DFM: 5 manieren waarop Design for Manufacturability CNC-bewerking verbetert

Dit zijn veeleisende tijden.

Voor een nieuw productontwerp om vandaag de dag succesvol te worden beschouwd, moet het productieproces dat het bouwt net zo grondig onder de loep genomen worden als het product zelf. Moderne ontwerpers kijken naar design for manufacturing (DFM) om kosten te verlagen, te vereenvoudigen hoe een product geproduceerd wordt, ontwerpherwerk te verminderen, en algehele kwaliteit te handhaven.

Eenvoudig gezegd, is DFM een proces dat engineering en productie afstemt, vooral tijdens de initiële ontwerpfase, en alle aspecten van fabricage optimaliseert, van begin tot eind. Het is een essentieel onderdeel van de CNC-bewerkingswereld — vind details in deze CNC-bewerkingsgids — alsook in talloze andere industrieën.

Reden #1 — Vroeg betrokkenheid is een must

Het einddoel van DFM is altijd om inspanning en kosten te verminderen door het proces te vereenvoudigen en te optimaliseren. Deze vijf gebieden ontvangen extra nadruk in DFM:

• Proces
• Ontwerp
• Materiaal
• Omgeving
• Compliance/Testing

In CNC-bewerking worden ontwerpwijzigingen steeds duurder en moeilijker te implementeren naarmate het proces vordert. De experts binnen een CNC-werkplaats kunnen het ontwerp scrutiniseren en het vanuit alle hoeken bekijken.

Bovendien vermindert correct DFM het aantal benodigde fabricageoperaties, zodat insteltijd daalt als werkstroom verbetert. Het fysieke ontwerp van het onderdeel zelf is cruciaal. Uitrekking kan onderdelen en/of apparatuur beschadigen, productiviteit schaden, of misschien dingen helemaal stilleggen, dus CNC-kwaliteitscontrole-experts voeren uitputtende tests uit.

Reden #2 — Kansen maximaliseren. Uitdagingen minimaliseren.

Voor CNC-bewerking, stroomlijnt DFM het gietproces, wat resulteert in arbeids- en kostenbesparingen.

Hoewel gieten een van de oudste ontwerp- en productieprocessen van de mensheid is, is het nog steeds de keuzemethode voor veel industrieën. Hier is een korte blik op gieten in het metaalwerk: metaalgieten betreft het gieten van gesmolten metaal van verschillende typen in kaviteiten gevormd in duidelijke vormen. Zodra het metaal verzilid is, wordt het gietwerk van de mold gescheiden.

Gieten maakt ingewikkelde metalen producten die, zonder gieten, te ingewikkeld en duur zouden zijn om te produceren. DFM maximaliseert het al efficiënte proces van gieten, creërend ontwerpmogelijkheden terwijl uitdagingen die komen met het monteren van meerdere stukken verminderd worden.

Verschillende gietmethoden omvatten:

• Aluminium drukgieten
• Zandgieten
• Investment casting (moderne versie van lost wax casting)
• Permanente mold
• Lost foam casting (aluminium & ijzerlegeringen)

Hoewel elke methode zijn eigen unieke fabricagevoordelen biedt, helpt het implementeren van DFM-principes om elke metaalgietmethode te stroomlijnen.

Reden #3 — Nauwkeurige berekening van voorafgaande kosten

In het algemeen maken ontwerpbeslissingen 70% uit van de productiekosten van een CNC-onderdeel; de andere 30% zijn productiebeslissingen (procesplanning en gereedschapsselectie). Door te focussen op ontwerp te optimaliseren, wordt een verlaging gerealiseerd in de fabricagekosten.

Het gebruik van DFM-methodologie stelt ontwerpingenieurs in staat om dure, extreem uitdagende, of simpelweg onbereikbare kenmerken vroegtijdig te identificeren — in de ontwerpfase — zodat produceerbaarheid gewaarborgd is. DFM kan ook gietstappen optimaliseren, fabricagebaarheid vergrotend terwijl functionaliteit gehandhaafd blijft.

Het verminderen van voorafgaande kosten omvat ook het minimaliseren van het totale aantal productonderdelen. Dit vermindert direct het benodigde materiaalbedrag en de benodigde montage. Minder onderdelen betekenen ook minder middelen nodig voor productie, arbeid, engineering, en verzending.

Reden #4 — Met vertrouwen opschalen

Een veelvoorkomende gietstrijd is opschalen van prototype (laag volume) naar productie (hoog volume). Het gebruik van DFM-methodes helpt CNC-productie-opschaling te stroomlijnen. Wanneer geïmplementeerd aan het begin van de cyclus, vermindert herontwerp, verhoogt productkwaliteit, versnelt time-to-market, en inspireert vertrouwen.

Overweeg ook hoogvolume productie montageproblemen. Het hanteren van gietstukken betreft specifieke positionering en orientatie, en zelfs montagerichting maakt verschil. DFM-denken neemt deze arbeidsmontageproblemen vroeg in acht om hoogvolume uitvoering makkelijker te maken.

Reden #5 — Onderdelenkost is een overweging

DFM helpt ingenieurs ervoor te zorgen dat onderdelen geen dure secundaire operaties vereisen, wat tot 80% van een componentenkost kan uitmaken. Daarom worden veel van een CNC-onderdeel's gereedschaps en giet behoeften en kosten verkend tijdens de gietontwerpfase. Dit voorkomt herwerk bij de gieter en vermindert tijd, zowel in fabricage als time-to-market.

Naarmate het aantal onderdelen toeneemt, stijgt de totale kost om te fabriceren en monteren. Plus, het toevoegen van ontwerpdocumenten en productieprocessen drijft kosten op. Echter, wanneer het aantal componenten verminderd wordt, dalen voorraadbestedingskosten gerelateerd aan inkopen en voorraadhouden.

Is gieten zelfs geschikt voor uw onderdeel?

u moeten helpen vergelijken zowel de voor- als nadelen van verschillende typen vormgevingsprocessen. De geselecteerde gietmethode moet het beste passen bij een specifieke productierun.

Stecker Machine is uniek gekwalificeerd om een gietselectiegids te zijn. Onze engineering-expertise (inclusief DFM-kennis en kwaliteitscontrole) is ingebouwd in ons proces, wat omvat:

• Rapid prototyping & testen om onderdeelprestaties te maximaliseren vóór productie
• Inzichten delen over giet- en bewerkingsontwerpen ver voor de lancering
• Uitvoeren van advanced product quality planning (APQP) vergaderingen

Bovendien betekenen onze solide, langdurige relaties met meer dan 40 kwaliteitsgieterijen dat onze klanten een betrouwbare voorraad genieten, wetende dat we hun deadlines zullen halen.

Nu u een goed beeld heeft van DFM's waarde binnen het gietproces, duik in een case study die laat zien hoe een decennialange gieterijrelatie leidde tot een succesvol project: een elektrisch voertuig tandwielkast en deksel. Klik op de link hieronder voor uw exemplaar.

Over de auteur

Jason geniet ervan klantuitdagingen op te lossen. Als VP Business Development is Jason verantwoordelijk voor het ontwikkelen van nieuw business samen met het zijn van de go-to persoon voor verschillende van SMC's huidige klanten. Jason heeft gewerkt in engineering, productie, en verkoop, en vindt zijn grootste kracht in het bieden van oplossingen aan klanten voor hun fabricageuitdagingen.