De basisprincipes van ontwerp voor assemblage (DFA)

De termen “design for manufacturing and assembly” (DFMA) en “design for assembly” (DFA) verwijzen naar een reeks praktijken en principes die erop gericht zijn de conceptuele en ontwerpfasen van productontwikkeling af te stemmen op de gegeven fabricagemethode en in een dergelijke manier die het gemak en de kosteneffectiviteit van productie en montage garandeert.

DFA-frameworks hebben in de loop van de decennia een aantal verschillende vormen aangenomen, die serieus begonnen in de jaren zeventig. Een baanbrekende ontwikkeling was Hitachi's Assembly Evaluation Method (AEM), die een puntverliesstandaard gebruikte om het montagegemak van een bepaald product te beoordelen (vooral voor automatische assemblage). Het concept van 'design for assembly' zoals we dat nu kennen, werd bedacht in 1977 en bevatte criteria en strategieën om te bepalen of een bepaald product een geschikte kandidaat is voor geautomatiseerde assemblage, evenals het ideale assemblagesysteem en de mate van automatisering.

Het ontwerpen van een onderdeel voor montage kan samenvallen met het verbeteren van de functionaliteit, kwaliteit en consistentie. Verder kan het naleven van ontwerp voor assemblageprincipes helpen om de benodigde productieapparatuur en onderdelenvoorraad te verminderen (in veel gevallen worden deze secundaire voordelen zelfs een belangrijker verkoopargument dan de lagere assemblagekosten). Het volgen van DFA-richtlijnen kan ook helpen om mogelijke ontwerpproblemen vroeg in de productcyclus aan het licht te brengen, wat kan helpen het prototypingproces te stroomlijnen en de productiekosten verder te verlagen.

Hier volgt een korte inleiding over hoe u DFA-principes kunt gaan integreren in uw productontwikkelingsprocessen:

Het aantal onderdelen minimaliseren

De nummer één regel van DFA? Combineer onderdelen waar mogelijk, zolang dit de levensvatbaarheid van het onderdeel niet beïnvloedt. Lagere onderdelenaantallen kunnen leiden tot een snellere eindmontage.

Het minimaliseren van het aantal onderdelen is echter niet hetzelfde als het verwijderen van functies van het onderdeel. In feite kan dit verre van zelfs helpen om het aantal benodigde bevestigingsmiddelen te verminderen en onnodige arbeidskosten te elimineren.

Bouw bevestigingsmiddelen in onderdeelontwerp

Een specifieke manier om het aantal onderdelen te verminderen, is door bevestigingsmiddelen rechtstreeks in het onderdeel zelf op te nemen (in plaats van dat er schroeven, bouten of andere aanvullende componenten nodig zijn). Snap-fits en levende scharnieren zijn twee veelvoorkomende ontwerpen voor montagesjablonen voor bevestigingsmiddelen waarvoor geen extra gereedschap of speciale apparatuur nodig is om te bouwen. Schroeven en bevestigingsmiddelen kunnen een noodzaak zijn voor bepaalde onderdelen en toepassingen, maar over het algemeen moeten ze indien mogelijk worden geëlimineerd.

Let op symmetrie

Een algemene richtlijn als het gaat om symmetrie en montage:onderdelen moeten ofwel symmetrisch zijn zodat ze gemakkelijk te oriënteren zijn tijdens het assemblageproces, of ze moeten zichtbaar asymmetrisch zijn zodat ze gemakkelijk kunnen worden uitgezocht en georiënteerd.

Vermijd het ontwerpen van links- of rechtshandige onderdelen (aangezien dit uw gereedschapsbehoeften in wezen zou kunnen verdubbelen), zelfs als dit leidt tot verouderde of onnodige functies die de functie van het onderdeel verder niet belemmeren.

Maak het onmogelijk om onderdelen verkeerd te installeren

Het opnemen van zelfuitlijnende functies tussen de onderdelen die voorkomen dat verschillende componenten verkeerd worden bevestigd, is een andere manier om de efficiëntie van het assemblageproces te vergroten.

Bevestigingsmiddelen zijn berucht omdat ze veel montagewerk vereisen. Als zodanig is het van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat de oriëntatie van elk onderdeel gemakkelijk te bepalen is om de montage snel en kosteneffectief te houden. Zelfs iets eenvoudigs als een inkeping op een rond onderdeel kan veel doen om het proces te stroomlijnen.

Optimaliseer uw toleranties

Moderne bewerkings- en gereedschapsapparatuur is in staat om ongelooflijk krappe toleranties te bereiken. Niet elk product zal echter profiteren van zulke strenge normen - de kosten van het bewerken van onderdelen en gereedschappen met zulke nauwkeurige toleranties kunnen snel ongelooflijk duur en tijdrovend worden, waardoor elk kosten- of efficiëntievoordeel teniet wordt gedaan.

Assemblages met meerdere onderdelen die met extreem nauwe toleranties zijn bewerkt, verhogen ook het risico op prestatieproblemen als een of meer van de componenten niet aan de specificaties voldoen. Door uw toleranties wat losser te maken, kunt u vaak kosten besparen en tegelijkertijd de veerkracht van uw ontwerpen verbeteren.

Ontwerpen met COTS-onderdelen

Commerciële off-the-shelf (COTS) onderdelen zijn, zoals de naam al doet vermoeden, onderdelen die u bij een leverancier kunt kopen - in plaats van zelf te vervaardigen. Veelgebruikte COTS-onderdelen zijn componenten zoals behuizingen, veren, tandwielen, pinnen, sensoren en meer. Deze onderdelen zijn redelijk gestandaardiseerd en de meeste assemblagemedewerkers en geautomatiseerde assemblageoplossingen begrijpen wat er nodig is om ze te gebruiken en te monteren.

Door uw op maat gemaakte bewerkings- en fabricagebehoeften tot een minimum te beperken, wordt het ontwerpproces gestroomlijnd, terwijl ook de barrières voor het verkrijgen van voldoende inventaris en grondstoffen of componenten worden verminderd. Dit voordeel is vooral waardevol voor onderdelen waarvan de vraag in de toekomst kan stijgen.

Gebruik dezelfde tools voor verschillende assemblages

Het gebruik van één enkel gereedschap voor de gehele montage — of beter nog, de gehele productlijn — kan de energie-, arbeids- en kostenefficiëntie van zowel montage als demontage verbeteren.

Als een assemblage verschillende typen schroeven of bevestigingsmiddelen in verschillende secties gebruikt, heeft elk extra type bevestigingsmiddel een extra gereedschap nodig tijdens het assemblageproces. Meng geen inbuskoppen met zeskantkoppen als de een of de ander het doet.

Ontdek de trefzekere manier om ervoor te zorgen dat uw onderdelen voldoen aan de DFA-richtlijnen

De effectieve toepassing van ontwerp voor fabricage- en assemblageprincipes is van cruciaal belang in de on-demand wereld van vandaag. Om te profiteren van het volledige scala aan voordelen die de DFMA-richtlijnen bieden, moet echter vaak met veel factoren worden gegoogeld, waaronder de selectie en het gebruik van ontwerpsoftware, de technische vereisten van een toepassing, milieuoverwegingen, materiaalkeuze en -sourcing, budgettaire beperkingen, strakke tijdlijnen en meer.

Samenwerken met een on-demand fabrikant met uitgebreide ontwerp- en engineeringexpertise is essentieel om vooruit te komen in de competitieve markt van vandaag. Dat is waar Fast Radius in beeld komt. We zijn er trots op nieuwe dingen mogelijk te maken en de nieuwste en beste technologieën te gebruiken om beproefde en echte legacy-componenten opnieuw te maken met verbeterde efficiëntie. We bieden ook een reeks productadviesdiensten om u te helpen bij het ontwikkelen en voorbereiden van uw onderdelen voor productie. Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie.