Conception pour la fabrication : Principes, avantages et utilisations
Lorsque des pièces sont conçues pour différentes applications, les concepteurs et les fabricants recherchent la facilité. Une méthode qui accélère la production et la rend simple et rentable. La conception pour la fabrication (DFM) joue un rôle essentiel à cet égard.
Si vous souhaitez savoir ce qu'est la DFM, ses objectifs et ses principes, le guide ci-dessous est fait pour vous. Lisons donc.
Qu'est-ce que la conception pour la fabrication ou DFM ?
La conception pour la fabrication est également appelée DFM. Il s'agit d'un concept d'ingénierie qui implique toutes les activités permettant de transformer le concept d'un produit en un composant opérationnel. Elle consiste à effectuer des analyses financières et techniques et nécessite de comprendre le processus de transformation du prototype en produit final.
Lorsqu'un produit est développé à partir d'idées douteuses, il s'avère irréalisable. L'analyse DFM aide à développer un produit en examinant le processus sous différents angles. Elle ajoute de la crédibilité en tenant compte de la complexité de la conception, de son coût et de la présence de matériaux.
Objectifs clés de la DFM
La conception pour la fabrication a quelques objectifs clés, qui sont les suivants :
Coût
Chaque projet est soumis à une première considération, à savoir l'aspect financier du projet. L'objectif principal de la conception pour la fabrication est de minimiser le coût de la conception autant que possible. Elle inclut tous les coûts, notamment les coûts de fabrication, de main-d'œuvre, d'énergie et de matériaux. La DFM permet d'analyser la faisabilité financière du processus de développement du produit, garantissant ainsi un bon retour sur investissement.
Qualité
Une autre considération dans la conception pour la fabrication est la maximisation de la qualité. Cela se fait dans le cadre du budget et des objectifs fixés. Les produits de haute qualité attirent plus de clients et créent une bonne réputation pour la marque.
Durabilité
La DFM se concentre sur la réduction des déchets. Il s'agit d'un élément crucial pour optimiser la processus de fabrication de manière à réduire les déchets. La réduction des déchets permet également de réduire les coûts et de garantir un environnement sûr.
Principes de la DFM
La DFM est régie par un certain nombre de principes, dont cinq sont présentés ci-dessous. Lisons donc.
Processus de fabrication
Le processus de fabrication fait appel à différentes méthodes telles que moulage par injectionl'impression 3D, l'électroérosion, etc. Ces processus sont optimisés en examinant les conceptions afin de choisir les processus adéquats.
Chaque produit se prête différemment au processus de fabrication. Prenons l'exemple des boîtiers électroniques qui peuvent être fabriqués à l'aide de méthodes telles que l'impression 3D ou le moulage par injection. L'expert en DFM devra peser le pour et le contre des deux processus et choisir celui qui convient le mieux.
En outre, chaque processus de fabrication requiert des méthodes et des paramètres différents, tels que l'avance, la vitesse et la profondeur de coupe. Pour obtenir les meilleurs résultats, tout doit être analysé.
Conception du produit
L'optimisation de la conception est également un principe majeur de la DFM. L'idée de la phase de développement doit être convertie en produit réel. Avant que la conception n'entre en production, les caractéristiques doivent être évaluées au préalable.
Au moment de l'analyse DFM, les ingénieurs examinent toutes les questions et les solutions à ces questions. Certaines modifications de la conception peuvent s'avérer nécessaires pour trouver la meilleure solution.
Matériau du produit
Les matériaux sont un autre domaine auquel il faut prêter attention lors de la conception pour la fabrication. Il existe de nombreuses formes de matériaux, mais il est essentiel de les sélectionner de manière optimale. Un seul composant peut être fabriqué à partir de plusieurs matériaux.
Il est important de choisir un matériau adapté à la fonction requise et à la durabilité. Les concepteurs doivent tenir compte de tous ces aspects et sélectionner le matériau adéquat.
Environnement des services
L'environnement dans lequel le composant sera utilisé joue un rôle essentiel dans la DFM. Différentes considérations doivent être prises en compte, comme la température, l'exposition aux produits chimiques, les charges mécaniques et les interférences magnétiques. La conception doit être capable de résister à l'environnement auquel elle sera exposée, et la DFM veille donc à l'évaluer.
Conformité et essais
Certains produits doivent être conformes à certaines normes, qu'elles soient gouvernementales, industrielles ou internes. Les ingénieurs doivent en tenir compte lors de la conception de la pièce et s'assurer que la conception répond aux exigences réglementaires.
Avantages de la DFM pour le prototypage et la production
La DFM offre de multiples avantages en matière de production et de prototypage :
Réduction des coûts
La DFM permet de réduire les coûts de production en diminuant le nombre de pièces et en utilisant des matériaux standardisés. Elle réduit même la nécessité d'une intervention manuelle au moment de l'assemblage et de la fabrication.
Délai de mise sur le marché plus court
La DFM améliore l'efficacité globale de la production en réduisant le nombre de processus et en automatisant tout. Elle permet de réduire les délais d'exécution et les produits sont mis sur le marché très rapidement.
Amélioration de la qualité des produits
La DFM garantit que la qualité critique établie au moment de la conception est atteinte par le produit. Elle garantit que l'état de surface, la tolérance et la durabilité du composant sont identiques à ce qui était prévu.
Processus de développement de produits rationalisé
La DFM considère le développement du processus à une plus grande échelle. Elle garantit que la conception de la pièce est parfaite, que la qualité est excellente et que les processus de production appropriés sont utilisés. Par conséquent, la prise en compte de la DFM pour la conception des produits offre une stratégie rigoureuse pour le développement des produits avant le début du processus.
Un processus de fabrication plus fluide
Comme chaque aspect du processus de production est analysé au préalable en termes de compatibilité avec le matériau et la forme de la conception, le processus se déroule sans heurts. L'ensemble du plan est en place et les produits sont fabriqués conformément aux attentes.
Augmentation de la production plus facile
La DFM offre une certaine évolutivité. Elle planifie la conception, les matériaux et le processus de production ; ainsi, si nécessaire, le volume de production peut être augmenté facilement et rapidement.
Comment tirer le meilleur parti de la DFM ?
Tirer le meilleur parti de la DFM est un aspect crucial de sa mise en œuvre. Il peut s'agir d'un défi, mais cela permet également de garantir que votre production bénéficie d'un maximum d'avantages. Voici quelques-unes des façons dont vous pouvez tirer le meilleur parti de la DFM :
- La DFM nécessite une collaboration entre les fabricants, les développeurs de produits et les concepteurs. Le travail d'équipe sur site et en ligne permet de développer des conceptions collaboratives et nécessite l'utilisation d'outils innovants.
- Les logiciels de CAO et de simulation sont également largement utilisés dans le cadre de la DFM, ce qui permet aux ingénieurs de vérifier si la conception qu'ils ont créée peut résister aux conditions dans lesquelles elle sera utilisée. Cela permet même de modifier la conception en fonction des différentes exigences de fabrication.
Comment la conception pour la fabrication vise-t-elle à atteindre ses objectifs ?
La conception pour la fabrication vise à atteindre ses objectifs à l'aide de différentes méthodes, qui sont les suivantes :
Réduire le nombre de pièces
Pour réduire les coûts et simplifier le processus, les pièces fabriquées peuvent également être réduites. L'analyse DFM permet de se concentrer sur l'identification des composants redondants en procédant à une analyse minutieuse.
Utiliser des pièces standardisées
La conception pour la fabrication consiste à utiliser des pièces standardisées. Ces composants sont des joints toriques, des boulons, des écrous, des joints d'étanchéité et des vis sans tête qui peuvent facilement être obtenus dans le commerce. Cela permet de réduire la charge de travail et les coûts liés à ces composants.
Conception modulaire
Les conceptions modulaires sont généralement prises en compte par les experts en DFM, car elles permettent de diviser la conception en différents modules. La flexibilité des conceptions modulaires permet de modifier la conception d'un seul module en cas de besoin sans affecter le reste.
Une telle approche facilite la mise à jour de la conception au cours de la phase de développement et l'amélioration de la fonctionnalité de superposition des composants.
Facilité d'assemblage
La facilité d'assemblage est un élément majeur de la DFM. Il est essentiel de fabriquer un composant qui puisse être assemblé aussi rapidement et facilement que possible. Les experts en DFM considèrent que l'effort d'assemblage doit être aussi minime que possible pour économiser du temps et de l'argent.
Finition et tolérances
La DFM donne la priorité à l'état de surface et à la tolérance. Les composants présentant des tolérances serrées et une finition de surface précise sont de haute qualité. Les tolérances et les états de surface parfaits sont pris en compte lors de la conception et sont donc atteints.
Utilisations de la DFM pour différents processus de fabrication
La DFM est observée dans de nombreux processus de fabrication, dont les plus courants sont décrits ci-dessous :
Usinage CNC
L'usinage CNC est une technique très courante adoptée par l'analyse DFM. Il existe plusieurs façons d'atteindre la conception pour ces objectifs de fabrication, qui sont présentées ci-dessous :
- Lorsque les caractéristiques internes sont conçues, les concepteurs commettent une erreur en les rendant tranchantes. Elles devraient plutôt être arrondies afin que la géométrie de l'outil de coupe puisse être prise en compte.
- Les parois des composants, si elles sont trop fines, ne peuvent pas supporter la charge de coupe, ce qui entraîne leur rupture. C'est pourquoi les experts en DFM suggèrent toujours des parois plus épaisses.
- La profondeur de la poche est analysée dans le cadre de la DFM. Lorsque la poche est très profonde, l'outil vibre, ce qui a un impact sur la finition de la surface. C'est pourquoi la DFM envisage de modifier la géométrie de ces poches profondes.
- Les conceptions changent souvent au cours de la DFM ; il est coûteux de respecter les tolérances, et celles qui ne sont pas très critiques sont abandonnées pour économiser de l'argent et du temps.
Impression 3D
L'impression 3D requiert l'attention des experts DFM avant que le composant n'entre en production. Certains de ces aspects de l'impression 3D sont les suivants :
- Certains éléments d'un dessin qui dépassent sont trop faibles et, en raison de la gravité, ils ont tendance à tomber pendant l'impression. La solution de DFM à ce problème consiste à utiliser des échafaudages sous ces éléments, qui peuvent être retirés ultérieurement.
- La question de l'épaisseur des parois se pose également dans l'impression 3D. Lorsque les parois sont très épaisses, elles peuvent se casser ou ne pas être imprimées, et les concepteurs suggèrent donc d'envisager des parois plus épaisses.
Moulage par injection
Le moulage par injection dans le contexte de la DFM est abordé ci-dessous :
- Les composants moulés par injection présentent des contre-dépouilles qui ne peuvent être produites car elles risquent de perturber le mouvement de l'outil. Les professionnels soulignent donc ce problème et proposent des solutions alternatives.
- L'injection du moule est une étape cruciale du processus de moulage par injection. Elle doit se faire en douceur afin que la pièce ne soit pas endommagée. Pour s'en assurer, les ingénieurs envisagent d'ajouter une petite ébauche de temps d'analyse DFM dans la conception afin que l'éjection soit facile.
Coulée sous vide
Coulée sous vide consiste à verser de l'uréthane liquide dans les moules. La DFM garantit que la production de composants moulés sous vide se déroule sans aucun défaut. Le moulage sous vide est conseillé pour les pièces simples et uniques, car les moules en silicone manquent de durabilité.
DFM vs DFA
Il est très important de comprendre la différence entre la DFM et la DFA.
- La DFA s'intéresse principalement aux composants d'un assemblage mécanique, tandis que la DFM se concentre davantage sur un seul composant.
- La DFM prend en compte la sélection des matériaux et l'optimisation de la conception, tandis que la DFA se concentre davantage sur la rationalisation du processus d'assemblage.
Obtenez la DFM pour votre projet chez DEK
Nous, à DEK Nous nous assurons de fournir à nos clients les meilleurs services de DFM. Nous comprenons à quel point une seule caractéristique d'un composant peut être cruciale pour vos applications. Nos experts en DFM peuvent donc vous aider à prendre des décisions pertinentes en tenant compte de votre conception et de la sélection des matériaux.
Conclusion
Le guide complet ci-dessus a dû vous fournir des informations détaillées sur la DFM et son impact sur le processus de fabrication. Comprendre tout ce qui concerne la DFM vous aidera à prendre des décisions pertinentes concernant la fabrication de vos composants pour les prochains projets.
