Проектиране за технологичност (DFM): Как да намалим разходите за CNC и да избегнем производствените рискове на етапа на проектиране

В производството едно от най-скъпите изречения, които можете да чуете, е:

„Дизайнът изглежда перфектно на екрана,-но не знам как да го направямодерни CNC процеси на обработка."

Прекарах години в работа с CAD модели и в цеха. Виждал съм много добри дизайни на продукти да се провалят по време на производството.

Може да прекарате много часове в проектиране, усъвършенствайки всеки детайл. Вие изпращате чертежите на доставчиците с увереност. Тогава може да получите изненадваща оферта или да видите производствен инженер да поклаща глава мълчаливо.

Това е точно къдеДизайн за технологичност (DFM)влиза.

DFM не е само за това как рисувате части. дисциплиниран подход към дизайна на продукта, който оптимизира целия жизнен цикъл-от концепцията до доставката на завършената част.

Защо дизайнът за технологичност (DFM) определя 70% от цената на продукта?

В традиционните работни процеси дизайнерите и производителите разделят дизайна и производството. Дизайнерите завършват чертежите и ги "хвърлят през стената" във фабриката. В съвременното разработване на продукти този подход е бърз път към провал.

1. Заключване на 70% от общата цена

Основната логика зад принципите на DFM енамаляване на разходите. Индустриалните данни постоянно разкриват, че фазата на проектиране определя 70–80% от общата цена на продукта.

След като започне производството, коригирането на дефект в дизайна може да струва десет-или дори сто-пъти повече от отстраняването му на ранен етап в етапа на проектиране.

2. Основни предимства на DFM

· По-бързо време за пускане на пазара
Минимизира -назад и-между проектирането и производството и избягва поръчките за инженерни промени (ECO), причинени от неизработваеми функции.

· Подобрен контрол на качеството
Опростените структури намаляват променливостта на процеса и случайните производствени грешки.

· Рентабилно-производство
Постига основните функционални цели, като използва минимално необходимите производствени ресурси.

Отвъд стандартните насоки на DFM: Три пренебрегнати проблема с производителността

Повечето DFM направляват радиусите на филетата и дълбочините на отворите. Това, което често пропускат, е имплицитното знание за производството, скрито зад тези параметри.

1. Защо игнорирането на работното място драстично увеличава разходите за ЦПУ?

Повечето правила на DFM обясняват как да се проектират елементи,-но малко обясняват как всъщност е часттапроведена машина.

вCNC обработка, частите не се носят във-въздуха. Ако вашият дизайн няма плоски повърхности, като ергономична дръжка, фабриката може да се нуждае от персонализирани инструменти или външна помощ. Това кара нагорене{0}}повтарящо се инженерство (NRE)разходи веднага.

В малък пилотен цикъл трябваше да създадем специално приспособление. Това беше необходимо, тъй като частта нямаше използваеми базови повърхности. Само разходите за настройка надвишават цената на самите части.

препоръка:
Винаги запазвайте поне една базова повърхност на процеса по време на процеса на проектиране. Ако плоската повърхност не е достатъчно добра, помислете за добавяне на временен раздел за обработка. Можете да го премахнете след обработка. Производителите високо ценят инженерите, които проектират с мисъл за закрепването.

2. Предвиждане на рискове след-обработката извън обработката

Много дизайнери създават перфектни форми в CAD. Те обаче често пренебрегват ефектите отповърхностни обработки като анодиране, топлинна обработка или прахово покритие.

Например анодирането изисква куки. Ако дадена козметична част няма подходящи технологични отвори, следите от куки могат да станат източник на спорове за качеството.

В един важен проект не сме дефинирали местоположения на куките. Това причини видими следи от анодиране върху всички първи проби. В резултат на това се сблъскахме със скъп цикъл на преработка.

Термичното изкривяване или дебелината на покритието може да доведе до повреда на прецизните{0}}напасвания на отворите. Трябва да имате предвид тези фактори.

препоръка:
Истинската оптимизация на дизайна изисква обратно мислене. Когато определяте допустимите отклонения, вземете предвид допуски за повърхностна обработка. Ако дадена част трябва да остане в рамките на ±0,01 mm след анодизиране, моля, изяснете размерите. Имате предвид размера преди покритието или окончателния размер?

3. Елиминиране на естетически излишък и връщане към функцията

Често срещано разочарование в производството е виждането на скъпа 5{1}}осова обработка, използвана единствено за задоволяване на не-функционални естетически предпочитания-често върху вътрешни, невидими повърхности.

При разработването на продукта е изключително важно да се разграничи функционалната естетика от скъпите отпадъци. Ако дадена част е изцяло вътре в машина, промяната на сложни 3D форми в 2,5D стъпки може да спести пари. Тази промяна не вреди на производителността.

препоръка:
Предизвикайте всяко изискване. Попитайте дали съществува функция за намаляване на теглото, изчистване или структурна необходимост-или просто защото „изглежда по-добре“. Всяка допълнителна настройка увеличава разходите и въвежда кумулативен риск за точността.

Използване на DFM за намаляване на CNC машинната сложност и разходите

За да се постигне-рентабилно производство, CAD чертежите трябва да бъдат прегледани от aгледна точка на производствения процес.

1.Как допустимите отклонения управляват разходите за CNC обработка?

Това е една от най-големите болезнени точки както за купувачите, така и за инженерите.Допустими отклонения на одеялотокато ±0,02 mm на всяко измерение драстично увеличават разходите.

Машинните инструменти не са принтери. Всяко--намаляване на толеранса често води до експоненциално увеличение на разходите.

Най-добра практика:
Използвайте набор от толеранси-нагоре. Приложете строги толеранси само към критични функционални интерфейси и ги облекчете, когато е възможно. Ако ±0,1 mm е приемливо, никога не посочвайте ±0,05 mm по навик.

2.Физика на инструмента: дълбоки отвори и тънки стени

Режещите инструменти имат ограничения за дължина-до-диаметър. Дълбоките дупки причиняват тракане на инструмента, лошо покритие на повърхността и повишен риск от счупване. Тънките стени, които са по-малки от около 0,8 mm за алуминия или дори по-тънки за пластмасата, могат да се огънат под силата на рязане. Това затруднява контрола на размерите.

Дизайнерите трябва да се справят с тези класически потенциални проблеми с технологичността на етапа на проектиране.

3. Избягване на капана "Остър ъгъл".

Режещите инструменти имат радиуси. Определянето на остри вътрешни ъгли принуждава производителите да добавят вторични процеси като EDM, значително увеличавайки разходите.

препоръка:
Добавете вътрешни филета, малко по-големи от стандартните радиуси на инструмента, когато е възможно. Тази единствена промяна може драматично да подобри ефективността на машинната обработка.

Защо ранната DFM комуникация намалява преработката и отклоненията в котировките?

Дизайнерите се оплакват от непоследователни котировки; производителите се оплакват от нереалистични дизайни. Тази празнина в комуникацията е основен източник на забавяне на проекти.

1. Разрешаване на ранно участие в производството

Не чакайте чертежите да бъдат 100% завършени. Поканете производствени инженери да прегледат дизайна на ранен етап. Промените на този етап струват малко и могат да намалят рисковете по-късно.

2. Използвайте ефективно DFM отчетите

Високо{0}}качествените доставчици предоставят DFM отчети. Трябва да гледате на това не като на извинения, а като на ценна информация за това къде губите бюджета си и къде можете да подобрите дизайна.

Практически съвети за вземащите-хардуерни решения

За лидерите в снабдяването и инженеринга разбирането на DFM е конкурентно предимство:

· Идентифицирайте технически способни доставчици

Доставчиците, които предлагат смислена DFM обратна връзка, превъзхождат тези, които цитират само от чертежи.

· Оптимизирайте общите разходи за жизнения цикъл

Част, предназначена за лесно сглобяване, може да струва 5% повече на единица. Въпреки това може да намали общите системни разходи с 20%.

· Съкратете циклите на развитие

Насърчавайте директната комуникация между дизайнерските екипи и производствените инженери.

Заключение: Истинската стойност на DFM

Проектирането за технологичност не е ограничение за креативността-това е по-високо ниво на инженерна дисциплина.

Когато балансирате елегантността на дизайна и ефективността на производството, вие не просто правите продукт. Вие създавате устойчива бизнес верига.

Чрез намиране и отстраняване на проблеми по време на етапа на проектиране можете да стигнете до пазара по-бързо. По този начин гарантирате, че харчите разумно всеки долар.

Най-добрите дизайни впечатляват на чертожната дъска-и преминават гладко на производствената линия.

Искате експертна поддръжка за оптимизиране на дизайна на вашите CNC части?

Инженерният екип на Dazao е специализиран в широка гама от видове материали и производствени процеси. Свържете се с нас, за да включим професионален DFM на ранен етап във вашата фаза на проектиране-и да подготвим проекта си за успех.

ЧЗВ