기하공차 도입 시 주의사항 알아보기

제품의 정밀성과 조립 품질이 중요해지는 제조 현장에서는 "기하공차(GD&T, Geometric Dimensioning and Tolerancing)"가 필수 요소로 자리 잡고 있습니다. 기하공차는 단순한 치수 공차보다 더 명확하게 부품의 형상, 위치, 방향, 흔들림 등을 정의할 수 있어, 품질 보증과 불량률 감소에 효과적입니다. 하지만 처음 도입할 때는 주의가 필요합니다. 잘못된 적용은 오히려 설계와 제조 간 혼란을 초래하고, 비용과 일정에 악영향을 미칠 수 있습니다. 이 글에서는 기하공차를 도입할 때 반드시 고려해야 할 실무적인 주의사항을 상세히 소개합니다.

 

 

1. 내부 이해 부족 상태에서 도입하지 말 것

기하공차는 단순한 기호 조합이 아닙니다. 이를 효과적으로 사용하려면 설계자, 검사자, 생산 엔지니어 등 전 부서가 개념을 공유하고 있어야 합니다.

 1). 실제 사례

  - 설계팀이 위치도(Position) 공차를 설정했지만, 생산팀은 이를 이해하지 못해 잘못 가공

  - 검사팀은 도면을 판독하지 못해 기준면 설정 오류 발생

 2). 주의사항

  - 기초 교육 필수: GD&T 교육 없이 기호만 사용하는 것은 오히려 품질 저하를 초래

  - 용어 통일: 각 기호와 기준면에 대한 통일된 해석 필요

  - 사내 도면 해석 기준 마련: 부서 간 해석 차이를 최소화해야 함

도입 전 전사적 교육과 표준화 작업이 선행되어야만 기하공차의 장점을 극대화할 수 있습니다.

 

2. 모든 부위에 무분별하게 적용하지 말 것

기하공차는 정밀 제어가 필요한 부분에 집중해서 사용해야지, 모든 부위에 과도하게 적용하면 설계 복잡도와 제조 비용이 증가합니다.

 1). 잘못된 예

  - 불필요한 위치도, 동심도, 평면도 적용으로 가공 공정 증가

  - 측정이 어려운 형상에 공차 지정하여 검사 시간 낭비

 2). 전략

  - 기능 기반 적용: 제품의 핵심 기능에 영향을 주는 부위에만 공차 지정

  - 비용-효과 분석: 공차 적용 시, 제조 가능성과 측정 용이성 고려

  - 가공/검사 가능 여부 판단: 공차를 넣을 때는 실제 공정 가능성을 반드시 검토

기하공차는 최소한의 범위에서 최대의 효과를 내도록 설계되어야 합니다.

 

3. 기준면(Datum) 설정의 중요성을 간과하지 말 것

기준면은 기하공차에서 가장 핵심적인 요소입니다. 기준면이 잘못 설정되면 나머지 모든 공차 제어가 무의미해질 수 있습니다.

 1). 주의사항

  - 조립 기준과 일치해야 함: 실제 조립 순서와 기준면이 다르면 오차 누적 발생

  - 다의적 해석 금지: 기준면은 누구나 동일하게 해석 가능해야 함

  - 기준면 우선순위 지정 필요: A-B-C 순서에 따른 자유도 해석이 일관돼야 함

기준면 설정이 정확해야 위치도, 직각도, 평면도 등이 정확하게 정의되고 측정될 수 있습니다.

 

4. 측정 장비와 검사 능력 미비 상태에서 도입 금지

기하공차를 도면에 적용하더라도, 실제 검사 장비가 부족하거나 측정 능력이 없으면 설계 의도를 검증할 수 없습니다.

 1). 실무 문제 사례

  - 흔들림(Runout) 공차를 적용했지만, 공장에 측정 장비(CMM, 런아웃 측정기)가 없음

  - 위치도 공차를 설정했지만, 검사자가 해석과 측정 방법을 모름

 2). 해결 방안

  - 도입 전 사내 측정 능력 진단

  - 필요 장비 확보 또는 외주 검사 계획 수립

  - 설계자, 검사자 간 도면 해석 매뉴얼 공유

측정 불가능한 공차는 설계하지 않는 것이 원칙입니다.

 

5. 도면 표기 오류 및 해석 불일치 방지

기하공차 기호의 오기, 프레임 구성 오류, 기준면 오적용 등은 치명적인 설계 실수로 이어질 수 있습니다.

  1). 자주 발생하는 오류

  - 공차 프레임 위치 불명확

  - 기준면 기호의 중복 또는 누락

  - 기호 간 우선순위 혼동 (예: 평면도 vs 위치도)

 2). 실무 대책

  - 검토 회의 진행: 설계 완료 전 도면 검토 회의 필수

  - 표준 템플릿 사용: 공차 기호 구성의 일관성 유지

  - 도면 작성 전용 소프트웨어 활용: 오류 자동 검출 기능 적극 사용

정확한 도면 표기는 설계의 언어이며, 제조의 기준입니다. 오류는 현장 혼란과 불량으로 이어질 수 있으므로 반드시 사전에 검토해야 합니다.

 

기하공차 도입은 '설계 문화'의 변화

기하공차는 정밀 설계를 위한 강력한 도구입니다. 그러나 단순히 기호를 사용한다고 해서 설계 품질이 향상되지는 않습니다. 조직 전반의 이해, 전략적 적용, 도면 정확성, 측정 능력 확보가 함께 이루어져야 합니다. 도입 시에는 다음을 기억하세요.

  - 기하공차는 부서 간 협업을 전제로 한다.

  - 모든 부위에 적용하지 말고, 기능 중심으로 판단하라.

  - 기준면은 설계의 중심축이다.

  - 측정 가능하지 않은 공차는 의미 없다.

  - 도면 오류는 조직 전체의 손실이다.

정확한 이해와 체계적 접근으로 기하공차를 도입한다면, 설계와 제조 간의 간극을 줄이고 품질 경쟁력을 확보할 수 있습니다.