솔리드웍스 설계와 시뮬레이션 통해 그린뉴딜 유망기업으로 발돋움

2018년 설립된 어썸레이는 실내 공기 정화 분야의 소재·부품·장비를 개발 및 생산하는 스타트업이다. 솔리드웍스의 설계 및 시뮬레이션 솔루션을 활용해 어썸레이는 더욱 빠르게 제품 개발을 진행할 수 있었고, 이는 투자 확보 및 기업 성장에도 기여하고 있다. ■ 자료 제공 : 다쏘시스템코리아

그림 1. 솔리드웍스로 설계한 스마트 환기장치를 소개하는 어썸레이 김세훈 대표

• 과제 : 투자 초기 시제품 제작, 양산품 모듈 제작기간 단축, 실내공기 흐름의 가상 시연
• 솔루션 : SOLIDWORKS Professional, SOLIDWORKS Flow Simulation
• 효과 : 시제품·양산품의 제작기간 단축, 투자자 확보, 공공기관 품질 인증, 수출 기회 창출

실내공기와 솔리드웍스의 만남

어썸레이는 탄소나노튜브를 섬유로 뽑아내는 소재 기술, 차세대 X-선 발생 장치를 위한 부품 기술(EUV&X-ray 튜브), 공기를 살균·정화하는 필터리스(filterless) 공기정화장치까지 실내 공기 정화에 필요한 소재·부품·장비를 모두 독자기술로 개발 및 생산하고 있다.

공기정화 장치 시장은 미세먼지로 인한 대기오염 지수가 높아짐에 따라 꾸준히 성장하고 있다. 게다가 코로나19의 감염 확산 위험이 증가하면서, 실내 공기 질 개선에 대한 관심은 예전과 사뭇 다르다.

이러한 가운데 미세먼지 제거 성능을 앞세운 어썸레이의 필터리스 공기정화장치는 한국건설생활환경시험연구원(KCL)과 한국산업기술시험원(KTL)으로부터 세균 99.9%, 부유바이러스 98% 제거 성능 인증을 획득했다. 그리고 창업 2년 차인 2020년 9월에는 중소벤처기업부와 환경부로부터 녹색혁신을 선도할 ‘그린뉴딜 유망기업 1호’로 선정되기도 했다.

원천기술 검증과 성장 가능성을 인정받은 어썸레이는 기술력과 시제품 그리고 젊은 열정을 뛰어넘어 ‘건강·환경·건물’의 가치를 빛나게 하는 기업을 지향하고 있다. 어썸레이의 김세훈 대표가 “솔리드웍스가 있어서 가능한 꿈”이라고 할 만큼, 솔리드웍스는 3년차 스타트업인 어썸레이의 성장 과정에 마중물이 되고 있다.

애자일 시대, 계획보다 더 빠른 아이디어 구현

작년 어썸레이는 카카오벤처스, 서울대기술지주 등으로부터 22억 원의 투자를 유치하면서 외부 변화에 신속하게 대응할 수 있는 내부 조직과 업무 형태 즉, 애자일(agile) 업무 수행 방식의 필요성을 절감했다. 특히 2020년은 투자유치와 유망기업 사업공모가 같이 맞물려 3년치 사업을 한 번에 몰아친 해였다.

스타트업에게 시제품을 새로 만들거나 기존 제품을 개선하는 일은 매우 중요하다. 무엇보다 양산품이 없는 상태에서 투자 유치에 큰 역할을 하는 것은 천 마디 말보다 사진이고, 사진보다 실물이기 때문이다. 그리고 짧은 작업 계획과 시제품을 반복적으로 수정 및 보완해야 하는 애자일 시대에 솔리드웍스의 직관적인 UI와 높은 성능은 신속한 작업속도가 필요한 엔지니어에게 유용한 도구가 된다.

신입직원이 추천한 솔리드웍스는 직관적인 UI와 빠른 작업속도를 바탕으로 다양한 기능을 활용하기에 매력적인 선택지이다. 2D 도면, 기계 설계, 기구 설계, 실사화 등 일부 기능에 한정된 소프트웨어와 달리 솔리드웍스는 스케치부터 피처까지 종이에 그린 아이디어를 3D 화면으로 쉽고 간단하게 구현할 수 있는 것이 특징이다.

솔리드웍스는 높은 설계 신뢰도와 간단한 검증 절차로 부장급 설계자가 없는 젊은 스타트업에 적합하다. 파트 설계 시 전체 어셈블리에서 한 번에 간섭 확인이 가능하며, 설계 과정이 직관적으로 드러나 있어 메모 기능을 활용하면 치수 수정 시 생기는 오류도 더 쉽게 파악할 수 있다. 또한, 각종 치수 측정이나 부피 측정, 비중 또는 밀도 값 대입을 통한 무게 계산이 간편하며, 라이브러리에 수록된 소재도 다양해서 정확한 수치를 찾는 시간도 줄일 수 있다.

그림 2. 솔리드웍스와 3D 프린터를 이용해 제작한 라즈베리 파이 기반 공기질 센서의 시제품

그린뉴딜 유망 1호 기업 선정의 비결

기존 제품을 보완하거나 대체해야 인정받는 시장, 어썸레이의 필터리스 공기정화장치는 이 두 가지 문제를 모두 해결했다. 기존 HEPA 필터에서 나오는 차압을 보완했고, 오존을 발생했던 기존 전기 집진기를 대체해 오존 발생 없이 유해 입자를 포집하는 기술이 탑재됐다.

기존의 공기청정기는 건물 설비로 인정받지 못해, 몇 대를 설치해도 감가상각되는 고정 설비일 뿐이다. 그에 반하여 어썸레이의 스마트 환기장치는 공조 장치(AHU)나 전열교환기(ERV)에 직접 장착되기 때문에 건축기준 완화, 세제 혜택, 금융지원 혜택을 받는 건물 설비로 인정받는다.

불과 1년 전만 해도 기술력과 작은 시제품만 가진 스타트업이 건강을 생각하고 건물의 가치를 높이는 장치를 선보일 수 있었던 것은 솔리드웍스가 있었기 때문이다. 사업 초창기 아크릴 가공업체에 부탁한 홍보용 시제품만으로 투자 설명회와 특허 획득 작업을 했으니, 질문과 발표는 큰 이슈가 되지 못했다.

그림 3. 초기 PR용 아크릴 시제품

아크릴, 레이저 가공 업체의 연락만 기다리던 사무실은 회의가 끝나는 동시에 솔리드웍스로 설계를 시작해 전에 없던 속도로 양산 모듈 설계를 진행했다. 기초설계부터 양산품 모듈 시제품 제작까지 12개월을 계획했지만 불과 3개월만에 첫 제품을 받았고, 4개월 차에 바로 납품할 수 있었다. 남은 7~8개월은 대한무역투자진흥공사(KOTRA)와 삼성물산 납품에 주력했다.

특히, 솔리드웍스를 통한 빠른 기구 설계 덕분에 원천 기술력을 증명하는 데에도 힘을 실을 수 있었다. 2019년에는 예상보다 빠르게 미세먼지·세균·바이러스 제거 성능 공인 성적서를 획득했고, 2020년 환경부와 중소벤처기업부 주관사업인 ‘그린뉴딜 유망기업’에 업력 3년 미만 기업 중에서 유일하게 선정됐다.

그린뉴딜 유망기업 사업은 우수 기술을 보유한 유망 중소기업을 선정해 집중적으로 지원하는 그린뉴딜 핵심 사업이다. 어썸레이를 포함한 선정 기업에는 혁신 성장을 위한 연구개발 및 사업화 자금을 최대 3년간 30억 원까지 제공하고, 기업 성장에 필요한 펀드·융자·보증 등 정책금융자금을 연계해 추가 지원이 이뤄진다.

어썸레이는 건축용 2D 소프트웨어와 해당 전문가가 없이도 실내 구조와 기존 설비에 맞는 필터리스 공기정화장치를 솔리드웍스로 재설계하여 사용했다. 솔리드웍스의 파생 설정과 2D 도면 작업 덕분에 KOTRA, 삼성물산, 오투타워, 디캠프, 맹그로브 등에 성공적으로 납품했다. 또한 경상남도 하동군 여성의원회관과 보건지소 등에도 설치를 앞두고 있어, 건물 크기와 관계 없이 솔리드웍스만으로 기구설계부터 설치까지 한 번에 해결하고 있다.

그림 4. 공조기용 필터리스 공기정화장치의 3D 렌더링 이미지

어썸레이는 본격적인 제품 생산과 판매를 앞두고 더욱 바쁜 나날을 보내고 있다. 상업 부동산에 부는 ‘웰니스 밸류애드(wellness value add)’의 유행 때문이다. 기존 부동산의 밸류애드(가치 부가)는 증축이나 리모델링같은 재투자를 통한 자산 업그레이드와 입점 브랜드 교체 같은 관심 업그레이드가 중심이었다. 하지만, 웰니스 밸류애드는 ‘웰니스(wellness)’와 ‘그린(green)’의 가치를 부여한다. 어썸레이는 포스트 코로나 이후 웰니스에 대한 관심이 개인 공간을 비롯해 공공시설, 상업시설에서도 늘고 있다는 점을 들면서, 웰니스 밸류애드 사업이 향후 꾸준히 성장할 것으로 기대하고 있다.

플로 시뮬레이션으로 더 큰 시장을 노린다

솔리드웍스의 부가기능은 인력과 시간이 부족한 스타트업에게 꼭 필요한 도구이다. 사업발표회에서 쓸 3D 실사 렌더링 이미지도 솔리드웍스에서 작업한 모델링 파일을 불러와 솔리드웍스 비주얼라이즈(SOLIDWORKS Visualize)로 재질을 변경하고, 카메라 위치와 조명을 적절히 사용해 밋밋한 발표를 뒤집고 이목을 끄는 데 성공했다.

그리고, 코로나19의 감염 확산을 막기 위한 실내 환기의 중요성과 오염 과정을 보여줄 때도 솔리드웍스 작업 파일 그대로 솔리드웍스 플로 시뮬레이션(SOLIDWORKS Flow Simulation)으로 작업해, 실내공기 유입과 차단, 환기의 과정을 한눈에 보여주었다.

사업 초기에는 구글에서 유사한 이미지를 찾아 4~5번 설명하고 이해시켰다면, 이제는 솔리드웍스 플로 시뮬레이션으로 엔지니어가 설계한 제품을 실제 작동환경과 유사하게 가상에서 시뮬레이션해 보여줄 수 있게 되었다.

그림 5. 솔리드웍스 플로 시뮬레이션을 활용한 단면 속도/압력 분포 유동해석

현재 어썸레이에 숙련된 해석 엔지니어가 없음에도 불구하고 이런 일이 가능한 이유는, 솔리드웍스의 단일 프로그램에서 모델링과 해석을 동시에 진행하기 때문에 파일 변환에 따른 문제가 없었고 조작이 직관적이기 때문이다. 또한 솔리드웍스 플로 시뮬레이션은 표면적으로 최종 설계 의도와 맞게 작동하는지를 검증할 수 있어, 앞으로 들어갈 제작 비용도 아낄 수 있다.

어썸레이는 “솔리드웍스 및 솔리드웍스 플로 시뮬레이션을 도입한 것은 채 3년이 되지 않는다. 그래도 이와 같이 기관투자자의 눈을 만족시키고, 머리를 이해시키고, 지갑을 열게 했으니 도입 비용은 충분히 회수한 셈”이라고 설명했다.

해외 진출의 꿈은 스타트업도 다르지 않다. 하지만 해외 시장은 언어부터 사회조직, 교육수준, 자연환경 그리고 비즈니스 문화까지 모든 점에서 국내와 다르다. 그렇기 때문에 해외 바이어에게 더 구체적이고 신뢰할 수 있는 국제표준 자료를 제시해야 한다. 어썸레이는 솔리드웍스의 3D 모델링 데이터와 플로 시뮬레이션 해석 데이터 그리고 엔지니어 역량을 바탕으로 제품의 완성도를 높이고, KOTRA 글로벌 쇼케이스 프로그램을 통하여 해외 진출을 향한 걸음을 내딛고 있다.

어썸레이는 “미세먼지로 고생한 지 십 수년, 코로나19로 고생한 지 1년. 지난 시간을 되돌아보니, 맑은 공기를 마음껏 마시는 것에 얼마나 무관심했는지 마스크 없이도 외출할 수 있는 것에 얼마나 감사한지 되돌아보는 기회가 됐다”면서, “솔리드웍스도 마찬가지이다. 솔리드웍스가 없는 제품 기획은 생각할 수 없고, 솔리드웍스의 모델링과 플로 시뮬레이션이 없는 제품 성능 개선은 있을 수 없는 일이 됐다”고 전했다.

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