Dominando Design para Montagem (DFA): Princípios-Chave e Melhores Práticas

Os termos "design para fabricação e montagem" (DFMA) e "design para montagem" (DFA) referem-se a um conjunto de práticas e princípios que buscam adaptar as fases conceituais e de design do desenvolvimento de produto ao método de fabricação dado e de forma que garanta a facilidade e custo-efetividade de produção e montagem.

Frameworks de DFA assumiram várias formas diferentes ao longo das décadas, começando seriamente durante os anos 1970. Um desenvolvimento pioneiro foi o Método de Avaliação de Montagem (AEM) da Hitachi, que usava um padrão de perda de pontos para classificar a facilidade de montagem para um produto particular (para montagem automática, em particular). O conceito de "design para montagem" como o conhecemos hoje foi cunhado em 1977, estabelecendo critérios e estratégias para determinar se um dado produto é um candidato adequado para montagem automatizada, bem como o sistema de montagem ideal e grau de automação.

Projetar uma peça para montagem pode coincidir com a melhoria de sua funcionalidade, qualidade e consistência. Além disso, aderir a princípios de design para montagem pode ajudar a reduzir equipamentos de produção necessários e inventário de peças (em muitos casos, esses benefícios secundários na verdade se tornam um ponto de venda mais significativo que os custos de montagem reduzidos). Seguir diretrizes de DFA também pode ajudar a destacar problemas potenciais de design no início do ciclo do produto — o que pode ajudar a agilizar o processo de prototipagem e reduzir ainda mais despesas de produção.

Aqui está um guia rápido sobre como começar a incorporar princípios de DFA em seus processos de desenvolvimento de produto:

Minimize a contagem de peças

A regra número um do DFA? Combine peças sempre que possível, desde que não impacte a viabilidade da peça. Contagens de peças menores podem levar a montagem final mais rápida.

No entanto, minimizar a contagem de peças não é o mesmo que eliminar características da peça. Longe disso, na verdade — esta prática pode ser útil na redução do número de fixadores necessários e na eliminação de custos de mão de obra desnecessários.

Incorpore fixadores no design da peça

Uma maneira específica de reduzir a contagem de peças é incorporar fixadores diretamente na própria peça (em vez de exigir parafusos, parafusos ou outros componentes adicionais). Encaixes de pressão e dobradiças vivas são dois templates comuns de design para montagem para fixadores que não requerem ferramentas adicionais ou equipamentos especiais para construir. Parafusos e fixadores podem ser uma necessidade para peças e aplicações particulares, mas, em geral, devem ser eliminados se possível.

Preste atenção à simetria

Uma diretriz geral quando se trata de simetria e montagem: peças devem ser simétricas para que sejam fáceis de orientar durante o processo de montagem, ou devem ser visivelmente assimétricas para que possam ser facilmente identificadas e orientadas.

Evite projetar peças para mão esquerda ou direita (já que isso poderia essencialmente dobrar suas necessidades de ferramentas), mesmo que isso leve a características obsoletas ou desnecessárias que não interfiram de outra forma com a função da peça.

Torne impossível instalar peças incorretamente

Incluir características de auto-alinhamento entre as peças que impedem diferentes componentes de se conectarem incorretamente é outra maneira de aumentar a eficiência do processo de montagem.

Fixadores são notórios por exigir mão de obra significativa de montagem. Como tal, garantir que a orientação de cada peça seja fácil de determinar é crítico para manter a montagem rápida e custo-efetiva. Até algo tão simples quanto um entalhe em uma peça redonda pode fazer muito para agilizar o processo.

Otimize suas tolerâncias

Equipamentos modernos de usinagem e ferramentas são capazes de atingir tolerâncias incrivelmente apertadas. No entanto, nem todo produto se beneficiará de tais padrões rigorosos — o custo de usinar peças e ferramentas com tolerâncias tão precisas pode rapidamente se tornar incrivelmente caro e demorado, desfazendo qualquer benefício de custo ou eficiência.

Montagens com múltiplas peças usinadas com tolerâncias extremamente apertadas também aumentam o risco de problemas de desempenho se uma ou mais das peças estiver fora de especificação. Permitir que suas tolerâncias relaxem um pouco pode frequentemente ajudar a cortar custos e melhorar a resiliência de seus designs ao mesmo tempo.

Projete usando peças COTS

Peças comerciais prontas para uso (COTS) são, como o nome sugere, peças que você pode comprar de um fornecedor — em vez de fabricar você mesmo. Peças COTS comuns incluem componentes como carcaças, molas, engrenagens, pinos, sensores e mais. Essas peças são bastante padronizadas, e a maioria dos trabalhadores de montagem e soluções de montagem automatizada entendem o que é necessário para usá-las e montá-las.

Manter suas necessidades de usinagem e fabricação personalizadas ao mínimo ajuda a agilizar o processo de design, enquanto também reduz barreiras para aquisição de estoque adequado e matérias-primas ou componentes. Este benefício é especialmente valioso para peças que podem ver picos de demanda no futuro.

Use as mesmas ferramentas em todas as montagens

Usar uma única ferramenta para toda a montagem — ou melhor ainda, para toda a linha de produtos — pode melhorar a eficiência energética, de mão de obra e de custo tanto da montagem quanto da desmontagem.

Se uma montagem usa diferentes tipos de parafusos ou fixadores em seções diferentes, cada tipo adicional de fixador exigirá uma ferramenta adicional durante o processo de montagem. Não misture cabeças soquete com cabeças sextavadas quando uma ou a outra serve.

Descubra a maneira infalível de garantir que suas peças atendam às diretrizes DFA

A aplicação efetiva de princípios de design para fabricação e montagem é crítica no mundo sob demanda de hoje. No entanto, aproveitar toda a gama de benefícios proporcionados por diretrizes DFMA frequentemente requer fazer malabarismo com muitos fatores — incluindo seleção e uso de software de design, requisitos técnicos de uma aplicação, considerações ambientais, seleção e sourcing de materiais, restrições orçamentárias, prazos apertados e mais.

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