Design für die Fertigung:Bedeutung und Schlüsselprinzipien

Wenn Produktdesigner großartige Ideen haben, wollen sie diese auf jede erdenkliche Weise verwirklichen. Aber Ideen sind nur insofern großartig, als ein Hersteller sie mit Maschinen und Materialien verwirklichen kann. Hier kommt Design for Manufacturing (DfM) ins Spiel.

Einige Designer sehen den Herstellungsprozess als geringfügig an. Das interessiert sie wenig. Dies ist jedoch ein gefährlicher Ansatz für das Produktdesign. Design und Fertigung gehen Hand in Hand. Somit führt ein solch vernachlässigender Ansatz letztendlich zu einem minderwertigen Endprodukt.

In diesem Artikel wird erläutert, warum Design for Manufacturing während der Prototyping-Phase so wichtig ist. Außerdem wird untersucht, wie Ihr Unternehmen die Vorteile von DfM nutzen kann, um bessere Prototypen und letztendlich bessere Teile und Produkte für den Endverbrauch herzustellen.

Was ist DfM ?

Design for Manufacturing ist eine Produktdesign-Philosophie, die betont, wie wichtig es ist, Prototypen und Teile so zu gestalten, dass sie zum Fertigungsprozess passen. Viele Hersteller bezeichnen es auch als Design for Manufacturability oder einfach DfM.

Dieser Prozess beinhaltet die Berücksichtigung mehrerer Aspekte eines Designs. Diese Aspekte umfassen die Form und das vorgeschlagene Material. Es betrachtet die Parameter dahingehend, wie gut das Design mit den vorgeschlagenen Methoden realisiert werden kann.

Diese Methoden können CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Spritzguss oder etwas anderes sein. In gewisser Weise kann man sich Design for Manufacturing als eine Form des Kompromisses vorstellen. Produktdesigner mögen sehr große Ambitionen haben, aber DfM dient als Realitätsprüfung.

Es ist wichtig, ein Merkmal zu ändern, dessen Herstellung mit der gewählten Fertigungsausrüstung und den gewählten Materialien zu schwierig, langsam oder zu teuer wäre. In einigen Fällen beinhaltet Design for Manufacturing die Zusammenarbeit zwischen Abteilungen und sogar zwischen mehreren Unternehmen.

Das liegt daran, dass Designer und Ingenieure möglicherweise mit Werkzeugmachern, Herstellern und Materiallieferanten korrespondieren müssen. Die Korrespondenz hilft, die Möglichkeiten und Grenzen des Projekts einzuschätzen.

Beispielsweise können einige Konstruktionen mit einer Art von 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentrum realisierbar sein, mit einer anderen jedoch nicht. In anderen Fällen kann die Verfügbarkeit bestimmter Metalllegierungen bestimmen, ob ein bestimmtes Merkmal machbar ist.

Konstruktion für die Fertigung vs. Konstruktion für die Montage

Dies sind zwei eng verwandte Ideen, und es ist wichtig, sie zu unterscheiden. Design for Assembly ist das Design eines Produkts mit dem Ziel, seine Montage- und Demontagefreundlichkeit für Wartungs- und Reparaturzwecke zu maximieren.

Dieser Ansatz konzentriert sich normalerweise auf Prinzipien wie die Reduzierung der Anzahl der verwendeten Teile. Somit gewährleistet es ein leichtes Einlegen von Teilen. Es beschränkt auch Montageanforderungen und -spezifikationen auf einfache, sich wiederholende Bewegungen.

Die Bedeutung des Designs für die Fertigung

Nachdem wir uns angesehen haben, was DfM bedeutet, müssen wir untersuchen, warum Design for Manufacturing wichtig ist. Das Entwerfen von Teilen für die Herstellbarkeit ist entscheidend, selbst für Prototypen.

Obwohl DfM wie ein konservativer Ansatz für das Produktdesign erscheinen mag, führt es tendenziell zu greifbaren Vorteilen für Hersteller und Verbraucher. Andererseits kann die Nichtberücksichtigung von DfM zum Versagen von Teilen oder einer ineffizienten Fertigung führen.

Im Folgenden sind einige Gründe aufgeführt, warum Design for Manufacturing wichtig ist:

Garantiert die Machbarkeit der Herstellung

Der vielleicht grundlegendste Vorteil von DfM ist die Garantie der Herstellbarkeit und die Vermeidung von Teileversagen. Durch die Konstruktion von Teilen, die Produktionsanlagen realistisch bauen können, wissen Unternehmen im Voraus Bescheid. Auf diese Weise werden sie keine Probleme wie zusammenbrechende 3D-Drucke, in Formen steckende Teile oder gefährliche Späneansammlungen erleben. Zusammenfassend ist Design for Manufacturing wichtig für die Qualitätssicherung.

Erhöht die Fertigungsgeschwindigkeit

Design for Manufacturing kann auch zu einer erhöhten Fertigungsgeschwindigkeit beitragen. Ein gut gestaltetes Teil für seine Fertigungsausrüstung stellt sicher, dass Schneidwerkzeuge und andere Instrumente ihre Arbeit effizienter erledigen können.

Ein einfaches Beispiel für die Beschleunigung von DfM ist das Spritzgussdesign für die Fertigung. Dabei werden Formschrägen in Spritzgussteile eingebracht. Die Entformungswinkel ermöglichen ein schnelles Auswerfen jedes Formteils aus der Form. Teile ohne Zugluft erfordern hingegen Kraft zum Entfernen. Außerdem kann die Reibung zwischen Oberflächen das Teil beschädigen.

Reduziert die Gesamtprojektkosten

Diese Geschwindigkeitssteigerung kann die Gesamtkosten eines Projekts erheblich reduzieren. DfM-Teile und -Prototypen erfordern weniger Zeit und Arbeit. Dadurch wird der Stromverbrauch usw. gesenkt und auch zur Reduzierung von Ausschuss beigetragen.

Ermöglicht Automatisierung und Vereinfachung

Das Entwerfen einfach herzustellender Teile erhöht auch die Automatisierungsmöglichkeiten. Dies liegt daran, dass ein geringerer Überwachungsbedarf besteht. In einigen Fällen können einfache Konstruktionsänderungen die Produktion vereinfachen, da mehrere Maschinen und Einrichtungen überflüssig werden.

Hinzufügen von D design f oder M Herstellung bis Y unser W orkflow

Wenn es um Design und Fertigung geht, kann jeder Designer mit elementaren Kenntnissen in Konstruktions- und Fertigungstechniken die DfM-Prinzipien übernehmen. Jedes Projekt ist einzigartig.

Daher hilft eine Analyse potenzieller Herstellungsprozesse, Materialien und anderer Faktoren, Designelemente zu informieren. Design for Manufacturing funktioniert zwangsläufig von Fall zu Fall. Einige nahezu universelle Regeln können jedoch zu besseren Prototypen und Teilen führen.

1. Vereinfachen

Die Verringerung der Gesamtzahl der Komponenten sorgt für eine effizientere Fertigung. Es reduziert auch die Zeit am Fließband. All dies führt zu schnelleren Bearbeitungszeiten und reduzierten Kosten.

2. Verwenden Sie Standard- oder vielseitige Komponenten

Fragen Sie sich, ob eine maßgeschneiderte Komponente den Erfolg des Projekts fördert oder behindert. Standardkomponenten werden in großen Mengen produziert und sind billiger als kundenspezifische Komponenten.

3. Verwenden Sie maschinenfreundliche Materialien

Materialien wirken sich auf die Herstellbarkeit aus und sind daher bei der Einbeziehung von DfM wichtig. Bestimmte Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt können alle Eigenschaften besitzen, die Sie für Ihr Teil wünschen. Wenn Sie jedoch eine CNC-Maschine einsetzen müssen, machen Sie letztendlich allen das Leben schwer. In diesem Fall muss ein maschinenfreundlicheres Material gewählt werden. Ähnliche Einschränkungen gelten für 3D-Drucker und andere Maschinen.

4. Minimieren Sie die Verwendung von Befestigungselementen

Durch die Integration von Schnappverschlüssen und Laschen in Komponenten kann ein Teil der Herstellungszeit eingespart werden, die sonst für separate Befestigungselemente erforderlich wäre.

5. Lassen Sie lockere Toleranzen zu

Denken Sie daran, dass enge Toleranzen mehr Maschinenzeit und damit mehr Geld erfordern. Verwenden Sie daher während der Konstruktion und Fertigung wo immer möglich lockere Toleranzen, solange dies die Funktionalität des Teils nicht beeinträchtigt.

Wie RapidDirect H hilft mit D design f oder M Herstellung

RapidDirect bietet Ihnen auf unserer Plattform eine automatische und kostenlose Design for Manufacturability-Analyse für CNC-Bearbeitungsteile. Diese Plattform enthält eine KI-Engine, die Ihre CAD-Dateien automatisch auf Herstellbarkeitsprobleme bei der CNC-Bearbeitung überprüft. Dadurch wird sichergestellt, dass Ihre Designs fertigungsbereit sind, bevor sie an die Fabrik gesendet werden.

Die Engine analysiert den DfM eines Produkts in Bezug auf Folgendes:

• Gesamtbearbeitbarkeit
• Radius und Lochtiefe
• Innenecktiefe
• Loch- und Nutdurchmesser
• Wandstärke

Wenn das Design den Test auf ein bestimmtes Kriterium besteht, gibt Ihnen die Plattform ein grünes Häkchen. Wenn dies fehlschlägt, zeigt die Plattform ein rotes Kreuz. Es gibt dann Designanweisungen, damit Sie das Problem einfach beheben können.

Unser Design-for-Manufacturing-Feedback-Tool wurde hauptsächlich für CNC-Bearbeitungsprojekte entwickelt. Unsere erfahrenen und hochqualifizierten Mitarbeiter können jedoch auch vor der Produktion eine detaillierte DfM-Analyse durchführen. Unabhängig vom Herstellungsverfahren verfügen wir über das Fachwissen, um angemessene Herstellungsprozesse sicherzustellen.

Dadurch wird sichergestellt, dass keine problematischen Designs in die Produktion gehen. Alles, was Sie tun müssen, ist Ihr Design für eine kostenlose DfM-Analyse und ein Angebot innerhalb von 24 Stunden hochzuladen.

Konstruktion für die Fertigung Richtlinien:Grundprinzipien

Es ist wichtig, einige grundlegende Prinzipien des Design for Manufacturing zu verstehen. Diese Prinzipien folgen einem gemeinsamen Konzept – sie verknüpfen Fertigungsprobleme mit Konstruktionsentscheidungen. Die Verknüpfung von Design und Fertigung auf diese Weise wird den gesamten Produktionsprozess unterstützen.

Wahl des Herstellungsverfahrens

Der verwendete Produktionsprozess spielt eine Schlüsselrolle in der Gesamtkostenstruktur des Produkts. Eine vollständig rationalisierte DfM-Strategie muss in der Lage sein, jede Alternative über mehrere Kriterien hinweg zu modellieren.

Designentscheidungen für die Fertigungsrealität

Schlechte Designentscheidungen wirken sich destruktiv auf die Produktionslinie aus. Beispielsweise kann eine unnötige Variation der Dicke eines Spritzgussteils die Abkühlzeit des Teils verlängern. Eine solide Design-for-Manufacturing-Strategie muss Designer in die Lage versetzen, die Beziehung zwischen Designentscheidungen und Produktionsaspekten zu verstehen.

Intelligente Komponentenauswahl

Manchmal kann es notwendig sein, Teile von der Stange auszuwählen. Dies kann dazu beitragen, die Herstellbarkeit zu vereinfachen und die Gesamtfunktion intakt zu halten. Die richtigen Design-for-Manufacturing-Tools sollten einen einfachen Vergleich der Auswirkungen auf die Fertigung bei der Auswahl von Standard- und kundenspezifischen Teilen ermöglichen.

Toleranzen und Spezifikationen

Idealerweise helfen Design for Manufacturing Tools bei der genaueren Optimierung von Materialspezifikationen. Dies sollte mit Spezifikationen, funktionalen Anforderungen und Kostenzielen geschehen.

Werkzeuge

Ein angemessener Design-for-Manufacturing-Ansatz sollte die Gesamtkosten aufgrund der Werkzeuganforderungen eines anderen Designs schätzen. Ein etwas teureres Teil kann optimal sein.

Schlussfolgerung

Design for Manufacturing ist entscheidend, um das Beste aus einem Produktionsprozess herauszuholen. In diesem Artikel haben wir untersucht, warum DfM unerlässlich ist. Wir haben auch die Grundprinzipien besprochen, die Ihnen dabei helfen, DfM effektiv in Ihren Arbeitsablauf einzufügen. Das beste Ergebnis aus dem Design-for-Manufacturing-Prozess zu erzielen, ist die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Partner. Nehmen Sie noch heute Kontakt mit RapidDirect auf!