Die Bedeutung des Designs für die Fertigung

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Warum ist Design for Manufacturing wichtig?

Kostensenkung: Rund 70 % der Herstellungskosten eines Produkts können aus Designentscheidungen wie Materialien und Herstellungsverfahren abgeleitet werden. Die restlichen 30 % der Kosten machen Produktionsentscheidungen wie Prozessplanung und Werkzeugauswahl aus. Die Konzentration auf die Designoptimierung senkt die Herstellungskosten.‍

Optimiertes Hochskalieren der Produktion: Der Kampf der Hardwareentwicklung besteht darin, vom Prototyp bis zur Produktion zu skalieren. Die Berücksichtigung von DFM zu Beginn des Produktentwicklungszyklus reduziert den Aufwand für Neukonstruktionen, verbessert die Produktqualität und verkürzt Ihre Markteinführungszeit.

Grundlagen des effektiven Designs für die Fertigung

Standardisierung: Standardisierung senkt die Kosten durch Reduzierung des Lagerbestands und des Scale-up-Bedarfs. Hier sind einige Möglichkeiten, über die Teilestandardisierung nachzudenken:

• Designteile, die innerhalb eines Produkts wiederverwendet oder zwischen Produktlinien geteilt werden können.
• Standardisieren Sie Ihre Hardware in Ihren Produkten, um den Lagerbedarf zu reduzieren.
• Machen Sie Ihre Designs modular, um Produktänderungen oder Neudesigns zu vereinfachen.
• Verwenden Sie nach Möglichkeit Standardkomponenten anstelle von Sonderanfertigungen.‍

Einfaches Design: Durch die Vereinfachung Ihres Designs sparen Sie Zeit und Lagerbestand, der für die Herstellung Ihres Produkts erforderlich ist, was mit seinen Kosten korreliert. Um Ihr Produkt zu vereinfachen, können Sie:

• Minimieren Sie die Montageschritte und den Lagerbestand, indem Sie multifunktionale Teile herstellen.
• Verwenden Sie die integrierte Ausrichtung oder schnelle Befestigungsmethoden wie Schnappverbindungen. Befestigungstechniken wie Schrauben oder Kleben benötigen länger zum Sichern und erfordern mehr Inventar.
• Testen Sie Ihre verbesserten Designs schnell mit 3D-gedruckten Prototypen.
  

Ausrichtung und Compliance: Fehler bei der Ausrichtung können Teile oder Ausrüstung beschädigen, den Ertrag verringern oder sogar zum Stillstand der Linie führen. Passen Sie Ihre Designs an, um Slope, Fehlausrichtung und Toleranzstapelung zu berücksichtigen, indem Sie einen der folgenden Schritte ausführen:

• Beheben Sie Montageprobleme, indem Sie analysieren, wie sich die Toleranzen in Ihrer Baugruppe stapeln.
• Entwerfen Sie integrierte Teilefunktionen, um die Ausrichtung während der Montage zu erleichtern.
• Fügen Sie Verjüngungen oder Fasen hinzu, um Komponenten während der Einfügeschritte der Baugruppe zu führen.
  

Reduzierung der Einrichtungszeit: Reduzieren Sie die Rüstzeit, indem Sie die Anzahl der erforderlichen Arbeitsgänge pro Teil reduzieren oder die Montageschritte mit 3D-gedruckten Vorrichtungen und Workflow-Verbesserungen vereinfachen.

• Reduzieren Sie die Anzahl der erforderlichen Einstellungen oder Drehungen pro Teil oder Baugruppe.
• 3D-Druck von benutzerdefinierten Werkstücken, um die Einrichtungszeit zu verkürzen und die Arbeiter bei der Ausrichtung, Inspektion und Montage zu unterstützen.
• Bewerten Sie, wo Ihre Linie mit verbesserten Tools oder Workstations aufgerüstet werden könnte.

Wo man mit Design for Manufacturing anfangen sollte

Kommunikation: Iteration im Produktdesign geht in beide Richtungen. Arbeiten Sie mit den Mitarbeitern in der Fabrik zusammen, um Ihr Design zu iterieren und zu verbessern, da sie viele der Produktionsprobleme oft aus erster Hand erlebt haben!‍

Prozess: Welches Herstellungsverfahren wäre für die Produktion am kostengünstigsten? Additiv, subtraktiv oder umformend? Gut gestaltete Teile sollten für ihren Herstellungsprozess optimiert werden – und können sich sogar zunutze machen, um eine Konstruktion weiter zu vereinfachen. Die Analyse des Herstellungsprozesses jedes Teils kann zu einfacheren Einrichtungs- und Betriebsabläufen führen, um die Teilekosten zu senken.‍

Materialien: Ihre Materialwahl kann sich auf Kosten, Teilequalität und Herstellungsmethode auswirken. Welche Eigenschaften benötigt Ihr Teil? Wie viele Zyklen soll es dauern? Gibt es Gewichtsanforderungen? ‍

Infrastruktur: Wie wird Ihre Produktionslinie aufgebaut und unterstützt? So wie Sie ein Teiledesign für seinen Herstellungsprozess optimieren würden, können Sie Ihren Produktionsworkflow für seine Fertigungsanlage optimieren.

Wie passt der 3D-Druck zum Design für die Fertigung?

Der Schlüsselwert der additiven Fertigung, wie sie in DFM verwendet wird, liegt in der schnellen Iteration und Verbesserung. Es steigert Ihre Produktivität, indem es Zeit und Kosten für die Herstellung eines Teils reduziert – egal ob es sich um einen Prototyp, ein Werkzeug oder ein fertiges Teil handelt. ‍

Prototypen: Der 3D-Druck ermöglicht eine schnelle Iteration, sodass Sie viele verschiedene Designs frühzeitig und häufig testen können. Sie können die Konstruktionen sowohl Ihrer Teile als auch ihrer Fertigungs- und Montagevorrichtungen durchlaufen, um den Prozess zu verfeinern – billiger, ertragreicher und schneller.‍

Werkzeuge: Der 3D-Druck Ihrer Werkzeuge verkürzt Ihre Produktionsanlaufzeit, indem die Vorlaufzeiten für die Werkzeugherstellung beseitigt werden – wodurch es einfach wird, konforme oder ergonomische Werkzeuge herzustellen, die den Konturen des Werkstücks entsprechen. Genau wie beim Prototyping können Sie schnell mehrere Versionen eines Tools durchlaufen, um es vor der Implementierung in der Linie zu verfeinern.‍

Endverbraucherteile: Der 3D-Druck ist für einige Endanwendungen eine praktikable Option, oft aufgrund spezifischer Konstruktionsanforderungen, die andere Herstellungsverfahren kostenunfähig machen. Es kommt mit eigenen Designrichtlinien, die je nach verwendetem Druckertyp variieren können. ‍

Auf der Suche nach Möglichkeiten der additiven Fertigung:

Suchen Sie sowohl innerhalb Ihres Produkts als auch in Ihrer Produktionslinie nach Möglichkeiten, um lange Vorlaufzeiten und hohe Herstellungskosten zu reduzieren. Begründen welche Teile oder Unterbaugruppen vom 3D-Druck mit Return on Investment (ROI)-Berechnungen profitieren. Laden Sie Ihre Teile in die Eiger-Software von Markforged hoch, um die Materialkosten und die Druckzeit zu ermitteln. ‍

Für ein bestimmtes Teil gibt es immer einen Wendepunkt, an dem andere Fertigungsverfahren kostengünstiger werden. Vergleichen Sie Kosten-pro-Menge- und Zeit-pro-Menge-Werte, um zu sehen, wo Ihre fraglichen Teile auf dieser Kurve liegen.

Kontaktieren Sie uns für ein kostenlose Beratung über potenzielle Anwendungen und wie Markforged in Ihr Unternehmen passt.