Dizajn za proizvodnost (DFM): Kako smanjiti CNC troškove i izbjeći proizvodne rizike u fazi projektiranja

U proizvodnji, jedna od najskupljih rečenica koju možete čuti je:

"Dizajn izgleda savršeno na ekranu-ali ne znam kako to napravitisuvremeni CNC procesi obrade."

Proveo sam godine radeći s CAD modelima iu radnji. Vidio sam da mnogi dobri dizajni proizvoda ne uspijevaju tijekom proizvodnje.

Možda ćete provesti mnogo sati dizajnirajući, usavršavajući svaki detalj. S povjerenjem šaljete crteže dobavljačima. Tada možete dobiti iznenađujuću ponudu ili vidjeti proizvodnog inženjera kako u tišini odmahuje glavom.

Ovo je točno mjestoDizajn za proizvodnost (DFM)ulazi.

DFM se ne odnosi samo na to kako crtate dijelove. discipliniran pristup dizajnu proizvoda koji optimizira cijeli životni ciklus-od koncepta do isporuke gotovog dijela.

Zašto Design for Manufacturability (DFM) određuje 70% cijene proizvoda?

U tradicionalnim radnim procesima dizajneri i proizvođači odvajaju dizajn i proizvodnju. Dizajneri završavaju crteže i "bacaju ih preko zida" u tvornicu. U modernom razvoju proizvoda, ovaj pristup je brzi put do neuspjeha.

1. Zaključavanje 70% ukupnog troška

Temeljna logika iza načela DFM-a jesmanjenje troškova. Podaci iz industrije dosljedno otkrivaju da faza dizajna određuje 70-80% ukupnih troškova proizvoda.

Nakon što proizvodnja započne, popravljanje greške u dizajnu može koštati deset-ili čak sto-puta više od rješavanja problema u ranoj fazi dizajna.

2. Ključne prednosti DFM-a

· Brže vrijeme do tržišta
Minimizira -i-između dizajna i proizvodnje i izbjegava narudžbe za inženjerske izmjene (ECO) uzrokovane značajkama koje nije moguće proizvesti.

· Poboljšana kontrola kvalitete
Pojednostavljene strukture smanjuju varijabilnost procesa i slučajne greške u proizvodnji.

· Troškovno-učinkovita proizvodnja
Postiže osnovne funkcionalne ciljeve koristeći minimalne potrebne proizvodne resurse.

Izvan standardnih smjernica DFM-a: Tri zanemarena problema proizvodnosti

Većina DFM vodilica radijusa ugla i dubine rupa. Ono što često propuštaju je implicitno znanje o proizvodnji skriveno iza tih parametara.

1. Zašto ignoriranje radnog odnosa dramatično povećava CNC troškove?

Većina DFM pravila objašnjava kako dizajnirati značajke-ali malo njih objašnjava kako je dio zapravoodržanana stroju.

UCNC obrada, dijelovi ne lebde-u zraku. Ako vaš dizajn nema ravne površine, poput ergonomskog držača, tvornica će možda trebati prilagođene alate ili vanjsku pomoć. Ovo podižene{0}}ponavljajući inženjering (NRE)košta odmah.

U maloj pilot seriji morali smo izraditi posebnu opremu. To je bilo neophodno jer dio nije imao korisne referentne površine. Sama cijena postavljanja premašila je cijenu samih dijelova.

Preporuka:
Uvijek rezervirajte najmanje jednu referentnu površinu procesa tijekom procesa projektiranja. Ako ravna površina nije dovoljno dobra, razmislite o dodavanju privremenog jezička za obradu. Možete ga ukloniti nakon obrade. Proizvođači visoko cijene inženjere koji dizajniraju imajući na umu učvršćenje.

2. Predviđanje rizika nakon-obrade izvan strojne obrade

Mnogi dizajneri stvaraju savršene oblike u CAD-u. Međutim, oni često ignoriraju učinkepovršinske obrade poput eloksiranja, toplinska obrada ili premazivanje prahom.

Na primjer, eloksiranje zahtijeva kuke. Ako kozmetički dio nema prikladne procesne rupe, tragovi kuka mogu postati izvor sporova o kvaliteti.

U važnom projektu nismo definirali lokacije kuka. To je uzrokovalo vidljive tragove anodizacije na svim prvim uzorcima. Kao rezultat toga, suočili smo se sa skupim ciklusom prerade.

Toplinsko izobličenje ili debljina oplate mogu uzrokovati neuspjeh preciznih rupa za osovinu-. Morate uzeti u obzir ove faktore.

Preporuka:
Prava optimizacija dizajna zahtijeva obrnuto razmišljanje. Prilikom definiranja tolerancija, uzmite u obzir dodatke za površinsku obradu. Ako dio mora ostati unutar ±0,01 mm nakon eloksiranja, pojasnite dimenzije. Mislite li na veličinu prije presvlačenja ili konačnu veličinu?

3. Uklanjanje estetske redundantnosti i vraćanje u funkciju

Uobičajena frustracija u proizvodnji je vidjeti skupu 5{1}}osnu obradu koja se koristi isključivo za zadovoljavanje ne-funkcionalnih estetskih preferencija-često na unutarnjim, nevidljivim površinama.

U razvoju proizvoda ključno je razlikovati funkcionalnu estetiku od skupog otpada. Ako je dio u potpunosti unutar stroja, mijenjanje složenih 3D oblika u 2,5D korake može uštedjeti novac. Ova promjena ne šteti performansama.

Preporuka:
Izazovite svaki zahtjev. Pitajte postoji li značajka za smanjenje težine, prostor ili strukturalne potrebe-ili jednostavno zato što "izgleda bolje". Svaka dodatna postavka povećava trošak i uvodi kumulativni rizik točnosti.

Korištenje DFM-a za smanjenje složenosti i troškova CNC obrade

Kako bi se postigla troškovno{0}}učinkovita proizvodnja, CAD crteži moraju se pregledati od aperspektiva procesa proizvodnje.

1. Kako tolerancije pokreću troškove CNC strojne obrade?

Ovo je jedna od najvećih bolnih točaka i za kupce i za inženjere.Tolerancije pokrivačakao što je ±0,02 mm na svakoj dimenziji dramatično povećava trošak.

Alatni strojevi nisu pisači. Svako smanjenje--veličine tolerancije često rezultira eksponencijalnim povećanjem troškova.

Najbolji primjeri iz prakse:
Upotrijebite skup-tolerancija. Primijenite stroge tolerancije samo na kritična funkcionalna sučelja i smanjite ih gdje god je to moguće. Ako je ±0,1 mm prihvatljivo, nikad ne navodite ±0,05 mm iz navike.

2. Fizika alata: duboke rupe i tanke stijenke

Alati za rezanje imaju ograničenja duljine-do-promjera. Duboke rupe uzrokuju zveckanje alata, lošu završnu obradu površine i povećan rizik od loma. Tanke stijenke, koje su manje od oko 0,8 mm za aluminij ili još tanje za plastiku, mogu se saviti pod silama rezanja. Zbog toga je teško kontrolirati dimenzije.

Dizajneri se moraju pozabaviti ovim klasičnim potencijalnim problemima proizvodnosti u fazi projektiranja.

3. Izbjegavanje zamke "Oštri kutovi".

Alati za rezanje imaju radijuse. Određivanje oštrih unutarnjih kutova prisiljava proizvođače na dodavanje sekundarnih procesa kao što je EDM, što značajno povećava troškove.

Preporuka:
Kad god je to moguće, dodajte unutarnje zaobljenike malo veće od standardnih radijusa alata. Ova jedina promjena može dramatično poboljšati učinkovitost strojne obrade.

Zašto rana DFM komunikacija smanjuje preradu i varijaciju u ponudi?

Dizajneri se žale na nedosljedne citate; proizvođači se žale na nerealan dizajn. Ovaj komunikacijski jaz glavni je izvor kašnjenja projekta.

1. Omogućite rano uključivanje u proizvodnju

Nemojte čekati da crteži budu 100% gotovi. Pozovite inženjere proizvodnje da rano pregledaju dizajne. Promjene u ovoj fazi koštaju malo i mogu smanjiti rizike kasnije.

2. Učinkovito iskoristite DFM izvješća

Visoko{0}}kvalitetni dobavljači pružaju DFM izvješća. Na ovo ne biste trebali gledati kao na isprike, već kao na vrijedne uvide u to gdje uzalud trošite svoj proračun i gdje možete poboljšati dizajn.

Praktični savjeti za{0}}donositelje odluka o hardveru

Za voditelje nabave i inženjeringa, razumijevanje DFM-a je konkurentska prednost:

· Identificirajte tehnički sposobne dobavljače

Dobavljači koji nude smislene DFM povratne informacije nadmašuju one koji citiraju samo crteže.

· Optimizirajte ukupne troškove životnog ciklusa

Dio dizajniran za jednostavno sastavljanje može koštati 5% više po jedinici. Međutim, može smanjiti ukupne troškove sustava za 20%.

· Skratite razvojne cikluse

Potaknite izravnu komunikaciju između dizajnerskih timova i inženjera proizvodnje.

Zaključak: Prava vrijednost DFM-a

Dizajn za proizvodnost nije ograničenje kreativnosti-to je viša razina inženjerske discipline.

Kada uravnotežite eleganciju dizajna i učinkovitost proizvodnje, ne izrađujete samo proizvod. Vi stvarate održivu poslovnu petlju.

Pronalaženjem i rješavanjem problema tijekom faze dizajna možete brže izaći na tržište. Na taj način osiguravate da ćete pametno potrošiti svaki dolar.

Najbolji dizajni ostavljaju dojam na ploči za crtanje-i glatko teku na proizvodnoj liniji.

Želite stručnu podršku za optimizaciju dizajna vaših CNC dijelova?

Inženjerski tim tvrtke Dazao specijaliziran je za širok raspon vrsta materijala i proizvodnih procesa. Kontaktirajte nas kako bismo uključili profesionalne DFM-ove u ranoj fazi vašeg dizajna-i pripremili vaš projekt za uspjeh.

FAQ