طراحی برای تولید (DFM): نحوه کاهش هزینه های CNC و اجتناب از خطرات تولید در مرحله طراحی

در تولید، یکی از گران ترین جملاتی که می توانید بشنوید این است:

"طراحی روی صفحه نمایش عالی به نظر می رسد-اما من نمی دانم چگونه آن را بسازمفرآیندهای مدرن ماشینکاری CNC."

من سال ها با مدل های CAD و در طبقه مغازه کار کرده ام. من دیده ام که بسیاری از طرح های محصول خوب در طول تولید شکست می خورند.

شما ممکن است ساعت های زیادی را صرف طراحی کنید و تمام جزئیات را کامل کنید. شما نقشه ها را با اطمینان برای تامین کنندگان ارسال می کنید. سپس، ممکن است یک نقل قول غافلگیرکننده دریافت کنید یا ببینید که یک مهندس سازنده در سکوت سرش را تکان می دهد.

دقیقا همین جاستطراحی برای قابلیت ساخت (DFM)وارد می شود

DFM فقط نحوه ترسیم قطعات نیست. یک رویکرد منضبط برای طراحی محصول که کل چرخه عمر-از مفهوم تا تحویل نهایی را بهینه می‌کند.

چرا طراحی برای قابلیت تولید (DFM) 70 درصد هزینه محصول را تعیین می کند?

در جریان های کاری سنتی، طراحان و تولیدکنندگان، طراحی و ساخت را از هم جدا می کنند. طراحان نقشه ها را تمام می کنند و "آنها را روی دیوار می اندازند" به کارخانه. در توسعه محصول مدرن، این رویکرد یک مسیر سریع برای شکست است.

1. قفل کردن 70٪ از کل هزینه

منطق اصلی پشت اصول DFM استکاهش هزینه. داده های صنعت به طور مداوم نشان می دهد که مرحله طراحی 70 تا 80 درصد از هزینه کل یک محصول را تعیین می کند.

پس از شروع تولید، رفع نقص طراحی ممکن است ده-یا حتی صد-برابر پرداختن به آن در مراحل اولیه طراحی هزینه داشته باشد.

2. مزایای کلیدی DFM

· زمان سریعتر به بازار
بین طراحی و ساخت{0}}و-به حداقل می‌رساند و از دستورات تغییر مهندسی (ECO) ناشی از ویژگی‌های غیرقابل ساخت جلوگیری می‌کند.

· بهبود کنترل کیفیت
ساختارهای ساده شده تنوع فرآیند و خطاهای تصادفی ساخت را کاهش می دهند.

· تولید مقرون به صرفه-
با استفاده از حداقل منابع تولیدی لازم، به اهداف عملکردی اصلی دست می یابد.

فراتر از رهنمودهای استاندارد DFM: سه مسئله نادیده گرفته شده در زمینه تولید

بیشتر DFM شعاع فیله و عمق سوراخ را هدایت می کند. چیزی که آنها اغلب از دست می دهند دانش ساخت ضمنی است که در پشت این پارامترها پنهان شده است.

1. چرا نادیده گرفتن نیروی کار به طور چشمگیری هزینه های CNC را افزایش می دهد؟

اکثر قوانین DFM نحوه طراحی ویژگی‌ها را توضیح می‌دهند-اما تعداد کمی توضیح می‌دهند که واقعاً یک قطعه چگونه استبرگزار شدروی یک ماشین

درماشینکاری CNC، قطعات در هوا شناور نمی شوند. اگر طراحی شما سطوح صافی ندارد، مانند یک دستگیره ارگونومیک، ممکن است کارخانه به ابزار سفارشی یا کمک خارجی نیاز داشته باشد. این باعث بالا رفتن می شودمهندسی غیرمعمول (NRE)-هزینه های فوری

در یک اجرای آزمایشی کوچک، ما مجبور بودیم یک فیکسچر ویژه ایجاد کنیم. این امر ضروری بود زیرا قطعه هیچ سطح مبدأ قابل استفاده ای نداشت. هزینه راه اندازی به تنهایی از قیمت خود قطعات بیشتر بود.

توصیه:
همیشه حداقل یک سطح مبنا فرآیند را در طول فرآیند طراحی رزرو کنید. اگر سطح صاف به اندازه کافی خوب نیست، به اضافه کردن یک زبانه ماشینکاری موقت فکر کنید. پس از پردازش می توانید آن را حذف کنید. سازندگان برای مهندسانی که با در نظر گرفتن تجهیزات طراحی طراحی می کنند ارزش زیادی قائل هستند.

2.پیش بینی پست{1}}خطرات پردازش فراتر از ماشینکاری

بسیاری از طراحان اشکال کامل را در CAD ایجاد می کنند. با این حال، آنها اغلب اثرات آن را نادیده می گیرنددرمان های سطحی مانند آندایزینگ، عملیات حرارتی یا پوشش پودری.

به عنوان مثال، آنودایز کردن به قلاب نیاز دارد. اگر یک قطعه آرایشی سوراخ های فرآیندی مناسبی نداشته باشد، علائم قلاب می تواند منبع اختلاف کیفیت باشد.

در یک پروژه مهم، ما مکان های قلاب را تعریف نکردیم. این باعث ایجاد علائم آندایزینگ قابل مشاهده در تمام نمونه های اولیه شد. در نتیجه، با یک چرخه دوباره کاری گران قیمت مواجه شدیم.

اعوجاج حرارتی یا ضخامت آبکاری می‌تواند باعث از کار افتادن اتصالات دقیق شفت شود. شما باید این عوامل را در نظر بگیرید.

توصیه:
بهینه سازی طراحی واقعی نیاز به تفکر معکوس دارد. هنگام تعریف تلورانس ها، هزینه های درمان سطح را در نظر بگیرید. اگر یک قطعه پس از آندایز کردن باید در 0.01 ± میلی متر باقی بماند، لطفاً ابعاد را مشخص کنید. آیا منظور شما اندازه قبل از آبکاری است یا اندازه نهایی؟

3. حذف افزونگی زیبایی شناختی و بازگشت به عملکرد

یک ناراحتی رایج در تولید، دیدن ماشین‌کاری گران قیمت 5-محوری است که صرفاً برای ارضای ترجیحات زیبایی‌شناختی غیرعملکردی-اغلب در سطوح داخلی و غیرقابل مشاهده استفاده می‌شود.

در توسعه محصول، تشخیص زیبایی عملکردی از زباله های گران قیمت بسیار مهم است. اگر قطعه ای به طور کامل در داخل دستگاه قرار دارد، تغییر اشکال پیچیده سه بعدی به مراحل 2.5 بعدی می تواند در هزینه صرفه جویی کند. این تغییر به عملکرد لطمه ای وارد نمی کند.

توصیه:
هر نیازی را به چالش بکشید. بپرسید که آیا یک ویژگی برای کاهش وزن، پاکسازی، یا نیاز ساختاری- وجود دارد یا صرفاً به این دلیل که "بهتر به نظر می رسد." هر تنظیم اضافی هزینه را افزایش می دهد و ریسک دقت تجمعی را معرفی می کند.

استفاده از DFM برای کاهش پیچیدگی و هزینه ماشینکاری CNC

برای دستیابی به تولید مقرون به صرفه{0}}، نقشه های CAD باید از aدیدگاه فرآیند تولید.

1. چگونه تحمل ها هزینه ماشینکاری CNC را افزایش می دهند؟

این یکی از بزرگترین دردسرها هم برای خریداران و هم برای مهندسان است.تلورانس های پتوییمانند ± 0.02 میلی متر در هر بعد به طور چشمگیری هزینه را افزایش می دهد.

ماشین ابزار چاپگر نیستند. هر مرتبه{1}}از-کاهش در تحمل اغلب منجر به افزایش نمایی هزینه می‌شود.

بهترین تمرین:
از پشته تحمل-بالا استفاده کنید. تلورانس‌های محدود را فقط برای رابط‌های کاربردی حیاتی اعمال کنید و تا جایی که ممکن است آن‌ها را شل کنید. اگر ± 0.1 میلی متر قابل قبول است، هرگز 0.05 ± میلی متر را از روی عادت مشخص نکنید.

2. فیزیک ابزار: سوراخ های عمیق و دیوارهای نازک

ابزارهای برش دارای محدودیت طول-تا-قطر هستند. سوراخ‌های عمیق باعث ایجاد پچ‌پیچ ابزار، پوشش ضعیف سطح و افزایش خطر شکستگی می‌شوند. دیوارهای نازک که کمتر از 0.8 میلی متر برای آلومینیوم یا حتی نازک تر برای پلاستیک هستند، می توانند تحت نیروهای برش خم شوند. این امر کنترل ابعاد را دشوار می کند.

طراحان باید در مرحله طراحی به این مسائل کلاسیک قابلیت ساخت بالقوه بپردازند.

3. اجتناب از تله "گوشه تیز".

ابزارهای برش دارای شعاع هستند. مشخص کردن گوشه‌های داخلی تیز، تولیدکنندگان را مجبور می‌کند تا فرآیندهای ثانویه مانند EDM را اضافه کنند و هزینه را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.

توصیه:
در صورت امکان، فیله های داخلی را کمی بزرگتر از شعاع ابزار استاندارد اضافه کنید. این تغییر واحد می تواند به طور چشمگیری کارایی ماشینکاری را بهبود بخشد.

چرا ارتباطات اولیه DFM باعث کاهش دوباره کاری و واریانس نقل قول می شود؟?

طراحان از نقل قول های متناقض شکایت دارند. تولیدکنندگان از طرح های غیر واقعی شکایت دارند. این شکاف ارتباطی منبع اصلی تاخیر پروژه است.

1.فعال کردن مشارکت اولیه در تولید

منتظر نمانید تا نقشه ها 100% کامل شوند. از مهندسان تولید دعوت کنید تا طرح ها را زودتر بررسی کنند. تغییرات در این مرحله هزینه کمی دارد و می تواند خطرات را بعدا کاهش دهد.

2. از گزارشات DFM به طور موثر استفاده کنید

تامین کنندگان با کیفیت- گزارش های DFM را ارائه می دهند. شما باید اینها را نه به عنوان بهانه، بلکه به عنوان بینش ارزشمندی در مورد اینکه کجا بودجه خود را هدر می دهید و کجا می توانید طرح ها را بهبود ببخشید نگاه کنید.

توصیه های عملی برای تصمیم گیرندگان سخت افزار-

برای رهبران تدارکات و مهندسی، درک DFM یک مزیت رقابتی است:

· تامین کنندگان توانمند فنی را شناسایی کنید

عرضه‌کنندگانی که بازخورد DFM معنی‌داری ارائه می‌دهند، بهتر از عرضه‌کنندگانی هستند که فقط از نقشه‌ها نقل قول می‌کنند.

· بهینه سازی هزینه کل چرخه عمر

یک قطعه طراحی شده برای مونتاژ آسان ممکن است 5٪ بیشتر برای هر واحد هزینه داشته باشد. با این حال، می تواند هزینه های کلی سیستم را تا 20٪ کاهش دهد.

· چرخه های توسعه را کوتاه کنید

تشویق ارتباط مستقیم بین تیم های طراحی و مهندسین تولید.

نتیجه گیری: ارزش واقعی DFM

طراحی برای قابلیت تولید محدودیتی برای خلاقیت نیست-بلکه سطح بالاتری از رشته مهندسی است.

وقتی ظرافت طراحی و کارایی تولید را متعادل می کنید، فقط یک محصول نمی سازید. شما در حال ایجاد یک حلقه تجاری پایدار هستید.

با پیدا کردن و رفع مشکلات در مرحله طراحی، می توانید سریعتر وارد بازار شوید. به این ترتیب، اطمینان حاصل می کنید که هر دلار را عاقلانه خرج می کنید.

بهترین طرح‌ها بر روی تخته طراحی تأثیر می‌گذارند-و به آرامی در خط تولید جریان می‌یابند.

برای بهینه سازی طراحی قطعات CNC خود، پشتیبانی تخصصی می خواهید؟

تیم مهندسی Dazao در طیف وسیعی از انواع مواد و فرآیندهای تولید تخصص دارد. با ما تماس بگیرید تا DFM حرفه ای را در مراحل اولیه طراحی خود درگیر کنید-و پروژه خود را برای موفقیت تنظیم کنید.

سوالات متداول