L'importance de la conception pour la fabrication

États-Unis Étude de cas de l'armée

Pourquoi la conception pour la fabrication est-elle importante ?

Réduction des coûts : Environ 70 % des coûts de fabrication d'un produit peuvent être dérivés de décisions de conception telles que les matériaux et la méthode de fabrication. Les 30 % restants des coûts constituent des décisions de production telles que la planification des processus et la sélection des outils. Se concentrer sur l'optimisation de la conception réduit les coûts de fabrication.‍

Mise à l'échelle de la production rationalisée : La lutte du développement matériel vient de la mise à l'échelle du prototype à la production. Tenir compte de la DFM dès le début du cycle de développement du produit réduit le travail de refonte, améliore la qualité du produit et accélère votre mise sur le marché.

Bases d'une conception efficace pour la fabrication

Normalisation : La standardisation réduit les coûts en réduisant les stocks et les besoins de mise à l'échelle. Voici quelques façons de penser à la normalisation des pièces :

• Concevoir des pièces qui peuvent être réutilisées dans un produit ou partagées entre les lignes de produits.
• Standardisez votre matériel au sein de vos produits pour réduire les besoins d'inventaire.
• Rendre vos conceptions modulaires pour simplifier les modifications ou les refontes de produits.
• Utilisez des composants standard au lieu de composants personnalisés lorsque vous le pouvez.‍

Simplicité de conception : Simplifier votre conception réduit le temps et les stocks nécessaires à la fabrication de votre produit, ce qui est corrélé à son coût. Pour simplifier votre produit, vous pouvez :

• Réduire les étapes d'assemblage et l'inventaire en créant des pièces multifonctionnelles.
• Utilisez un alignement intégré ou des méthodes de fixation rapide telles que les emboîtements. Les techniques de fixation, y compris le boulonnage ou le collage, prennent plus de temps à sécuriser et nécessitent plus d'inventaire.
• Testez rapidement vos conceptions améliorées avec des prototypes imprimés en 3D.
  

Alignement et conformité : Les erreurs d'alignement peuvent endommager des pièces ou des équipements, réduire le rendement ou même provoquer l'arrêt de la ligne. Ajustez vos conceptions pour tenir compte de la pente, du désalignement et de l'accumulation de tolérance en effectuant l'une des opérations suivantes :

• Résolvez les problèmes d'assemblage en analysant l'empilement des tolérances dans votre assemblage.
• Concevoir des caractéristiques de pièces intégrées pour faciliter l'alignement lors de l'assemblage.
• Ajoutez des cônes ou des chanfreins pour guider les composants pendant les étapes d'insertion de l'assemblage.
  

Réduction du temps de configuration : Réduisez le temps de configuration en réduisant le nombre d'opérations requises par pièce ou en simplifiant les étapes d'assemblage avec des montages imprimés en 3D et des améliorations du flux de travail.

• Réduire le nombre de configurations ou de rotations requises par pièce ou assemblage.
• Imprimez en 3D un support de travail personnalisé pour réduire le temps de configuration et aider les travailleurs à aligner, inspecter et assembler.
• Évaluez où votre ligne pourrait être mise à niveau avec des outils ou des postes de travail améliorés.

Par où commencer avec la conception pour la fabrication

Communication : L'itération dans la conception de produits va dans les deux sens. Travaillez avec les gens de l'usine pour itérer et améliorer votre conception, car ils ont souvent été confrontés directement à de nombreux problèmes de production !‍

Processus : Quelle méthode de fabrication serait la plus rentable pour la production ? Additif, soustractif ou formateur ? Les pièces bien conçues doivent être optimisées pour leur processus de fabrication - et peuvent même en tirer parti pour simplifier davantage une conception. L'analyse du processus de fabrication de chaque pièce peut simplifier les configurations et les opérations afin de réduire le coût des pièces.‍

Matériaux : Votre choix de matériau peut avoir un impact sur votre coût, la qualité de vos pièces et votre méthode de fabrication. De quelles propriétés votre pièce a-t-elle besoin ? Combien de cycles doit-il durer ? Y a-t-il des exigences de poids? ‍

Infrastructure : Comment votre ligne de production est-elle configurée et prise en charge ? Tout comme vous optimiseriez la conception d'une pièce pour son processus de fabrication, vous pouvez optimiser votre flux de production pour son usine de fabrication.

Comment l'impression 3D s'intègre-t-elle dans la conception pour la fabrication ?

La valeur clé de la fabrication additive telle qu'elle est utilisée dans DFM réside dans l'itération et l'amélioration rapides. Il augmente votre productivité en réduisant le temps et le coût de fabrication d'une pièce, qu'il s'agisse d'un prototype, d'un outil ou d'une pièce finale. ‍

Prototypes : L'impression 3D permet une itération rapide afin que vous puissiez tester de nombreuses conceptions différentes tôt et souvent. Vous pouvez parcourir les conceptions de vos pièces et de leurs dispositifs de fabrication et d'assemblage pour affiner le processus - le rendre moins cher, plus rentable et plus rapide.‍

Outillage : L'impression 3D de votre outillage réduit le temps de montée en cadence de votre production en éliminant les contraintes de délai de fabrication de l'outillage, ce qui simplifie la production d'outillage conforme ou ergonomique qui correspond aux contours de la pièce. Tout comme pour le prototypage, vous pouvez parcourir rapidement plusieurs versions d'un outil pour l'affiner avant de l'implémenter sur la ligne.‍

Pièces d'utilisation finale : L'impression 3D est une option viable pour certaines applications d'utilisation finale, souvent en raison d'exigences de conception spécifiques qui rendent les autres méthodes de fabrication prohibitives. Il est livré avec son propre ensemble de directives de conception, qui peuvent varier en fonction du type d'imprimante utilisé. ‍

À la recherche d'opportunités de fabrication additive :

Recherchez des opportunités à la fois au sein de votre produit et sur votre ligne de production pour réduire les longs délais et les coûts de fabrication élevés. Justifier quelles pièces ou sous-ensembles bénéficieront de l'impression 3D avec des calculs de retour sur investissement (ROI). Téléchargez vos pièces dans le logiciel Eiger de Markforged pour obtenir le coût du matériel et le temps d'impression. ‍

Pour une pièce donnée, il existe toujours un point d'inflexion auquel d'autres méthodes de fabrication deviennent plus rentables. Comparez les valeurs de coût par quantité et de temps par quantité pour voir où se situent vos pièces en question le long de cette courbe.

Contactez-nous pour un consultation gratuite sur les applications potentielles et comment Markforged s'intègre dans votre entreprise.