을 제작지원 했고, 달의 고르지 않은 표면에서도 쉬운 운행이 가능하도록 바퀴가 360도 회전할 수 있어야 했는데 그런 바퀴 구조를 고려해 케이스 설계를 지원했습니다. 거친 환경에서 사용할 제품이니 경량화와 내구성을 고려해 설계한 사례였는데요. 다양한 공학 전공이 있는 만큼 캡스톤 디자인은 이처럼 로봇 형태가 될 수도 작동이 필요 없는 구조 형태가 될 수도 있답니다.
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