Design for Manufacturability (DFM): Cum să reduceți costurile CNC și să evitați riscurile de producție în etapa de proiectare

În producție, una dintre cele mai scumpe propoziții pe care le puteți auzi este:

„Designul arată perfect pe ecran-dar nu știu cum să-l facprocese moderne de prelucrare CNC."

Am petrecut ani de zile lucrând cu modele CAD și la atelier. Am văzut multe modele de produse bune eșuând în timpul producției.

S-ar putea să petreceți multe ore proiectând, perfecționând fiecare detaliu. Trimiteți desenele furnizorilor cu încredere. Apoi, puteți obține o ofertă surprinzătoare sau puteți vedea un inginer de producție clătinând din cap în tăcere.

Exact aiciDesign for Manufacturability (DFM)intră.

DFM nu se referă doar la modul în care desenați părți. o abordare disciplinată a proiectării produselor care optimizează întregul ciclu de viață-de la concept până la livrarea pieselor finite.

De ce Design for Manufacturability (DFM) determină 70% din costul produsului?

În fluxurile de lucru tradiționale, designerii și producătorii separă proiectarea și producția. Designerii termină desenele și „le aruncă peste perete” la fabrică. În dezvoltarea modernă a produselor, această abordare este o cale rapidă către eșec.

1. Blocarea a 70% din costul total

Logica de bază din spatele principiilor DFM estereducerea costurilor. Datele din industrie arată în mod constant că faza de proiectare determină 70-80% din costul total al unui produs.

Odată ce începe producția, remedierea unui defect de design poate costa de zece-sau chiar de o sută-de ori mai mult decât soluționarea lui la începutul etapei de proiectare.

2. Beneficiile cheie ale DFM

· Timp mai rapid de a ajunge pe piață
Minimizează trecerea-și-între proiectare și producție și evită ordinele de modificare a ingineriei (ECO) cauzate de caracteristicile nefabricabile.

· Control îmbunătățit al calității
Structurile simplificate reduc variabilitatea procesului și erorile aleatorii de fabricație.

· Cost{0}}Producție eficientă
Atinge obiectivele funcționale de bază folosind resursele de producție minime necesare.

Dincolo de liniile directoare standard DFM: trei probleme de fabricabilitate trecute cu vederea

Majoritatea DFM ghidează razele filetului și adâncimile găurilor. Ceea ce le lipsește adesea este cunoștințele implicite de fabricație ascunse în spatele acelor parametri.

1.De ce ignorarea suportului de lucru crește dramatic costurile CNC?

Majoritatea regulilor DFM explică modul de proiectare a funcțiilor-dar puține explică cum este de fapt o piesăţinutpe o mașină.

ÎnPrelucrare CNC, piesele nu plutesc în -aer. Dacă designul dvs. nu are suprafețe plane, cum ar fi o prindere ergonomică, fabrica poate avea nevoie de instrumente personalizate sau de ajutor extern. Aceasta conduce în susinginerie ne-recurrentă (NRE)costă imediat.

Într-un pilot mic, a trebuit să creăm un dispozitiv special. Acest lucru a fost necesar deoarece piesa nu avea suprafețe de referință utilizabile. Numai costul de instalare a depășit prețul pieselor în sine.

Recomandare:
Rezervați întotdeauna cel puțin o suprafață de referință de proces în timpul procesului de proiectare. Dacă o suprafață plană nu este suficient de bună, gândiți-vă la adăugarea unei file de prelucrare temporară. Îl puteți elimina după procesare. Producătorii apreciază foarte mult inginerii care proiectează ținând cont de montaj.

2.Anticiparea riscurilor post-prelucrare dincolo de prelucrare

Mulți designeri creează forme perfecte în CAD. Cu toate acestea, ei ignoră adesea efecteletratamente de suprafață precum anodizarea, tratament termic sau vopsire cu pulbere.

De exemplu, anodizarea necesită cârlige. Dacă o piesă cosmetică nu are găuri de proces adecvate, urmele de cârlig pot deveni sursa unor dispute de calitate.

Într-un proiect important, nu am definit locațiile cârligelor. Acest lucru a cauzat urme vizibile de anodizare pe toate primele mostre. Drept urmare, ne-am confruntat cu un ciclu costisitor de reluare.

Distorsiunea termică sau grosimea de placare poate duce la eșecul potrivirilor de precizie ale găurilor axului{0}}. Trebuie să luați în considerare acești factori.

Recomandare:
Adevărata optimizare a designului necesită gândire inversă. Când definiți toleranțele, luați în considerare cotele de tratare a suprafeței. Dacă o piesă trebuie să rămână în ±0,01 mm după anodizare, vă rugăm să clarificați dimensiunile. Vă referiți la dimensiunea înainte de placare sau la dimensiunea finală?

3.Eliminarea redundanței estetice și revenirea la funcție

O frustrare obișnuită în producție este faptul că prelucrările scumpe pe 5-axe sunt folosite exclusiv pentru a satisface preferințele estetice ne-funcționale-deseori pe suprafețe interioare, invizibile.

În dezvoltarea de produse, este esențial să distingem estetica funcțională de deșeurile costisitoare. Dacă o piesă se află complet în interiorul unei mașini, schimbarea formelor 3D complexe în pași 2.5D poate economisi bani. Această schimbare nu dăunează performanței.

Recomandare:
Provocați fiecare cerință. Întrebați dacă există o funcție pentru reducerea greutății, spațiul liber sau necesitatea structurală-sau pur și simplu pentru că „arata mai bine”. Fiecare configurare suplimentară crește costul și introduce riscul cumulativ de acuratețe.

Utilizarea DFM pentru a reduce complexitatea și costurile prelucrării CNC

Pentru a obține o producție rentabilă-, desenele CAD trebuie examinate de la aperspectiva procesului de fabricație.

1. Cum determină toleranțele costurile de prelucrare CNC?

Acesta este unul dintre cele mai mari puncte de durere atât pentru cumpărători, cât și pentru ingineri.Toleranțe generalecum ar fi ±0,02 mm pe fiecare dimensiune măresc dramatic costul.

Mașinile-unelte nu sunt imprimante. Fiecare ordin-de-reducere a mărimii toleranței are ca rezultat adesea creșteri exponențiale ale costurilor.

Cele mai bune practici:
Utilizați stiva de toleranțe-în sus. Aplicați toleranțe strânse doar interfețelor funcționale critice și relaxați-le ori de câte ori este posibil. Dacă ±0,1 mm este acceptabil, nu specificați niciodată ±0,05 mm din obicei.

2.Fizica instrumentului: găuri adânci și pereți subțiri

Uneltele de tăiere au limite de lungime-la-diametru. Găurile adânci provoacă zgomot scule, finisare slabă a suprafeței și risc crescut de rupere. Pereții subțiri, care sunt mai mici de aproximativ 0,8 mm pentru aluminiu sau chiar mai subțiri pentru materiale plastice, se pot îndoi sub forțele de tăiere. Acest lucru face dificilă controlul dimensiunilor.

Designerii trebuie să abordeze aceste probleme clasice potențiale de fabricație în faza de proiectare.

3. Evitarea capcanei „Sharp Corner”.

Sculele de tăiere au raze. Specificarea colțurilor interne ascuțite îi obligă pe producători să adauge procese secundare, cum ar fi EDM, crescând semnificativ costurile.

Recomandare:
Adăugați file interne puțin mai mari decât razele standard ale sculei ori de câte ori este posibil. Această singură schimbare poate îmbunătăți dramatic eficiența prelucrarii.

De ce comunicarea DFM timpurie reduce variația de reluare și de cotație?

Designerii se plâng de ghilimele inconsecvente; producătorii se plâng de modele nerealiste. Acest decalaj de comunicare este o sursă majoră de întârzieri ale proiectelor.

1.Activați implicarea timpurie în producție

Nu așteptați până când desenele sunt 100% complete. Invitați inginerii de producție să revizuiască proiectele din timp. Schimbările în această etapă costă puțin și pot reduce riscurile mai târziu.

2. Utilizați eficient rapoartele DFM

Furnizorii{0}}de înaltă calitate furnizează rapoarte DFM. Ar trebui să le vedeți nu ca scuze, ci ca informații valoroase despre unde vă risipiți bugetul și unde puteți îmbunătăți design-urile.

Sfaturi practice pentru factorii de decizie{0}}hardware

Pentru liderii de achiziții și inginerie, înțelegerea DFM este un avantaj competitiv:

· Identificați furnizori capabili din punct de vedere tehnic

Furnizorii care oferă feedback semnificativ DFM îi depășesc pe cei care citează doar din desene.

· Optimizați costul total al ciclului de viață

O piesă proiectată pentru asamblare ușoară poate costa cu 5% mai mult pe unitate. Cu toate acestea, poate reduce costurile generale ale sistemului cu 20%.

· Scurtați ciclurile de dezvoltare

Încurajează comunicarea directă între echipele de proiectare și inginerii de producție.

Concluzie: Adevărata valoare a DFM

Design for Manufacturability nu este o limitare a creativității-ci un nivel superior al disciplinei inginerești.

Când echilibrați eleganța designului și eficiența producției, nu faceți doar un produs. Creați o buclă de afaceri durabilă.

Găsind și remediand probleme în timpul etapei de proiectare, puteți ajunge mai repede pe piață. În acest fel, vă asigurați că cheltuiți fiecare dolar cu înțelepciune.

Cele mai bune modele impresionează pe planșa de desen-și curg lin pe linia de producție.

Doriți asistență de specialitate pentru optimizarea designului pieselor CNC?

Echipa de ingineri Dazao este specializată într-o gamă largă de tipuri de materiale și procese de fabricație. Contactați-ne pentru a implica DFM profesionist la începutul fazei dvs. de proiectare-și a pregăti proiectul pentru succes.

FAQ