DFM : 5 façons dont la conception pour la fabricabilité booste l'usinage CNC

Ce sont des temps exigeants.

Pour qu'une conception de nouveau produit soit considérée comme réussie aujourd'hui, le processus de fabrication utilisé pour la construire doit être examiné autant que le produit lui-même. Les concepteurs modernes se tournent vers la conception pour la fabrication (DFM) pour réduire les coûts, simplifier la façon dont un produit est produit, réduire les reprises de conception, et maintenir la qualité globale.

Simplement dit, la DFM est un processus qui aligne l'ingénierie et la production, surtout pendant la conception initiale, et optimise tous les aspects de la fabrication, du début à la fin. C'est une pièce essentielle du monde de l'usinage CNC — trouvez les détails dans ce guide d'usinage CNC — ainsi que dans de nombreuses autres industries.

Raison #1 — L'implication précoce est indispensable

L'objectif final de la DFM est toujours de réduire l'effort et les coûts en simplifiant et optimisant le processus. Ces cinq domaines reçoivent une emphase supplémentaire en DFM :

• Processus
• Conception
• Matériau
• Environnement
• Conformité/Tests

En usinage CNC, les changements de conception deviennent de plus en plus chers et difficiles à implémenter au fur et à mesure que le processus avance. Les experts au sein d'un atelier d'usinage CNC peuvent examiner la conception et la regarder sous tous les angles.

De plus, une bonne DFM réduit le nombre d'opérations de fabrication requises, donc le temps de configuration diminue alors que le flux de travail s'améliore. La conception physique de la pièce elle-même est critique. L'alignement peut endommager les pièces et/ou l'équipement, nuire à la productivité, ou peut-être tout arrêter, donc les experts en contrôle qualité CNC effectuent des tests exhaustifs.

Raison #2 — Maximiser les opportunités. Minimiser les défis.

Pour l'usinage CNC, la DFM rationalise le processus de moulage, résultant en des économies de main-d'œuvre et de coûts.

Bien que le moulage soit l'un des plus anciens processus de conception et de fabrication de l'humanité, c'est encore la méthode de choix pour de nombreuses industries. Voici un bref aperçu du moulage dans le domaine de la métallurgie : le moulage métallique implique de verser du métal en fusion de divers types dans des cavités formées en formes distinctes. Une fois le métal solidifié, le moulage est séparé du moule.

Le moulage crée des produits métalliques complexes qui, sans moulage, seraient trop compliqués et coûteux à produire. La DFM maximise le processus déjà efficace du moulage, créant des opportunités de conception tout en réduisant les défis qui viennent avec l'assemblage de multiples pièces.

Différentes méthodes de moulage incluent :

• Moulage sous pression d'aluminium
• Moulage en sable
• Moulage à la cire perdue (version moderne de la cire perdue)
• Moule permanent
• Moulage en mousse perdue (alliages aluminium & fer)

Bien que chaque méthode fournisse ses propres avantages de fabrication uniques, l'implémentation des principes DFM aide à rationaliser toute méthode de moulage métallique.

Raison #3 — Calcul précis des coûts initiaux

En général, les décisions de conception représentent 70 % des coûts de fabrication d'une pièce CNC ; les autres 30 % sont des décisions de production (planification de processus et sélection d'outils). En se concentrant sur l'optimisation de la conception, une réduction est réalisée dans le coût de fabrication.

L'utilisation de la méthodologie DFM permet aux ingénieurs conception d'identifier tôt — au stade de la conception — les caractéristiques chères, extrêmement difficiles, ou simplement inatteignables, assurant ainsi la fabricabilité. La DFM peut aussi optimiser les étapes de moulage, augmentant la fabricabilité tout en maintenant la fonctionnalité.

La réduction des coûts initiaux inclut aussi la minimisation du nombre total de pièces du produit. Cela réduit immédiatement la quantité de matière nécessaire et l'assemblage requis. Moins de pièces signifie aussi moins de ressources nécessaires pour la production, la main-d'œuvre, l'ingénierie, et l'expédition.

Raison #4 — Monter en échelle avec confiance

Une lutte commune en moulage est le passage du prototype (faible volume) à la production (haut volume). L'utilisation de méthodes DFM aide à rationaliser la montée en échelle de la production CNC. Quand implémentée au début du cycle, elle réduit la reconception, booste la qualité du produit, accélère la mise sur le marché, et inspire la confiance.

Considérez aussi les problèmes d'assemblage en production à haut volume. La manipulation des moulages implique un positionnement et une orientation spécifiques, et même la direction d'assemblage fait une différence. La pensée DFM prend en compte ces problèmes d'assemblage de main-d'œuvre tôt pour rendre l'exécution à haut volume plus facile.

Raison #5 — Le coût de la pièce est une considération

La DFM aide les ingénieurs à s'assurer que les pièces ne nécessitent pas d'opérations secondaires coûteuses, qui peuvent représenter jusqu'à 80 % du coût d'un composant. C'est pourquoi de nombreux besoins et coûts d'outillage et de moulage d'une pièce CNC sont explorés pendant l'étape de conception du moulage. Cela prévient les reprises chez le mouleur et réduit le temps, tant en fabrication qu'en temps de mise sur le marché.

Alors que le nombre de pièces augmente, le coût total pour fabriquer et assembler augmente. De plus, l'ajout de documents de conception et de processus de fabrication fait grimper les coûts. Cependant, quand le nombre de composants est réduit, les coûts d'inventaire liés à l'achat et au stockage chutent.

Le moulage est-il même bon pour votre pièce ?

Un partenaire d'usinage CNC respecté devrait vous aider à comparer les avantages et inconvénients de différents types de processus de moulage. La méthode de moulage sélectionnée devrait être la mieux adaptée pour une course de production particulière.

Stecker Machine est qualifiée de manière unique pour être un guide de sélection de moulage. Notre expertise en ingénierie (incluant les connaissances DFM et contrôle qualité) est intégrée dans notre processus, qui inclut :

• Prototypage rapide & tests pour maximiser la performance de la pièce avant la production
• Partage d'insights sur les conceptions de moulage & usinage bien avant le lancement
• Réalisation de réunions de Planification Avancée de la Qualité Produit (APQP)

De plus, nos relations solides et à long terme avec plus de 40 fonderies de qualité signifient que nos clients profitent d'un approvisionnement fiable, sachant que nous respecterons leurs délais.

Maintenant que vous avez une bonne idée de la valeur de la DFM dans le processus de moulage, plongez dans une étude de cas qui montre comment une relation fonderie de plusieurs décennies a mené à un projet réussi : un carter et couvercle de boîte de vitesses pour véhicule électrique. Cliquez sur le lien ci-dessous pour votre exemplaire.

À propos de l'auteur

Jason aime résoudre les défis des clients. En tant que VP Développement Commercial, Jason est responsable du développement de nouveaux affaires ainsi que d'être la personne de référence pour plusieurs clients actuels de SMC. Jason a travaillé en ingénierie, production, et ventes, et trouve que sa plus grande force est de fournir aux clients des solutions à leurs défis de fabrication.