Valmistettavuuden suunnittelu (DFM): Kuinka vähentää CNC-kustannuksia ja välttää tuotantoriskit suunnitteluvaiheessa

Valmistuksessa yksi kalleimmista lauseista, jotka voit kuulla, on:

"Suunnittelu näyttää täydelliseltä näytöllä,{0}}mutta en tiedä, miten se tehdäännykyaikaiset CNC-työstöprosessit."

Olen työskennellyt vuosia CAD-mallien parissa ja myymälässä. Olen nähnyt monen hyvän tuotesuunnittelun epäonnistuvan tuotannon aikana.

Saatat viettää useita tunteja suunnitteluun ja jokaisen yksityiskohdan viimeistelyyn. Lähetät piirustukset tavarantoimittajille luottavaisin mielin. Sitten saatat saada yllättävän tarjouksen tai nähdä valmistusinsinöörin pudistavan päätään hiljaa.

Tämä on juuri missäDesign for Manufacturability (DFM)tulee sisään.

DFM ei tarkoita vain osien piirtämistä. kurinalainen lähestymistapa tuotesuunnitteluun, joka optimoi koko elinkaaren-konseptista valmiiden osien toimitukseen.

Miksi Design for Manufacturability (DFM) määrittää 70 % tuotteen kustannuksista?

Perinteisissä työnkuluissa suunnittelijat ja valmistajat erottavat suunnittelun ja valmistuksen. Suunnittelijat viimeistelevät piirustukset ja "heittävät ne seinän yli" tehtaalle. Nykyaikaisessa tuotekehityksessä tämä lähestymistapa on nopea tapa epäonnistumiseen.

1. Lukitseminen 70 % kokonaiskustannuksista

DFM-periaatteiden taustalla oleva ydinlogiikka onkustannusten vähentäminen. Alan tiedot osoittavat johdonmukaisesti, että suunnitteluvaihe määrittää 70–80 % tuotteen kokonaiskustannuksista.

Kun tuotanto alkaa, suunnitteluvirheen korjaaminen voi maksaa kymmenen{0}}tai jopa sata-kertaa enemmän kuin sen korjaaminen suunnitteluvaiheessa.

2. DFM:n tärkeimmät edut

· Nopeampi aika markkinoille
Minimoi edestakaisin-ja-suunnittelun ja valmistuksen välillä ja välttää valmistamattomien ominaisuuksien aiheuttamat tekniset muutostilaukset (ECOs).

· Parannettu laadunvalvonta
Yksinkertaistetut rakenteet vähentävät prosessin vaihtelua ja satunnaisia ​​valmistusvirheitä.

· Kustannus{0}}tehokas tuotanto
Saavuttaa toiminnalliset ydintavoitteet käyttämällä vähimmäismäärää tarvittavia valmistusresursseja.

Standardien DFM-ohjeiden lisäksi: kolme huomiotta jätettyä valmistettavuusongelmaa

Useimmat DFM ohjaavat viilun säteitä ja reikien syvyyksiä. He kaipaavat usein näiden parametrien takana olevaa implisiittistä valmistustietoa.

1. Miksi työskentelyn huomioimatta jättäminen nostaa dramaattisesti CNC-kustannuksia?

Useimmat DFM-säännöt selittävät ominaisuuksien suunnittelun,{0}}mutta harvat selittävät, miten osa itse asiassa onpidetäänkoneella.

sisäänCNC-työstö, osat eivät kellu -ilmassa. Jos suunnittelussasi ei ole tasaisia ​​pintoja, kuten ergonomista kahvaa, tehdas saattaa tarvita räätälöityjä työkaluja tai ulkopuolista apua. Tämä ajaa ylösei{0}}toistuva suunnittelu (NRE)maksaa heti.

Pienessä pilottiajossa meidän piti luoda erityinen kaluste. Tämä oli välttämätöntä, koska kappaleessa ei ollut käyttökelpoisia peruspintoja. Pelkästään asennuskustannukset ylittivät itse osien hinnan.

Suositus:
Varaa aina vähintään yksi prosessin peruspinta suunnitteluprosessin aikana. Jos tasainen pinta ei ole tarpeeksi hyvä, harkitse väliaikaisen työstöliuskan lisäämistä. Voit poistaa sen käsittelyn jälkeen. Valmistajat arvostavat suuresti insinöörejä, jotka suunnittelevat kiinnityksiä ajatellen.

2. Ennakoiva jälkeinen-prosessointiriskit koneistuksen lisäksi

Monet suunnittelijat luovat täydellisiä muotoja CAD:ssä. He kuitenkin usein jättävät huomiotta sen vaikutuksetpintakäsittelyt, kuten anodisointi, lämpökäsittely tai jauhemaalaus.

Esimerkiksi anodisointi vaatii koukkuja. Jos kosmeettisessa osassa ei ole sopivia prosessireikiä, koukun jäljet ​​voivat aiheuttaa laaturiitoja.

Tärkeässä projektissa emme määrittäneet koukkujen paikkoja. Tämä aiheutti näkyviä anodisaatiojälkiä kaikkiin ensimmäisiin näytteisiin. Tämän seurauksena kohtasimme kalliin korjausjakson.

Lämpövääristymä tai pinnoitteen paksuus voivat aiheuttaa tarkan akselin{0}}reiän sovituksen epäonnistumisen. Sinun on otettava huomioon nämä tekijät.

Suositus:
Todellinen suunnittelun optimointi vaatii käänteistä ajattelua. Kun määrität toleransseja, ota huomioon pintakäsittelyvarat. Jos osan täytyy pysyä ±0,01 mm:n sisällä anodisoinnin jälkeen, täsmennä mitat. Tarkoitatko kokoa ennen pinnoitusta vai lopullista kokoa?

3. Esteettisen redundanssin poistaminen ja toimintoihin palaaminen

Yleinen turhautuminen valmistuksessa on se, että kalliita 5-akselisia työstöjä käytetään pelkästään ei--toiminnallisten esteettisten mieltymysten- tyydyttämiseen, usein sisäisillä, näkymättömillä pinnoilla.

Tuotekehityksessä on tärkeää erottaa toiminnallinen estetiikka kalliista jätteistä. Jos osa on kokonaan koneen sisällä, monimutkaisten 3D-muotojen muuttaminen 2,5D-vaiheisiin voi säästää rahaa. Tämä muutos ei vaikuta suorituskykyyn.

Suositus:
Haasta jokainen vaatimus. Kysy, onko ominaisuus olemassa painonpudotukseen, raivaukseen tai rakenteelliseen tarpeeseen-tai vain siksi, että se "näyttää paremmalta". Jokainen lisäasetus lisää kustannuksia ja lisää kumulatiivista tarkkuusriskiä.

DFM:n käyttö vähentää CNC-koneistuksen monimutkaisuutta ja kustannuksia

Kustannustehokkaan valmistuksen saavuttamiseksi{0}}CAD-piirustukset on tarkistettava alkaen avalmistusprosessin näkökulmasta.

1.Kuinka toleranssit Drive CNC-työstö maksaa?

Tämä on yksi suurimmista kipupisteistä sekä ostajille että insinööreille.Peitteen toleranssitkuten ±0,02 mm jokaisessa mitassa, lisää kustannuksia dramaattisesti.

Työstökoneet eivät ole tulostimia. Jokainen toleranssin suuruus-vähennys- johtaa usein eksponentiaalisiin kustannusten nousuun.

Paras käytäntö:
Käytä toleranssipinoa-ylös. Käytä tiukkoja toleransseja vain kriittisiin toiminnallisiin liitäntöihin ja rentouta niitä aina kun mahdollista. Jos ±0,1 mm on hyväksyttävä, älä koskaan määritä arvoa ±0,05 mm epätavallisesti.

2. Työkalufysiikka: Syvät reiät ja ohuet seinät

Leikkaustyökaluilla on pituus-halkaisijaan{1}}rajoitettu. Syvät reiät aiheuttavat työkalun tärinää, huonon pinnan ja lisäävät rikkoutumisriskiä. Ohuet seinät, jotka ovat alle noin 0,8 mm alumiinilla tai jopa ohuempia muovilla, voivat taipua leikkausvoimien vaikutuksesta. Tämä vaikeuttaa mittojen hallintaa.

Suunnittelijoiden on käsiteltävä nämä klassiset mahdolliset valmistettavuusongelmat suunnitteluvaiheessa.

3. "Terävän kulman" loukun välttäminen

Leikkaustyökaluilla on säteet. Terävien sisäkulmien määrittäminen pakottaa valmistajat lisäämään toissijaisia ​​prosesseja, kuten EDM, mikä lisää merkittävästi kustannuksia.

Suositus:
Lisää sisäfileitä, jotka ovat hieman tavallista työkalun säteitä suurempia, aina kun mahdollista. Tämä yksittäinen muutos voi merkittävästi parantaa koneistuksen tehokkuutta.

Miksi varhainen DFM-viestintä vähentää uudelleentyöstöä ja tarjousten vaihtelua??

Suunnittelijat valittavat epäjohdonmukaisista lainauksista; valmistajat valittavat epärealistisista malleista. Tämä viestintävaje on merkittävä hankkeiden viivästymisen syy.

1.Ota käyttöön varhainen tuotannon osallistuminen

Älä odota, kunnes piirustukset ovat 100% valmiit. Kutsu valmistusinsinöörejä tarkistamaan suunnitelmat varhaisessa vaiheessa. Muutokset tässä vaiheessa maksavat vähän ja voivat vähentää riskejä myöhemmin.

2. Hyödynnä DFM-raportteja tehokkaasti

Laadukkaat{0}}toimittajat tarjoavat DFM-raportteja. Sinun ei pitäisi nähdä näitä tekosyinä, vaan arvokkaina oivalluksina siitä, mihin tuhlaat budjettisi ja missä voit parantaa suunnittelua.

Käytännön neuvoja laitteistopäätösten{0}}tekijöille

Hankinta- ja suunnittelujohtajille DFM:n ymmärtäminen on kilpailuetu:

· Tunnista teknisesti kykenevät toimittajat

Toimittajat, jotka tarjoavat merkityksellistä DFM-palautetta, ovat parempia kuin ne, jotka lainaavat vain piirustuksia.

· Optimoi elinkaarikustannukset

Helppoa kokoamista varten suunniteltu osa voi maksaa 5 % enemmän yksikköä kohden. Se voi kuitenkin alentaa järjestelmän kokonaiskustannuksia 20 %.

· Lyhennä kehityssyklejä

Edistä suoraa viestintää suunnittelutiimien ja valmistusinsinöörien välillä.

Johtopäätös: DFM:n todellinen arvo

Valmistettavuutta parantava suunnittelu ei rajoita luovuutta{0}}se on korkeampaa suunnittelun tasoa.

Kun tasapainotat suunnittelun eleganssia ja valmistustehokkuutta, et tee vain tuotetta. Luot kestävän liiketoimintasilmukan.

Etsimällä ja korjaamalla ongelmat suunnitteluvaiheessa pääset markkinoille nopeammin. Tällä tavalla varmistat, että käytät jokaisen dollarin viisaasti.

Parhaat mallit vaikuttavat piirustuspöydällä{0}}ja kulkevat sujuvasti tuotantolinjalla.

Haluatko asiantuntijatukea CNC-osien suunnittelun optimointiin?

Dazaon suunnittelutiimi on erikoistunut monenlaisiin materiaalityyppeihin ja valmistusprosesseihin. Ota meihin yhteyttä, jotta voit ottaa ammattimaisen DFM:n mukaan suunnitteluvaiheesi alkuvaiheessa{1}}ja valmistaa projektisi onnistumaan.

FAQ