A Importância do Design para Manufatura
O que é Design for Manufacturing?
Projetar para fabricação e montagem (DFM ou DFMA) é uma parte crítica do ciclo de desenvolvimento do produto. Trata-se de otimizar o design de seu produto para seu processo de fabricação e montagem, fundindo os requisitos de design do produto com seu método de produção. Empregar táticas de DFM reduz o custo e a dificuldade de produção de um produto, mantendo sua qualidade.
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Por que o design para manufatura é importante?
Redução de custos: Cerca de 70% dos custos de fabricação de um produto podem ser derivados de decisões de projeto, como materiais e método de fabricação. Os 30% restantes dos custos constituem decisões de produção, como planejamento de processos e seleção de ferramentas. O foco na otimização do projeto reduz o custo de fabricação.
Expansão da produção otimizada: A luta do desenvolvimento de hardware vem do escalonamento do protótipo à produção. Considerar o DFM desde o início do ciclo de desenvolvimento do produto reduz o trabalho de reprojeto, melhora a qualidade do produto e acelera o tempo de colocação no mercado.
Noções básicas de design eficaz para manufatura
Padronização: A padronização corta custos ao reduzir o estoque e as necessidades de aumento de escala. Aqui estão algumas maneiras de pensar sobre a padronização de peças:
- Peças de design que podem ser reutilizadas em um produto ou compartilhadas entre linhas de produtos.
- Padronize seu hardware em seus produtos para reduzir as necessidades de estoque.
- Torne seus projetos modulares para simplificar as mudanças ou reformulações do produto.
- Use componentes padrão em vez de componentes personalizados sempre que possível.
Simplicidade de design: Simplificar seu projeto reduz o tempo e o estoque necessários para fazer seu produto, o que se correlaciona com seu custo. Para simplificar seu produto, você pode:
- Minimize as etapas de montagem e o inventário, fazendo peças multifuncionais.
- Use alinhamento projetado ou métodos de fixação rápidos, como ajustes de pressão. As técnicas de fixação, incluindo aparafusamento ou colagem, demoram mais para proteger e exigem mais estoque.
- Teste seus designs aprimorados rapidamente com protótipos impressos em 3D.
Alinhamento e conformidade: Erros de alinhamento podem danificar peças ou equipamentos, reduzindo o rendimento ou até mesmo causando o desligamento da linha. Ajuste seus projetos para levar em conta a defasagem, o desalinhamento e o empilhamento de tolerância ao fazer qualquer um dos seguintes:
- Resolva problemas de montagem analisando como as tolerâncias se acumularão em sua montagem.
- Projete recursos de peças integradas para ajudar no alinhamento durante a montagem.
- Adicione cones ou chanfros para orientar os componentes durante as etapas de inserção da montagem.
Redução do tempo de configuração: Reduza o tempo de configuração reduzindo o número de operações necessárias por peça ou simplificando as etapas de montagem com acessórios impressos em 3D e melhorias no fluxo de trabalho.
- Reduza o número de configurações ou rotações necessárias por peça ou montagem.
- Suporte de fixação personalizado para impressão 3D para diminuir o tempo de configuração e ajudar os trabalhadores com alinhamento, inspeção e montagem.
- Avalie onde sua linha pode ser atualizada com ferramentas ou estações de trabalho aprimoradas.
Onde começar com design para manufatura
Comunicação: A iteração no design do produto funciona em ambas as direções. Trabalhe com o pessoal do chão de fábrica para iterar e melhorar seu design, porque muitas vezes eles enfrentam muitos dos problemas de produção em primeira mão!
Processo: Qual método de fabricação seria mais econômico para a produção? Aditivo, subtrativo ou formador? Peças bem projetadas devem ser otimizadas para seu processo de fabricação - e podem até mesmo tirar vantagem disso para simplificar ainda mais o projeto. Analisar o processo pelo qual cada peça é feita pode levar a configurações e operações mais simples para reduzir o custo da peça.
Materiais: A escolha do material pode afetar o custo, a qualidade da peça e o método de fabricação. Quais propriedades sua peça requer? Quantos ciclos deve durar? Existem requisitos de peso?
Infraestrutura: Como sua linha de produção é configurada e suportada? Assim como você otimizaria o projeto de uma peça para seu processo de manufatura, você pode otimizar seu fluxo de trabalho de produção para suas instalações de manufatura.
Como a impressão 3D se encaixa no design para manufatura?
O principal valor da manufatura aditiva, conforme usado no DFM, está na iteração e no aprimoramento rápidos. Ele aumenta sua produtividade reduzindo o tempo e o custo para fazer uma peça - seja um protótipo, uma ferramenta ou uma peça final.
Protótipos: A impressão 3D permite uma iteração rápida para que você possa testar muitos projetos diferentes com antecedência e com frequência. Você pode percorrer os projetos de suas peças e acessórios de fabricação e montagem para refinar o processo - torná-lo mais barato, com maior rendimento e mais rápido.
Ferramentas: A impressão 3D de seu ferramental reduz o tempo de aceleração da produção, eliminando as restrições de lead time para a fabricação do ferramental - tornando simples a produção de ferramentas conformadas ou ergonômicas que correspondem aos contornos da peça de trabalho. Assim como com a prototipagem, você pode iterar rapidamente em várias versões de uma ferramenta para refiná-la antes da implementação na linha.
Peças de uso final: A impressão 3D é uma opção viável para algumas aplicações de uso final, muitas vezes devido a requisitos de design específicos que tornam outros métodos de fabricação proibitivos. Ele vem com seu próprio conjunto de diretrizes de design, que pode variar dependendo do tipo de impressora usada.
Em busca de oportunidades de fabricação de aditivos:
Procure oportunidades em seu produto e em sua linha de produção para reduzir os longos prazos de entrega e os altos custos de fabricação. Justifique quais peças ou subconjuntos se beneficiarão da impressão 3D com cálculos de retorno sobre o investimento (ROI). Faça upload de suas peças para o software Eiger da Markforged para obter o custo do material e o tempo de impressão.
Para uma determinada peça, sempre há um ponto de inflexão no qual outros métodos de fabricação se tornam mais econômicos. Compare os valores de custo por quantidade e tempo por quantidade para ver onde suas peças em questão se enquadram nesta curva.
Entre em contato conosco para consulta gratuita em aplicações potenciais e como o Markforged se encaixa em seus negócios.
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