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

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

"Dizajn izgleda savršeno na ekranu-ali ne znam kako da ga napravimsavremeni CNC procesi obrade."

Proveo sam godine radeći sa CAD modelima iu radnji. Vidio sam kako mnogi dobri dizajni proizvoda propadaju tokom proizvodnje.

Možda ćete provesti mnogo sati dizajnirajući, usavršavajući svaki detalj. S povjerenjem šaljete crteže dobavljačima. Tada ćete možda dobiti iznenađujući citat ili vidjeti kako proizvodni inženjer u tišini odmahuje glavom.

Ovo je tačno gdeDizajn za proizvodnost (DFM)dolazi.

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

Zašto dizajn za proizvodnost (DFM) određuje 70% cijene proizvoda?

U tradicionalnim tokovima rada, dizajneri i proizvođači razdvajaju dizajn i proizvodnju. Dizajneri završavaju crteže i "bacaju ih preko zida" u fabriku. U modernom razvoju proizvoda, ovaj pristup je brz put do neuspjeha.

1. Zaključavanje 70% ukupnih troškova

Osnovna logika koja stoji iza DFM principa jesmanjenje troškova. Podaci iz industrije dosljedno otkrivaju da faza dizajna određuje 70–80% ukupne cijene proizvoda.

Jednom kada proizvodnja počne, popravljanje greške u dizajnu može koštati deset-ili čak sto- puta više od rješavanja u ranoj fazi dizajna.

2. Ključne prednosti DFM-a

· Brže vrijeme za tržište
Minimizira-i-nazad između dizajna i proizvodnje i izbjegava narudžbe inženjerskih promjena (ECO) uzrokovane karakteristikama koje se ne mogu proizvesti.

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

· Isplativa{0}}proizvodnja
Postiže osnovne funkcionalne ciljeve koristeći minimalne potrebne proizvodne resurse.

Izvan standardnih DFM smjernica: tri previđena problema u vezi s proizvodnošću

Većina DFM-a vodi radijuse i dubine rupa. Ono što im često nedostaje je implicitno znanje o proizvodnji skriveno iza tih parametara.

1. Zašto ignorisanje zadržavanja na poslu dramatično povećava CNC troškove?

Većina DFM pravila objašnjava kako dizajnirati funkcije-ali malo njih objašnjava kako je dio zapravoodržanona mašini.

UCNC obrada, dijelovi ne lebde u-zrak. Ako vaš dizajn nema ravne površine, poput ergonomskog rukohvata, tvornici će možda trebati prilagođeni alati ili pomoć izvana. Ovo podižene-ponavljajući inženjering (NRE)košta odmah.

U maloj pilot vožnji, morali smo napraviti posebnu opremu. To je bilo neophodno jer dio nije imao upotrebljive referentne površine. Sam trošak podešavanja premašio je cijenu samih dijelova.

Preporuka:
Uvijek rezervirajte barem jednu procesnu referentnu površinu 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 pričvršćivanje.

2.Predviđanje rizika nakon{1}}obrade izvan obrade

Mnogi dizajneri stvaraju savršene oblike u CAD-u. Međutim, često zanemaruju efektepovršinske obrade kao što je eloksiranje, termička obrada ili premazivanje prahom.

Na primjer, eloksiranje zahtijeva kuke. Ako kozmetički dio nema odgovarajućih rupa za proces, tragovi kuka mogu postati izvor sporova o kvaliteti.

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

Termičko izobličenje ili debljina obloge mogu uzrokovati neuspjeh preciznog spajanja rupa za osovinu{0}}. Morate uzeti u obzir ove faktore.

Preporuka:
Prava optimizacija dizajna zahtijeva obrnuto razmišljanje. Prilikom definiranja tolerancija, predvidjeti dopuštenja površinske obrade. Ako dio mora ostati unutar ±0,01 mm nakon anodiziranja, molimo pojasnite dimenzije. Da li mislite na veličinu prije galvanizacije ili na konačnu veličinu?

3. Eliminacija estetske suvišnosti i povratak u funkciju

Uobičajena frustracija u proizvodnji je viđenje skupe 5-osne obrade koja se koristi isključivo za zadovoljavanje ne-nefunkcionalnih estetskih preferencija-često na unutrašnjim, nevidljivim površinama.

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

Preporuka:
Izazovite svaki zahtjev. Pitajte postoji li funkcija za smanjenje težine, razmak ili strukturalne potrebe-ili jednostavno zato što "izgleda bolje". Svako dodatno podešavanje povećava troškove i uvodi kumulativni rizik tačnosti.

Korištenje DFM-a za smanjenje složenosti i troškova CNC obrade

Da bi se postigla isplativa proizvodnja, CAD crteži se moraju pregledati od aperspektiva proizvodnog procesa.

1. Kako tolerancije pokreću troškove CNC obrade?

Ovo je jedna od najvećih bolnih tačaka i za kupce i za inženjere.Tolerancije pokrivačakao što je ±0,02 mm na svakoj dimenziji dramatično povećavaju troškove.

Alatne mašine nisu štampači. Svaki red-veličine-smanjenje tolerancije često dovodi do eksponencijalnog povećanja troškova.

Najbolja praksa:
Koristite snop tolerancije-gore. Primijenite stroge tolerancije samo na kritična funkcionalna sučelja i opustite ih gdje god je to moguće. Ako je ±0,1 mm prihvatljivo, nikada ne specificirajte ±0,05 mm iz navike.

2.Fizika alata: duboke rupe i tanki zidovi

Alati za rezanje imaju ograničenja dužine-do-promjera. Duboke rupe uzrokuju klepetanje alata, lošu završnu obradu površine i povećan rizik od loma. Tanke stijenke, koje su manje od oko 0,8 mm za aluminij ili čak tanje za plastiku, mogu se savijati pod silama rezanja. To otežava kontrolu dimenzija.

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

3. Izbjegavanje zamke "oštrih ugla".

Alati za rezanje imaju radijuse. Određivanje oštrih unutrašnjih uglova prisiljava proizvođače da dodaju sekundarne procese kao što je EDM, što značajno povećava troškove.

Preporuka:
Kad god je to moguće, dodajte unutrašnje kutije nešto veće od standardnih polumjera alata. Ova pojedinačna promjena može dramatično poboljšati efikasnost obrade.

Zašto rana DFM komunikacija smanjuje varijaciju dorade i ponude?

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

1. Omogućite rano uključivanje u proizvodnju

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

2. Efikasno iskoristite DFM izvještaje

Visoko{0}}kvalitetni dobavljači pružaju DFM izvještaje. Na ovo ne biste trebali gledati kao na izgovore, već kao na vrijedan uvid u to gdje trošite svoj budžet i gdje možete poboljšati dizajn.

Praktični savjeti za donosioce odluka o hardveru

Za lidere u nabavci i inženjeringu, razumijevanje DFM-a predstavlja konkurentsku prednost:

· Identifikujte tehnički sposobne dobavljače

Dobavljači koji nude značajne povratne informacije DFM-a nadmašuju one koji citiraju samo crteže.

· Optimizirajte ukupne troškove životnog ciklusa

Dio dizajniran za jednostavnu montažu može koštati 5% više po jedinici. Međutim, može smanjiti ukupne troškove sistema za 20%.

· Skratite razvojne cikluse

Potaknite direktnu komunikaciju između dizajnerskih timova i proizvodnih inženjera.

Zaključak: Prava vrijednost DFM-a

Dizajn za proizvodnost nije ograničenje kreativnosti-to je viši nivo inženjerske discipline.

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

Pronalaženjem i rješavanjem problema u fazi dizajna možete brže doći na tržište. Na ovaj način osiguravate da pametno potrošite svaki dolar.

Najbolji dizajni impresioniraju na ploči za crtanje-i nesmetano teku na proizvodnoj liniji.

Želite stručnu podršku za optimizaciju dizajna vaših CNC dijelova?

Dazaov inženjerski tim specijalizovan je za širok spektar vrsta materijala i proizvodnih procesa. Kontaktirajte nas da uključite profesionalne DFM u ranoj fazi dizajna-i postavite svoj projekat za uspjeh.

FAQ