Disseny per a la fabricabilitat (DFM): com reduir els costos del CNC i evitar els riscos de producció en l'etapa de disseny

A la fabricació, una de les frases més cares que pots escoltar és:

"El disseny sembla perfecte a la pantalla-però no sé com fer-homoderns processos de mecanitzat CNC."

He passat anys treballant amb models CAD i a la botiga. He vist que molts bons dissenys de productes fallaven durant la producció.

Pot ser que passis moltes hores dissenyant, perfeccionant cada detall. Envieu els dibuixos als proveïdors amb confiança. Aleshores, podeu obtenir una cotització sorprenent o veure com un enginyer de fabricació sacseja el cap en silenci.

Aquí és exactament onDisseny per a la fabricabilitat (DFM)entra.

DFM no es tracta només de com dibuixar peces. un enfocament disciplinat del disseny del producte que optimitza tot el cicle de vida-des del concepte fins al lliurament de peces acabades.

Per què el disseny per a la fabricabilitat (DFM) determina el 70% del cost del producte?

En els fluxos de treball tradicionals, els dissenyadors i els fabricants separen el disseny i la fabricació. Els dissenyadors acaben els dibuixos i els "llencen per la paret" a la fàbrica. En el desenvolupament de productes moderns, aquest enfocament és un camí ràpid cap al fracàs.

1. Bloqueig del 70% del cost total

La lògica bàsica darrere dels principis DFM ésreducció de costos. Les dades del sector revelen constantment que la fase de disseny determina entre el 70 i el 80% del cost total d'un producte.

Un cop comença la producció, corregir un defecte de disseny pot costar deu-o fins i tot cent{1}} vegades més que solucionar-lo a principis de l'etapa de disseny.

2. Beneficis clau del DFM

· Temps de sortida al mercat més ràpid
Minimitza l'anada--entre el disseny i la fabricació i evita les ordres de canvi d'enginyeria (ECO) causades per funcions no fabricables.

· Control de qualitat millorat
Les estructures simplificades redueixen la variabilitat del procés i els errors de fabricació aleatoris.

· Cost-Producció rendible
Aconsegueix els objectius funcionals bàsics utilitzant els recursos de fabricació mínims necessaris.

Més enllà de les directrius estàndard de DFM: tres problemes de fabricabilitat passats per alt

La majoria de DFM guia els radis de filet i les profunditats dels forats. El que sovint es perden és el coneixement implícit de fabricació que s'amaga darrere d'aquests paràmetres.

1.Per què ignorar la retenció de treball augmenta dràsticament els costos del CNC?

La majoria de les regles de DFM expliquen com dissenyar les funcions-però poques expliquen com és realment una peçacelebraten una màquina.

EnMecanitzat CNC, les peces no suren a l'{0}}aire. Si el vostre disseny no té superfícies planes, com ara una agafada ergonòmica, és possible que la fàbrica necessiti eines personalitzades o ajuda externa. Això fa pujarenginyeria no-recurrent (NRE)costa immediatament.

En una petita prova pilot, vam haver de crear un aparell especial. Això era necessari perquè la peça no tenia superfícies de referència utilitzables. Només el cost de configuració superava el preu de les peces en si.

Recomanació:
Reserveu sempre almenys una superfície de dades de procés durant el procés de disseny. Si una superfície plana no és prou bona, penseu a afegir una pestanya de mecanitzat temporal. Podeu eliminar-lo després del processament. Els fabricants valoren molt els enginyers que dissenyen tenint en compte els accessoris.

2. Anticipació dels riscos posteriors al-processament més enllà del mecanitzat

Molts dissenyadors creen formes perfectes en CAD. No obstant això, sovint ignoren els efectes detractaments superficials com l'anoditzat, tractament tèrmic o recobriment en pols.

Per exemple, l'anodització requereix ganxos. Si una peça cosmètica no té forats de procés adequats, les marques de ganxos poden convertir-se en la font de disputes de qualitat.

En un projecte important, no vam definir les ubicacions dels ganxos. Això va provocar marques d'anodització visibles a totes les primeres mostres. Com a resultat, ens vam enfrontar a un costós cicle de reelaboració.

La distorsió tèrmica o el gruix del revestiment poden provocar que els forats d'ajust{0}}de precisió fallin. Heu de tenir en compte aquests factors.

Recomanació:
L'optimització real del disseny requereix un pensament invers. A l'hora de definir toleràncies, s'ha de tenir en compte els marges de tractament superficial. Si una peça s'ha de mantenir dins de ± 0,01 mm després de l'anodització, si us plau aclareix les dimensions. Et refereixes a la mida abans del revestiment o a la mida final?

3.Eliminació de la redundància estètica i retorn a la funció

Una frustració comuna en la fabricació és veure un mecanitzat de 5-eixos car que s'utilitza únicament per satisfer preferències estètiques no-funcionals-sovint en superfícies internes no visibles.

En el desenvolupament de productes, és fonamental distingir l'estètica funcional dels residus cars. Si una peça està completament dins d'una màquina, canviar formes 3D complexes en passos 2.5D pot estalviar diners. Aquest canvi no perjudica el rendiment.

Recomanació:
Desafia cada requisit. Pregunteu si existeix una funció per reduir el pes, l'espai lliure o una necessitat estructural-o simplement perquè "es veu millor". Cada configuració addicional augmenta el cost i introdueix un risc de precisió acumulat.

Ús de DFM per reduir la complexitat i el cost del mecanitzat CNC

Per aconseguir una fabricació rendible{0}}, els dibuixos CAD s'han de revisar des de aperspectiva del procés de fabricació.

1. Com les toleràncies condueixen el cost del mecanitzat CNC?

Aquest és un dels problemes més importants tant per als compradors com per als enginyers.Toleràncies de mantacom ara ±0,02 mm a cada dimensió augmenten dràsticament el cost.

Les màquines eina no són impressores. Cada reducció de la tolerància per ordre-de-magnitud sovint provoca augments exponencials de costos.

Bones pràctiques:
Utilitzeu la pila de tolerància-amunt. Apliqueu toleràncies estrictes només a les interfícies funcionals crítiques i relaxeu-les sempre que sigui possible. Si ±0,1 mm és acceptable, no especifiqueu mai ±0,05 mm per costum.

2.Física d'eines: forats profunds i parets primes

Les eines de tall tenen límits de longitud-a-diàmetre. Els forats profunds provoquen el xoc de l'eina, un acabat superficial deficient i un augment del risc de trencament. Les parets primes, que són inferiors a uns 0,8 mm per a l'alumini o fins i tot més primes per als plàstics, es poden doblegar sota les forces de tall. Això fa que sigui difícil controlar les dimensions.

Els dissenyadors han d'abordar aquests problemes clàssics potencials de fabricació en l'etapa de disseny.

3.Evitar la trampa del "cantó afilat".

Les eines de tall tenen radis. L'especificació de cantonades internes afilades obliga els fabricants a afegir processos secundaris com l'electroerosió, augmentant significativament el cost.

Recomanació:
Afegiu filets interns lleugerament més grans que els radis de l'eina estàndard sempre que sigui possible. Aquest canvi únic pot millorar dràsticament l'eficiència del mecanitzat.

Per què la comunicació primerenca de DFM redueix la variació de la reelaboració i la cotització?

Els dissenyadors es queixen de cites inconsistents; els fabricants es queixen de dissenys poc realistes. Aquesta bretxa de comunicació és una font important de retards en el projecte.

1.Habilitar la participació primerenca en la fabricació

No espereu fins que els dibuixos estiguin complets al 100%. Convideu els enginyers de fabricació a revisar els dissenys des del principi. Els canvis en aquesta etapa costen poc i poden reduir els riscos més endavant.

2. Aprofiteu els informes de DFM amb eficàcia

Els proveïdors{0}}d'alta qualitat proporcionen informes de DFM. No hauríeu de veure-les com a excuses, sinó com a informació valuosa sobre on malgasteu el vostre pressupost i on podeu millorar els dissenys.

Consells pràctics per a qui prenen decisions{0}}de maquinari

Per als líders de compres i enginyeria, entendre DFM és un avantatge competitiu:

· Identificar proveïdors tècnicament capaços

Els proveïdors que ofereixen comentaris significatius de DFM superen els que només citen els dibuixos.

· Optimitzar el cost total del cicle de vida

Una peça dissenyada per a un fàcil muntatge pot costar un 5% més per unitat. Tanmateix, pot reduir els costos globals del sistema en un 20%.

· Escurçar els cicles de desenvolupament

Fomentar la comunicació directa entre els equips de disseny i els enginyers de fabricació.

Conclusió: el valor real del DFM

El disseny per a la fabricabilitat no és una limitació de la creativitat-és un nivell superior de disciplina d'enginyeria.

Quan equilibreu l'elegància del disseny i l'eficiència de fabricació, no només feu un producte. Esteu creant un bucle empresarial sostenible.

Si busqueu i solucioneu problemes durant l'etapa de disseny, podreu arribar al mercat més ràpidament. D'aquesta manera, us assegureu que gasteu cada dòlar amb prudència.

Els millors dissenys impressionen a la taula de dibuix-i flueixen sense problemes a la línia de producció.

Voleu suport d'experts per optimitzar els vostres dissenys de peces CNC?

L'equip d'enginyeria de Dazao s'especialitza en una àmplia gamma de tipus de materials i processos de fabricació. Poseu-vos en contacte amb nosaltres per implicar un DFM professional al principi de la vostra fase de disseny-i configurar el vostre projecte per a l'èxit.

Preguntes freqüents