Design para fabricação:importância e princípios-chave

Quando os designers de produtos têm grandes ideias, eles querem realizá-las de todas as formas possíveis. Mas as ideias só são ótimas na medida em que um fabricante pode transformá-las em realidade usando máquinas e materiais. É aqui que o Design for Manufacturing (DfM) entra em ação.

Alguns designers veem o processo de fabricação como secundário. Isso é pouco preocupante para eles. No entanto, esta é uma abordagem perigosa para o design do produto. Design e fabricação andam de mãos dadas. Assim, tal abordagem negligenciada acaba por produzir um produto final inferior.

Este artigo discute por que o Design for Manufacturing é tão importante durante o estágio de prototipagem. Também analisa como sua empresa pode aproveitar os benefícios do DfM para criar protótipos melhores e, em última análise, peças e produtos de uso final melhores.

O que é DfM ?

Design for Manufacturing é uma filosofia de design de produto que enfatiza a importância de projetar protótipos e peças de uma maneira que se adapte ao processo de fabricação. Muitos fabricantes também se referem a ele como Design for Manufacturability ou apenas DfM.

Este processo envolve considerar vários aspectos de um projeto. Esses aspectos incluem a forma e o material proposto. Ele analisa os parâmetros em termos de quão bem o projeto pode ser realizado usando os métodos propostos.

Esses métodos podem ser usinagem CNC, impressão 3D, moldagem por injeção ou qualquer outra coisa. De certa forma, você pode pensar no Design for Manufacturing como uma forma de compromisso. Os designers de produtos podem ter grandes ambições, mas o DfM serve como uma verificação da realidade.

É essencial alterar um recurso que seria muito difícil, lento ou caro de fazer usando os equipamentos e materiais de fabricação escolhidos. Em alguns casos, o Design for Manufacturing envolve a colaboração entre departamentos e até mesmo entre várias empresas.

Isso porque designers e engenheiros podem precisar se corresponder com fabricantes de ferramentas, fabricantes e fornecedores de materiais. A correspondência ajuda a avaliar as possibilidades e limitações do projeto.

Por exemplo, alguns projetos podem ser alcançados com um tipo de centro de usinagem CNC de 5 eixos, mas não com outro. Em outras ocasiões, a disponibilidade de certas ligas metálicas pode determinar se um determinado recurso é viável.

Design para fabricação vs. Design para montagem

Estas são duas ideias intimamente relacionadas, e é importante distingui-las. Design for Assembly é o projeto de um produto em uma tentativa de maximizar sua facilidade de montagem e desmontagem para manutenção e reparos.

Essa abordagem geralmente se concentra em princípios como a redução do número de peças usadas. Assim, garante a facilidade de inserção das peças. Também limita os requisitos e especificações de montagem a movimentos simples e repetitivos.

A importância do design para a fabricação

Tendo analisado o que significa DfM, devemos examinar por que o Design for Manufacturing é importante. Projetar peças para fabricação é fundamental, mesmo para protótipos.

Embora o DfM possa parecer uma abordagem conservadora ao design do produto, ele tende a resultar em benefícios tangíveis tanto para o produtor quanto para o consumidor. Por outro lado, a não consideração do DfM pode levar à falha da peça ou à fabricação ineficiente.

A seguir estão algumas razões pelas quais o Design for Manufacturing é importante:

Garantia a Viabilidade de Fabricação

Talvez o benefício mais fundamental do DfM seja a garantia de viabilidade de fabricação e a prevenção de falhas de peças. Ao projetar peças que os equipamentos de fabricação podem construir de forma realista, as empresas sabem com antecedência. Dessa forma, eles não terão problemas como desmoronamento de impressões 3D, peças presas em moldes ou acúmulo perigoso de cavacos. Em resumo, o Design for Manufacturing é importante para a garantia de qualidade.

Aumenta a velocidade de fabricação

O Design for Manufacturing também pode contribuir para aumentar a velocidade de fabricação. Uma peça bem projetada para seus equipamentos de fabricação garante que as ferramentas de corte e outros instrumentos possam fazer seu trabalho com mais eficiência.

Um exemplo simples de DfM aumentando a velocidade é visto com o projeto de moldagem por injeção para fabricação. Envolve a incorporação de ângulos de tração em peças moldadas por injeção. Os ângulos de inclinação permitem a ejeção rápida de cada peça moldada do molde. Peças sem rascunhos, por sua vez, exigem força para remoção. Além disso, o atrito entre as superfícies pode danificar a peça.

Reduz o custo geral do projeto

Esse aumento na velocidade pode reduzir bastante o custo geral de um projeto. Peças e protótipos DfM requerem menos tempo e mão de obra. Reduzindo assim o uso de energia, etc., e também ajudando a reduzir a sucata.

Torna a automação e a simplificação possíveis

Projetar peças fáceis de fabricar também aumenta as possibilidades de automação. Isso ocorre porque há uma necessidade reduzida de supervisão. Em alguns casos, alterações simples no projeto podem simplificar a produção, eliminando a necessidade de várias máquinas e configurações.

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Quando se trata de projeto e fabricação, qualquer designer com conhecimento elementar de engenharia e técnicas de fabricação pode adotar os princípios DfM. Cada projeto é único.

Portanto, uma análise de potenciais processos de fabricação, materiais e outros fatores ajuda a informar os elementos do projeto. O Design for Manufacturing necessariamente funciona caso a caso. No entanto, algumas regras quase universais podem levar a melhores protótipos e peças.

1. Simplifique

Reduzir o número total de componentes torna a fabricação mais eficiente. Também reduz o tempo na linha de montagem. Tudo isso leva a retornos mais rápidos e custos reduzidos.

2. Use componentes padrão ou versáteis

Pergunte a si mesmo se um componente personalizado ajudará ou prejudicará o sucesso do projeto. Os componentes padrão são produzidos a granel e são mais baratos que os componentes personalizados.

3. Use materiais fáceis de usar

Os materiais afetam a fabricação, tornando-os importantes ao incorporar o DfM. Certos aços de alto carbono podem possuir todas as propriedades que você deseja para sua peça. No entanto, se você precisar usar uma máquina CNC, acabará dificultando a vida de todos. Nesse caso, será necessário escolher um material mais amigável à máquina. Restrições semelhantes se aplicam a impressoras 3D e outras máquinas.

4. Minimize o uso de fixadores

A incorporação de fechos de encaixe e abas em componentes pode eliminar uma parte do tempo de fabricação que, de outra forma, seria necessária para fixadores separados.

5. Permitir tolerâncias soltas

Lembre-se de que tolerâncias apertadas exigem mais tempo de máquina e, portanto, mais dinheiro. Portanto, durante o projeto e a fabricação, use tolerâncias frouxas sempre que possível, desde que não comprometa a funcionalidade da peça.

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O RapidDirect oferece a você uma análise automática e gratuita de Design para Manufaturabilidade para peças de usinagem CNC em nossa plataforma. Essa plataforma incorpora um mecanismo de IA que verifica automaticamente seus arquivos CAD quanto a problemas de fabricação de usinagem CNC. Isso garante que seus projetos estejam prontos para fabricação antes de serem enviados para a fábrica.

O mecanismo analisa o DfM de um produto em termos do seguinte:

• Usinabilidade geral
• Raio e profundidade do furo
• Profundidade do canto interno
• Diâmetro do furo e da ranhura
• Espessura da parede

Se o design passar no teste em um critério específico, a plataforma lhe dará uma marca de seleção verde. Se falhar, a plataforma mostra uma cruz vermelha. Em seguida, ele fornece instruções de design para que você possa corrigir o problema facilmente.

Nossa ferramenta de feedback Design for Manufacturing é construída principalmente para projetos de usinagem CNC. No entanto, nossa equipe experiente e altamente qualificada também pode realizar uma análise detalhada de DfM antes da produção. Independentemente do processo de fabricação, temos a expertise para garantir processos de fabricação adequados.

Isso garante que nenhum projeto problemático saia para produção. Tudo o que você precisa fazer é enviar seu design para uma análise DfM gratuita e um orçamento em 24 horas.

Design para fabricação Diretrizes:Princípios-chave

É vital entender alguns princípios fundamentais do Design for Manufacturing. Esses princípios seguem um conceito comum – eles vinculam questões de fabricação a decisões de projeto. Ligar o projeto e a fabricação dessa maneira ajudará o processo geral de produção.

Escolha do processo de fabricação

O processo de produção utilizado desempenha um papel fundamental na estrutura geral de custos do produto. Uma estratégia de DfM totalmente racionalizada deve ser capaz de modelar todas as alternativas em vários critérios.

Escolhas de design para a realidade de fabricação

As más escolhas de design terão uma implicação destrutiva na linha de produção. Por exemplo, variar desnecessariamente a espessura de uma peça moldada por injeção pode aumentar o tempo de resfriamento da peça. Uma estratégia robusta de Design for Manufacturing deve equipar os designers para entender a relação entre as escolhas de design e as preocupações de produção.

Seleção de componentes inteligentes

Às vezes, pode ser necessário selecionar peças prontas para uso. Isso pode ajudar a simplificar a fabricação e manter a função geral intacta. As ferramentas corretas do Design for Manufacturing devem permitir uma comparação fácil das implicações de fabricação da escolha de peças prontas versus peças personalizadas.

Tolerâncias e especificações

Idealmente, as ferramentas do Design for Manufacturing devem ajudar na otimização mais precisa das especificações do material. Deve fazer isso com especificações, requisitos funcionais e metas de custo.

Ferramentas

Uma abordagem adequada do Design for Manufacturing deve estimar o custo total devido às necessidades de ferramentas de um design diferente. Uma peça um pouco mais cara pode ser ideal.

Conclusão

Design for Manufacturing é crucial para obter o melhor de um processo de produção. Neste artigo, examinamos por que o DfM é essencial. Também discutimos os princípios fundamentais que ajudarão você a adicionar DfM efetivamente ao seu fluxo de trabalho. Obter o melhor resultado do processo Design for Manufacturing é trabalhar com um parceiro experiente. Entre em contato com o RapidDirect hoje mesmo!