Dizajn pre spracovateľnosť (DFM): Ako znížiť náklady na CNC a vyhnúť sa výrobným rizikám vo fáze návrhu

Vo výrobe je jednou z najdrahších viet, ktorú môžete počuť:

„Dizajn vyzerá na obrazovke perfektne,-ale neviem, ako to urobiťmoderné CNC obrábacie procesy."

Strávil som roky prácou s modelmi CAD a v dielni. Videl som veľa dobrých návrhov produktov, ktoré počas výroby zlyhali.

Môžete stráviť veľa hodín navrhovaním a zdokonaľovaním každého detailu. Výkresy posielate s dôverou dodávateľom. Potom možno dostanete prekvapivú cenovú ponuku alebo uvidíte, ako výrobný inžinier v tichosti pokrúti hlavou.

Toto je presne miestoDesign for Manufacturability (DFM)vstúpi.

DFM nie je len o tom, ako kreslíte diely. disciplinovaný prístup k dizajnu produktu, ktorý optimalizuje celý životný cyklus-od konceptu až po dodanie hotového dielu.

Prečo Design for Manufacturability (DFM) určuje 70 % nákladov na produkt?

V tradičných pracovných postupoch dizajnéri a výrobcovia oddeľujú dizajn a výrobu. Dizajnéri dokončujú kresby a „hodia ich cez stenu“ do továrne. V modernom vývoji produktov je tento prístup rýchlou cestou k neúspechu.

1. Uzamknutie 70 % celkových nákladov

Základnou logikou princípov DFM jezníženie nákladov. Údaje z odvetvia neustále odhaľujú, že fáza návrhu určuje 70 – 80 % celkových nákladov produktu.

Po začatí výroby môže oprava chyby v dizajne stáť desať{0}}alebo dokonca sto{1}}krát viac ako jej odstránenie na začiatku fázy návrhu.

2. Kľúčové výhody DFM

· Rýchlejší čas uvedenia na trh
Minimalizuje sa tam{0}}a{1}} medzi návrhom a výrobou a vyhýba sa objednávkam technických zmien (ECO) spôsobeným nevyrobiteľnými funkciami.

· Vylepšená kontrola kvality
Zjednodušené štruktúry znižujú variabilitu procesov a náhodné výrobné chyby.

· Nákladovo{0}}efektívna výroba
Dosahuje základné funkčné ciele s použitím minimálnych potrebných výrobných zdrojov.

Beyond Standard DFM Guidelines: Tri prehliadané problémy vyrobiteľnosti

Väčšina DFM vedie polomery zaoblenia a hĺbky otvorov. Čo im často uniká, sú implicitné výrobné znalosti skryté za týmito parametrami.

1. Prečo ignorovanie upínania obrobku dramaticky zvyšuje náklady na CNC?

Väčšina pravidiel DFM vysvetľuje, ako navrhovať prvky{0}}, ale len málo z nich vysvetľuje, ako to vlastne jedržanéna stroji.

InCNC obrábaniečasti neplávajú vo vzduchu-. Ak váš dizajn nemá rovné povrchy, napríklad ergonomickú rukoväť, továreň môže potrebovať vlastné nástroje alebo pomoc zvonku. Toto poháňa horejedno{0}}opakujúce sa inžinierstvo (NRE)náklady okamžite.

V malej skúšobnej prevádzke sme museli vytvoriť špeciálny prípravok. Bolo to potrebné, pretože súčiastka nemala žiadne použiteľné pomocné plochy. Samotné náklady na nastavenie prevyšovali cenu samotných dielov.

Odporúčanie:
Počas procesu návrhu si vždy vyhraďte aspoň jednu základnú plochu procesu. Ak rovný povrch nie je dostatočne dobrý, porozmýšľajte nad pridaním dočasného štítku na obrábanie. Po spracovaní ho môžete odstrániť. Výrobcovia si vysoko cenia inžinierov, ktorí navrhujú s ohľadom na upevnenie.

2. Predvídanie po{1}}rizikách spracovania okrem obrábania

Mnoho dizajnérov vytvára dokonalé tvary v CAD. Často však ignorujú účinkypovrchové úpravy ako eloxovanie, tepelné spracovanie alebo práškové lakovanie.

Napríklad eloxovanie vyžaduje háčiky. Ak kozmetický diel nemá vhodné procesné otvory, stopy po háčikoch sa môžu stať zdrojom sporov o kvalitu.

V dôležitom projekte sme nedefinovali umiestnenie háčikov. To spôsobilo viditeľné stopy po eloxovaní na všetkých prvých vzorkách. V dôsledku toho sme čelili nákladnému cyklu prepracovania.

Tepelná deformácia alebo hrúbka pokovovania môžu spôsobiť zlyhanie presného{0}}umiestnenia dier. Musíte zvážiť tieto faktory.

Odporúčanie:
Skutočná optimalizácia dizajnu vyžaduje spätné myslenie. Pri definovaní tolerancií počítajte s prídavkami na povrchovú úpravu. Ak musí časť po eloxovaní zostať v rozmedzí ±0,01 mm, ujasnite si rozmery. Máte na mysli veľkosť pred pokovovaním alebo konečnú veľkosť?

3. Eliminácia estetickej redundancie a návrat k funkcii

Bežnou frustráciou vo výrobe je vidieť drahé 5{1}}osové obrábanie, ktoré sa používa výlučne na uspokojenie-nefunkčných estetických preferencií-často na vnútorných, neviditeľných povrchoch.

Pri vývoji produktov je dôležité odlíšiť funkčnú estetiku od drahého odpadu. Ak je diel úplne vo vnútri stroja, zmena zložitých 3D tvarov na 2,5D kroky môže ušetriť peniaze. Táto zmena nezhorší výkon.

Odporúčanie:
Vyzvite každú požiadavku. Opýtajte sa, či existuje funkcia na zníženie hmotnosti, vôľu alebo štrukturálnu potrebu-alebo jednoducho preto, že „vyzerá lepšie“. Každé ďalšie nastavenie zvyšuje náklady a predstavuje riziko kumulatívnej presnosti.

Použitie DFM na zníženie zložitosti a nákladov CNC obrábania

Na dosiahnutie nákladovo{0}}efektívnej výroby musia byť výkresy CAD skontrolované od aperspektíva výrobného procesu.

1.Ako tolerancie zvyšujú náklady na CNC obrábanie?

Toto je jeden z najväčších problémov pre kupujúcich aj inžinierov.Tolerancie prikrývkynapríklad ±0,02 mm na každý rozmer dramaticky zvyšuje náklady.

Obrábacie stroje nie sú tlačiarne. Každé rádovo{1}}zníženie{2}} tolerancie často vedie k exponenciálnemu zvýšeniu nákladov.

Osvedčený postup:
Použite hromadu tolerancií-nahor. Uplatňujte prísne tolerancie iba na kritické funkčné rozhrania a uvoľnite ich všade, kde je to možné. Ak je prijateľné ±0,1 mm, nikdy nešpecifikujte ±0,05 mm zo zvyku.

2. Fyzika nástrojov: Hlboké diery a tenké steny

Rezné nástroje majú limity dĺžky-do{1}}priemeru. Hlboké otvory spôsobujú chvenie nástroja, zlú povrchovú úpravu a zvýšené riziko zlomenia. Tenké steny, ktoré sú menšie ako asi 0,8 mm pre hliník alebo dokonca tenšie pre plasty, sa môžu pri rezných silách ohnúť. To sťažuje kontrolu rozmerov.

Dizajnéri sa musia zaoberať týmito klasickými potenciálnymi problémami vyrobiteľnosti vo fáze návrhu.

3. Vyhýbanie sa pasci "Ostrý roh".

Rezné nástroje majú polomery. Špecifikácia ostrých vnútorných rohov núti výrobcov pridať sekundárne procesy, ako je EDM, čo výrazne zvyšuje náklady.

Odporúčanie:
Vždy, keď je to možné, pridajte vnútorné zaoblenia o niečo väčšie ako sú polomery štandardných nástrojov. Táto jediná zmena môže výrazne zlepšiť efektivitu obrábania.

Prečo včasná komunikácia DFM znižuje rozdiely v prepracovaní a cenovej ponuke?

Dizajnéri sa sťažujú na nekonzistentné úvodzovky; výrobcovia sa sťažujú na nereálne návrhy. Táto komunikačná medzera je hlavným zdrojom oneskorení projektu.

1.Povoliť skoré zapojenie výroby

Nečakajte, kým budú výkresy 100% hotové. Pozvite výrobných inžinierov, aby skontrolovali návrhy čo najskôr. Zmeny v tejto fáze stoja málo a môžu neskôr znížiť riziká.

2. Využite efektívne správy DFM

Vysokokvalitní{0}dodávatelia poskytujú prehľady DFM. Nemali by ste to vnímať ako výhovorky, ale ako cenné informácie o tom, kde míňate svoj rozpočet a kde môžete návrhy vylepšiť.

Praktické rady pre tvorcov hardvéru-

Pre lídrov v oblasti obstarávania a inžinierstva je pochopenie DFM konkurenčnou výhodou:

· Identifikujte technicky zdatných dodávateľov

Dodávatelia, ktorí ponúkajú zmysluplnú spätnú väzbu DFM, prekonávajú tých, ktorí citujú iba z výkresov.

· Optimalizujte celkové náklady životného cyklu

Diel navrhnutý pre jednoduchú montáž môže stáť o 5 % viac na jednotku. Môže však znížiť celkové náklady na systém o 20 %.

· Skráťte vývojové cykly

Podporujte priamu komunikáciu medzi dizajnérskymi tímami a výrobnými inžiniermi.

Záver: Skutočná hodnota DFM

Design for Manufacturability nie je obmedzením kreativity-je to vyššia úroveň inžinierskej disciplíny.

Keď vyvážite eleganciu dizajnu a efektivitu výroby, nevyrábate len produkt. Vytvárate udržateľnú obchodnú slučku.

Nájdením a odstránením problémov vo fáze návrhu sa môžete dostať na trh rýchlejšie. Týmto spôsobom zaistíte, že každý dolár míňate rozumne.

Najlepšie návrhy zapôsobia na rysovaciu dosku-a plynule prechádzajú na výrobnej linke.

Chcete odbornú podporu pri optimalizácii návrhov vašich CNC dielov?

Inžiniersky tím spoločnosti Dazao sa špecializuje na širokú škálu typov materiálov a výrobných procesov. Kontaktujte nás, aby ste zapojili profesionálov DFM už do fázy návrhu-a nastavte svoj projekt tak, aby bol úspešný.

FAQ