Les bases de la conception pour l'assemblage (DFA)

Les termes « conception pour la fabrication et l'assemblage » (DFMA) et « conception pour l'assemblage » (DFA) désignent un ensemble de pratiques et de principes qui visent à adapter les phases de conception et de conception du développement de produits à la méthode de fabrication donnée et dans un tel contexte. manière qui assure la facilité et la rentabilité de la production et de l'assemblage.

Les cadres DFA ont pris un certain nombre de formes différentes au fil des décennies, commençant sérieusement dans les années 1970. Un développement pionnier a été la méthode d'évaluation de l'assemblage (AEM) d'Hitachi, qui utilisait une norme de perte de points pour évaluer la facilité d'assemblage d'un produit particulier (pour l'assemblage automatique, en particulier). Le concept de "conception pour l'assemblage" tel que nous le connaissons aujourd'hui a été inventé en 1977, établissant des critères et des stratégies pour déterminer si un produit donné est un candidat approprié pour l'assemblage automatisé, ainsi que le système d'assemblage idéal et le degré d'automatisation.

La conception d'une pièce pour l'assemblage peut coïncider avec l'amélioration de sa fonctionnalité, de sa qualité et de sa cohérence. De plus, l'adhésion aux principes de conception pour l'assemblage peut aider à réduire l'équipement de production nécessaire et l'inventaire des pièces (dans de nombreux cas, ces avantages secondaires deviennent en fait un argument de vente plus important que la réduction des coûts d'assemblage). Le respect des directives DFA peut également aider à mettre en évidence les problèmes de conception potentiels au début du cycle du produit, ce qui peut aider à rationaliser le processus de prototypage et à réduire davantage les dépenses de production.

Voici une introduction rapide sur la façon de commencer à intégrer les principes DFA dans vos processus de développement de produits :

Minimiser le nombre de pièces

La règle numéro un de DFA ? Combinez les pièces autant que possible tant que cela n'affecte pas la viabilité de la pièce. Un nombre de pièces inférieur peut conduire à un assemblage final plus rapide.

Cependant, la réduction du nombre de pièces n'est pas la même chose que l'élimination des fonctionnalités de la pièce. Loin de là, en fait, cette pratique peut être utile pour réduire le nombre de fixations nécessaires et éliminer les coûts de main-d'œuvre inutiles.

Construire des fixations dans la conception de la pièce

Une façon spécifique de réduire le nombre de pièces consiste à incorporer des fixations directement dans la pièce elle-même (plutôt que d'avoir recours à des vis, des boulons ou d'autres composants supplémentaires). Les ajustements encliquetables et les charnières vivantes sont deux conceptions courantes pour les gabarits d'assemblage pour les fixations qui ne nécessitent pas d'outils supplémentaires ou d'équipement spécialisé pour la construction. Les vis et les attaches peuvent être une nécessité pour des pièces et des applications particulières, mais, en général, elles doivent être éliminées si possible.

Faites attention à la symétrie

Une ligne directrice générale en matière de symétrie et d'assemblage :les pièces doivent être soit symétriques afin qu'elles soient faciles à orienter pendant le processus d'assemblage, soit elles doivent être visiblement asymétriques afin qu'elles puissent être facilement sélectionnées et orientées.

Évitez de concevoir des pièces à gauche ou à droite (car cela pourrait essentiellement doubler vos besoins en outillage), même si cela conduit à des fonctionnalités obsolètes ou inutiles qui n'interfèrent pas autrement avec la fonction de la pièce.

Rendre impossible l'installation incorrecte des pièces

L'inclusion de fonctions d'auto-alignement entre les pièces qui empêchent différents composants de se fixer de manière incorrecte est un autre moyen d'augmenter l'efficacité du processus d'assemblage.

Les attaches sont connues pour nécessiter un travail d'assemblage important. En tant que tel, s'assurer que l'orientation de chaque pièce est facile à déterminer est essentiel pour maintenir un assemblage rapide et rentable. Même quelque chose d'aussi simple qu'une encoche sur une pièce ronde peut faire beaucoup pour rationaliser le processus.

Optimisez vos tolérances

Les équipements d'usinage et d'outillage modernes sont capables d'atteindre des tolérances incroyablement serrées. Cependant, tous les produits ne bénéficieront pas de normes aussi strictes :le coût de l'usinage de pièces et d'outils avec des tolérances aussi précises peut rapidement devenir incroyablement coûteux et chronophage, annulant tout avantage en termes de coût ou d'efficacité.

Les assemblages avec plusieurs pièces usinées selon des tolérances extrêmement serrées augmentent également le risque de problèmes de performances si un ou plusieurs des composants sont hors spécifications. Permettre à vos tolérances de se desserrer un peu peut souvent aider à réduire les coûts et à améliorer la résilience de vos conceptions en même temps.

Conception à l'aide de pièces COTS

Les pièces commerciales prêtes à l'emploi (COTS) sont, comme leur nom l'indique, des pièces que vous pouvez acheter auprès d'un fournisseur plutôt que de les fabriquer vous-même. Les pièces COTS courantes comprennent des composants tels que des boîtiers, des ressorts, des engrenages, des broches, des capteurs, etc. Ces pièces sont assez standardisées, et la plupart des ouvriers d'assemblage et des solutions d'assemblage automatisées comprennent ce qui est nécessaire pour les utiliser et les assembler.

Réduire au minimum vos besoins d'usinage et de fabrication personnalisés permet de rationaliser le processus de conception, tout en réduisant les obstacles à l'approvisionnement en stocks et en matières premières ou composants adéquats. Cet avantage est particulièrement précieux pour les pièces susceptibles de connaître des augmentations de la demande à l'avenir.

Utilisez les mêmes outils dans tous les assemblages

L'utilisation d'un seul outil pour l'ensemble de l'assemblage, ou mieux encore, l'ensemble de la gamme de produits, peut améliorer l'efficacité énergétique, la main-d'œuvre et les coûts du montage et du démontage.

Si un assemblage utilise différents types de vis ou de fixations dans différentes sections, chaque type de fixation supplémentaire nécessitera un outil supplémentaire pendant le processus d'assemblage. Ne mélangez pas les têtes creuses avec les têtes hexagonales quand l'une ou l'autre fera l'affaire.

Découvrez le moyen infaillible de vous assurer que vos pièces respectent les directives DFA

L'application efficace des principes de conception pour la fabrication et l'assemblage est essentielle dans le monde à la demande d'aujourd'hui. Cependant, pour tirer parti de la gamme complète d'avantages offerts par les directives DFMA, il faut souvent jongler avec de nombreux facteurs, notamment la sélection et l'utilisation du logiciel de conception, les exigences techniques d'une application, les considérations environnementales, la sélection et l'approvisionnement des matériaux, les restrictions budgétaires, les délais serrés, etc. /P>

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