기구설계에서 놓치면 안 되는 안전 기준

기구설계에서 놓치면 안 되는 안전 기준: 리콜 사태를 예방하는 창업자 필수 가이드

안전은 선택이 아닌 필수, 설계 단계부터 시작됩니다

"기능만 잘 작동하면 되는 거 아닌가요?" 많은 창업자가 제품개발 초기에 하는 생각입니다. 하지만 삼성 갤럭시 노트7의 배터리 폭발 사태, 타카타 에어백 리콜 사건처럼 안전성 문제는 브랜드 전체를 위험에 빠뜨릴 수 있습니다. 특히 기구설계 단계에서 안전성을 고려하지 않으면 나중에 수정하기 어렵고, 대규모 리콜이나 법적 책임까지 져야 할 수 있습니다. 안전은 부가적인 요소가 아니라 제품의 기본 조건입니다.

기구설계에서 안전성은 단순히 "튼튼하게 만들기"가 아닙니다. 사용자가 예상 가능한 모든 상황에서 안전하게 사용할 수 있도록 설계하는 것이 핵심입니다. 정상적인 사용은 물론이고 오사용, 예상치 못한 충격, 장기간 사용으로 인한 마모까지 모든 시나리오를 고려해야 합니다. 특히 하드웨어 제품은 한 번 시장에 출시되면 소프트웨어처럼 쉽게 업데이트할 수 없으므로 초기 설계 단계에서의 안전성 확보가 더욱 중요합니다.

구조적 안전성: 파손과 붕괴를 방지하는 설계 원칙

제품의 구조적 안전성은 기구설계의 가장 기본이 되는 안전 기준입니다. 사용 중 부품이 파손되거나 전체 구조가 붕괴되면 사용자에게 직접적인 위험을 초래할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해서는 예상 하중의 2-3배에 해당하는 안전율을 적용해야 합니다. 예를 들어 10kg을 지탱해야 하는 구조라면 20-30kg까지 견딜 수 있도록 설계하는 것이 원칙입니다. 단순히 재료를 두껍게 만드는 것이 아니라 하중 분산, 응력 집중 방지 등 구조적 해결책을 찾아야 합니다.

특히 주의해야 할 부분은 연결부와 체결부입니다. 나사 체결 부위, 용접 부위, 접착 부위 등은 전체 구조에서 가장 취약한 지점이 되기 쉽습니다. 체결력이 부족하거나 재료 호환성을 고려하지 않으면 사용 중 분리되어 안전사고로 이어질 수 있습니다. 또한 반복적인 하중이나 진동에 노출되는 부품은 피로 파괴를 고려한 설계가 필요합니다. 창업 초기에는 비용을 절약하려고 안전율을 낮추는 경우가 있는데, 이는 매우 위험한 선택입니다.

전기적 안전성: 감전과 화재를 예방하는 기구 설계

전자 제품에서 기구설계가 전기적 안전성에 미치는 영향은 생각보다 큽니다. 절연 거리 확보, 방수/방진 설계, 열 배출 구조 등이 모두 기구설계의 영역입니다. 특히 고전압 부품과 사용자가 접촉할 수 있는 부분 사이에는 충분한 절연 거리를 확보해야 합니다. IEC 기준에 따르면 저전압(50V 이하)이라도 최소 3mm 이상의 공간거리를 유지해야 하며, 습도나 오염 환경을 고려하면 더 넓은 거리가 필요할 수 있습니다.

방수 등급(IP 등급) 설계도 중요한 안전 요소입니다. 단순히 물이 들어가지 않게 하는 것이 아니라 내부 회로의 안전성까지 고려해야 합니다. 실링 설계 시에는 고무 패킹의 압축률, 조립 공차, 시간에 따른 탄성 변화까지 계산해야 합니다. 또한 배터리를 사용하는 제품의 경우 과열 시 가스 배출을 위한 벤트 설계나 열 폭주 방지를 위한 열 차단 구조도 고려해야 합니다. 최근 전기차 화재나 보조배터리 폭발 사고들을 보면 이런 설계의 중요성을 알 수 있습니다.

사용자 안전성: 예측 불가능한 사용 패턴 대응

제품을 설계할 때 사용자가 항상 매뉴얼대로 사용할 것이라고 가정하면 안 됩니다. 오사용, 어린이의 접근, 예상치 못한 충격 등 모든 가능성을 고려한 "방어적 설계"가 필요합니다. 예를 들어 날카로운 모서리는 라운딩 처리를 하고, 분리 가능한 작은 부품은 질식 위험을 고려해야 합니다. 특히 가전제품의 경우 어린이가 손가락을 넣을 수 있는 구멍의 크기, 뜨거운 부분에 대한 접근 차단 등을 세심하게 설계해야 합니다.

조작 인터페이스의 안전성도 중요합니다. 비상 정지 버튼은 쉽게 접근할 수 있어야 하고, 위험한 기능은 의도치 않게 작동되지 않도록 이중 안전장치를 적용해야 합니다. 또한 제품 전도나 낙하 시에도 사용자에게 위험을 주지 않도록 무게 중심과 안정성을 고려한 설계가 필요합니다. 이런 요소들은 단순히 기능 구현에만 집중하면 놓치기 쉬운 부분들이지만, 실제 사용 환경에서는 매우 중요한 안전 요소가 됩니다.

규제 및 인증: 놓치면 시장 진입 자체가 불가능

국내외 안전 규제와 인증 기준을 미리 파악하고 설계에 반영하는 것은 선택이 아닌 필수입니다. KC 인증, CE 마킹, FCC 인증 등은 각각 다른 기준을 가지고 있으며, 기구설계 단계에서 이를 고려하지 않으면 나중에 전면 재설계가 필요할 수 있습니다. 예를 들어 전자파 차폐를 위한 금속 케이스 설계, EMC 대응을 위한 케이블 배치, 충격 시험을 통과하기 위한 구조 설계 등은 모두 초기 기구설계에서 결정되는 사항들입니다.

특히 수출을 계획하고 있다면 목표 시장의 안전 기준을 사전에 조사해야 합니다. 미국의 UL 기준, 유럽의 EN 기준, 일본의 JIS 기준 등은 각각 다른 요구사항을 가지고 있습니다. 한국에서는 통과했지만 해외에서 불합격하는 경우가 종종 발생하므로, 가능하면 가장 엄격한 기준에 맞춰 설계하는 것이 안전합니다. 인증 비용과 기간도 사업 계획에 포함시켜야 하며, 인증 과정에서 설계 변경이 필요할 가능성도 고려해야 합니다.

리콜 사례로 배우는 설계 교훈

실제 리콜 사례를 분석해보면 대부분이 기구설계 단계에서 예방 가능했던 문제들입니다. 삼성 갤럭시 노트7의 경우 배터리 공간 설계의 여유가 부족해서 배터리가 압축되면서 발화했고, 타카타 에어백은 장기간 사용 시 화학 변화를 고려하지 않은 설계 문제였습니다. 이런 사례들의 공통점은 "정상 조건에서는 문제없지만 극한 상황이나 장기 사용에서 문제가 발생"한다는 것입니다. 따라서 설계 시에는 항상 최악의 시나리오를 가정하고 안전 마진을 충분히 확보해야 합니다.

창업 기업에서 리콜이 발생하면 회복하기 어려운 타격을 받을 수 있습니다. 대기업도 수백억 원의 손실을 감수하는데, 자금력이 부족한 스타트업에게는 치명적일 수 있습니다. 따라서 초기 개발비가 다소 늘어나더라도 안전성 검증에 충분한 투자를 하는 것이 장기적으로는 훨씬 경제적입니다. 또한 안전성이 확보된 제품은 브랜드 신뢰도 향상에도 크게 기여하여 마케팅 효과까지 얻을 수 있습니다.

정리하며

기구설계에서 안전성은 제품의 기본 조건이자 기업의 생존과 직결되는 핵심 요소입니다. 구조적 안전성, 전기적 안전성, 사용자 안전성, 그리고 관련 규제 준수까지 모든 측면을 종합적으로 고려해야 합니다. 창업 초기에는 기능 구현에만 집중하기 쉽지만, 안전성을 후순위로 미루면 나중에 더 큰 비용과 위험을 감수해야 합니다. 전문가와의 협업을 통해 설계 단계부터 안전성을 확보하는 것이 성공적인 제품 출시의 필수 조건입니다.

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