Дизайн для производства: Принципы, преимущества и применение

Когда детали разрабатываются для различных применений, дизайнеры и производители ищут что-то простое. Метод, который ускоряет производство, делает его простым и экономически эффективным. Проектирование для производства (DFM) играет здесь важную роль.

Если вы хотите узнать, что такое DFM, каковы его цели и принципы, то приведенное ниже руководство предназначено именно для вас. Итак, давайте читать.

Что такое проектирование для производства или DFM?

Проектирование для производства также называют DFM. Это инженерная концепция, включающая в себя все действия, которые помогают превратить концепцию продукта в рабочий компонент. Она включает в себя проведение финансового и инженерного анализа и требует понимания процесса превращения прототипа в конечный продукт.

Когда разработка продукта начинается с сомнительных идей, он оказывается недостижимым. Анализ DFM помогает разработать продукт, рассматривая процесс с разных сторон. Он добавляет достоверности, учитывая сложность конструкции, ее стоимость и наличие материалов.

Основные цели DFM

Проектирование с учетом требований технологичности преследует несколько основных целей, которые заключаются в следующем:

Стоимость

У каждого проекта есть первое соображение - это финансовый аспект проекта. Основная цель проектирования для производства - максимально снизить стоимость проекта. Она включает в себя все затраты, в том числе производственные, трудовые, энергетические и материальные. DFM помогает проанализировать финансовую целесообразность процесса разработки продукта, обеспечивая хорошую отдачу от инвестиций.

Качество

Еще одним аспектом проектирования для производства является максимальное качество. Это достигается в рамках заданного бюджета и целей. Качественные продукты привлекают больше покупателей и создают хорошую репутацию бренда.

Устойчивое развитие

DFM фокусируется на минимизации отходов. Это очень важный элемент для оптимизации процесс производства таким образом, чтобы уменьшить количество отходов. Сокращение отходов также помогает снизить затраты и обеспечивает безопасность окружающей среды.

Принципы DFM

DFM регулируется некоторыми принципами, и 5 из них рассмотрены ниже. Итак, давайте читать.

Производственный процесс

Процесс производства включает в себя различные методы, такие как литьё под давлением3D-печать, EDM и т. д. Эти процессы оптимизируются путем изучения дизайна, чтобы выбрать правильные процессы.

Каждый продукт по-своему подходит для производственного процесса. В качестве примера можно привести электронные корпуса, которые могут быть изготовлены как методом 3D-печати, так и литьем под давлением. Специалист по DFM должен взвесить все плюсы и минусы этих двух процессов и выбрать наиболее подходящий.

Кроме того, каждый производственный процесс имеет свои методы и параметры, такие как скорость подачи, скорость и глубина резания. Чтобы достичь наилучших результатов, необходимо все проанализировать.

Дизайн продукта

Оптимизация конструкции также является одним из основных принципов DFM. Идея на этапе разработки должна быть преобразована в реальный продукт. Перед тем, как проект пойдет в производство, необходимо предварительно оценить его характеристики.

Во время анализа DFM инженеры рассматривают все проблемы и варианты их решения. Возможно, потребуется внести некоторые изменения в конструкцию, чтобы найти оптимальное решение.

Материал изделия

Материал - еще одна область, требующая внимания при разработке дизайна для производства. Существует множество видов материалов, но выбор оптимального варианта имеет решающее значение. Один компонент может быть изготовлен с использованием нескольких материалов.

Важно, чтобы материал соответствовал функциональным требованиям, а также имел значение для долговечности. Дизайнеры должны учитывать все эти аспекты, а затем выбирать подходящий материал.

Сервисная среда

Среда, в которой будет использоваться компонент, играет важную роль в DFM. Существуют различные факторы, требующие внимания, такие как температура, химическое воздействие, механические нагрузки и магнитные помехи. Конструкция должна быть способна выдерживать условия, которым она будет подвергаться, и поэтому DFM обеспечивает ее оценку.

Соответствие требованиям и тестирование

Некоторые изделия должны соответствовать определенным стандартам; это могут быть государственные, промышленные или внутренние стандарты. Инженеры должны учитывать это при проектировании детали и гарантировать, что конструкция соответствует нормативным требованиям.

Преимущества DFM при создании прототипов и производстве

DFM дает множество преимуществ при производстве и создании прототипов, и вот некоторые из них:

Сокращение расходов

DFM помогает снизить себестоимость продукции, поскольку сокращает количество деталей и использует стандартизированные материалы. Это даже снижает необходимость ручного вмешательства во время сборки и производства.

Сокращение времени выхода на рынок

DFM повышает общую эффективность производства за счет сокращения количества процессов и их автоматизации. Это помогает сократить время выполнения заказа, и продукция быстро выходит на рынок.

Улучшенное качество продукции

DFM гарантирует, что критическое качество, установленное во время проектирования, будет достигнуто изделием. Он гарантирует, что качество поверхности, допуски и долговечность компонента соответствуют ожиданиям.

Оптимизированный процесс разработки продукта

DFM рассматривает разработку процесса в более широком масштабе. Он гарантирует, что конструкция детали будет создана идеально, качество будет на высшем уровне, и будут использоваться соответствующие производственные процессы. Таким образом, использование DFM при проектировании изделий предлагает строгую стратегию разработки продукта еще до начала процесса.

Более плавный процесс производства

Поскольку каждый аспект производственного процесса заранее проанализирован с точки зрения совместимости с материалом и формой конструкции, процесс проходит гладко. Весь план разработан, и продукция производится в соответствии с ожиданиями.

Легче масштабировать производство

DFM обеспечивает масштабируемость. Он планирует конструкцию, материалы и производственный процесс, поэтому при необходимости объем производства может быть легко увеличен в кратчайшие сроки.

Как получить максимальную отдачу от DFM?

Извлечение максимальной пользы из DFM - важнейший аспект его внедрения. Это может быть непросто, но это также гарантирует, что ваше производство получит максимальную выгоду. Ниже перечислены некоторые из способов извлечения максимальной пользы из DFM:

• DFM требует сотрудничества между производителями, разработчиками продукции и дизайнерами. Командная работа на месте и в Интернете помогает разрабатывать совместные проекты и требует использования инновационных инструментов.
• Программное обеспечение CAD и моделирование также широко используются в DFM, что помогает инженерам проверить, сможет ли созданная ими конструкция выдержать условия, в которых она будет использоваться. Это даже помогает изменить конструкцию в зависимости от различных требований к производству.

Каким образом дизайн для производства стремится к достижению своих целей?

Проектирование производства направлено на достижение поставленных целей с помощью различных методов, которые представлены ниже:

Минимизация количества деталей

Чтобы снизить стоимость и упростить процесс, можно также сократить количество производимых деталей. Анализ DFM помогает сфокусироваться на выявлении компонентов, которые являются избыточными, путем проведения тщательного анализа.

Используйте стандартизированные детали

Проектирование с учетом технологичности предполагает использование стандартизированных деталей. К таким компонентам относятся уплотнительные кольца, болты, гайки, прокладки и винты, которые можно легко приобрести с полки. Это помогает сократить объем работы и расходы на эти компоненты.

Модульная конструкция

Модульные конструкции обычно рассматриваются специалистами по DFM, поскольку это помогает разделить конструкцию на различные модули. Гибкость модульных конструкций позволяет при необходимости изменять конструкцию отдельных модулей без ущерба для остальных.

Такой подход облегчает модернизацию дизайна на этапе разработки и улучшает функциональность наложения компонентов.

Простота сборки

Простота сборки является одним из основных аспектов DFM. Очень важно изготовить компонент, который можно собрать как можно быстрее и проще. Эксперты DFM считают, что усилия по сборке должны быть как можно меньше, чтобы сэкономить время и деньги.

Отделка и допуски

В DFM приоритет отдается обработке поверхности и допускам. Компоненты с жесткими допусками и точной отделкой поверхности отличаются высоким качеством. Идеальные допуски и качество обработки поверхности учитываются при проектировании и, следовательно, достигаются.

Использование DFM в различных производственных процессах

DFM наблюдается во многих производственных процессах, среди которых ниже рассмотрены наиболее распространенные:

Обработка с ЧПУ

Обработка с ЧПУ - очень распространенная техника, используемая при анализе DFM. Существуют различные способы достижения целей проектирования для этих производственных целей, которые приведены ниже:

• При проектировании внутренних элементов конструкторы допускают ошибку, делая их острыми. Напротив, они должны быть закруглены, чтобы можно было приспособить геометрию режущего инструмента.
• Стенки деталей, если они слишком тонкие, не выдерживают нагрузки при резании, что приводит к поломке. Поэтому специалисты по DFM всегда предлагают использовать более толстые стенки.
• Глубина кармана анализируется в DFM. Если карман очень глубокий, инструмент вибрирует, что влияет на качество обработки поверхности. Поэтому в DFM рассматривается изменение геометрии таких глубоких карманов.
• Конструкции часто меняются в процессе DFM; достижение допусков обходится дорого, и от тех, которые не являются очень критичными, приходится отказываться, чтобы сэкономить деньги и время.

3D-печать

3D-печать требует внимания специалистов по DFM до того, как компонент пойдет в производство. Некоторые из этих аспектов в 3D-печати следующие:

• Некоторые нависающие элементы конструкции слишком слабы, и под действием силы тяжести они имеют тенденцию падать во время печати. Решением этой проблемы в DFM является использование строительных лесов под такими элементами, которые впоследствии можно удалить.
• Вопрос толщины стенок также преобладает в 3D-печати. Если стенки очень толстые, они могут сломаться или не пропечататься, поэтому дизайнеры советуют использовать более толстые стенки.

Литье под давлением

Литье под давлением в контексте DFM рассматривается ниже:

• Компоненты, изготовленные методом литья под давлением, имеют подрезы, и их нельзя производить, так как они могут нарушить движение инструмента. Поэтому специалисты указывают на эту проблему и предлагают альтернативные решения.
• Впрыск формы - важнейшая часть процесса литья под давлением. Он должен быть выполнен очень плавно, чтобы не повредить деталь. Для обеспечения этого инженеры рассматривают возможность добавления в конструкцию небольшого проекта времени DFM-анализа, чтобы извлечение было легким.

Вакуумное литье

Вакуумное литье заключается в заливке жидкого уретана в формы. DFM гарантирует, что производство компонентов с вакуумным литьем будет осуществляться без каких-либо дефектов. Вакуумное литье предлагается использовать для изготовления простых и цельных деталей, так как силиконовые формы не обладают достаточной прочностью.

DFM против DFA

Понимание различий между DFM и DFA очень важно, и некоторые из них рассмотрены ниже.

• DFA занимается в основном компонентами механической сборки, в то время как DFM больше ориентирован на отдельный компонент.
• DFM рассматривает вопросы выбора материалов и оптимизации конструкции, в то время как DFA больше сосредоточена на рационализации процесса сборки.

Получите DFM для вашего проекта в компании DEK

Мы в DEK мы гарантируем, что предоставляем нашим клиентам лучшие услуги DFM. Мы понимаем, насколько важной может быть одна особенность компонента для ваших приложений. Поэтому наши специалисты по DFM помогут вам принять соответствующие решения с учетом особенностей конструкции и выбора материалов.

Заключение

Из приведенного выше исчерпывающего руководства вы наверняка получили подробную информацию о DFM и о том, как она влияет на производственный процесс. Понимание всего, что связано с DFM, поможет вам принимать соответствующие решения относительно производства компонентов для следующих проектов.