「製造向け設計 (DFM) 戦略の最も重要な点は、全体のコストを削減し、生産効率を向上させることです。」
技術図面または工学図面は、どのような製造方法であっても、あらゆる品目の製造の基礎となります。 CNC加工、射出成形、ダイカストなどあらゆるプロセスでは、対象部品の仮想設計（2Dまたは3D）を描き、そのモデルに基づいて製造を実行します。ここで「」と呼ばれる描画戦略が登場します。 製造のための設計」このアプローチは、設計者が図面を作成する際に役立ち、製造コストを削減し、必要な品質を維持できるようにします。
このブログ投稿では、製造アプローチの設計原則と、そのような設計を準備するための重要なガイドラインについて説明します。
製造のための設計 (DFM) とは何ですか?
これは、製造段階を簡素化するために製品、部品、またはコンポーネントを設計するプロセスです。エンジニアまたはデザイナーは、各機能と要素を最適化して、設計が製造ライフサイクルに確実に適合するようにします。
一方、DFM の主な目的は、 製造プロセス 互換性の高い設計でコストダウンを実現します。
- DFM は設計と材料を最適化してコストを削減し、生産をスピードアップします。
- これには、設計および製造プロセスの徹底的な分析が含まれます。
- 高度なコンピューター ツールにより、製造の詳細なシミュレーションが可能になります。
- その効率性と革新的なメリットにより、製造業者の間でその採用が増えています。
さらに、製造容易性を考慮した設計アプローチにより、設計段階の早い段階で変更を実装できます。高度なソフトウェアを使用すると、コンピューター上で設計の製造をシミュレートできます。特定の製造技術の能力に応じて、設計を改善するためのさまざまなアイデアを与えることができます。
例えば;
CNC フライス加工で製造するシャフト設計を作成している場合は、コンピューター ソフトウェアでそのシャフトのフライス加工をシミュレーションできます。実際のフライス加工プロセスに進む前に、品質、サイクルタイム、さらにはパラメータの設計を正確に変更できます。
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製造のための設計の原則とは何ですか?
設計を開始する前に、適切な製造方法を検討することは、公差レベルから形状に至るまで、図面のいくつかの側面を決定するのに役立ちます。たとえば、EDM または CNC で製造される射出成形金型の設計には、いくつかの個別の考慮事項が必要になる場合があります。
さらに、製造可能な設計を作成するためのいくつかの原則が見つかります。ただし、ここでは、ほとんどの DFM 戦略をカバーする 4 つの基本原則についてのみ説明します。
1. 設計プロセス
着陸装置部分のCAD設計
Design for Manufacturing (DFM) の設計プロセスは、製造のためのより簡単な設計に焦点を当てています。重要な側面には、製造プロセスを複雑にする曖昧または複雑な測定を回避するための正しい寸法設定が含まれます。標準化された穴サイズや対称レイアウト、シンプルなツールなどの設計の均一性。次に、一貫した厚さとシームレスな移行
さらに、製造方法によって設計プロセスが異なる場合があります。たとえば、抜き勾配は成形設計では重要ですが、CNC 加工では重要ではありません。
CNC 製造設計の設計プロセス原則の例を見てみましょう。
- 構造の完全性を確保し、変形を避けるため、金属の場合は最小の壁厚が 0.8 mm、プラスチックの場合は 1.5 mm
- 安定性と精度を高めるため、穴の深さは直径の 4 倍以下です。
- 加工面への明確な工具アクセスを考慮。
- キャビティ深さの少なくとも 3 分の 1 の内側コーナーの半径
2. 材料選択
製造用の材料を選択するには、強度、耐久性、重量、美観、コスト、規制基準への準拠などの要素を考慮する必要があります。次に、材料は、鋳造、鍛造、機械加工、成形など、目的の製造プロセスに適合する必要があります。
DFM 材料の選択は次の基準に基づいています。
- 硬度、強度、電気伝導率、熱伝導率など、製品の動作要件と寿命に適合する必要があります。
- 無駄を取り除くか、より安価ですぐに入手できるオプションを使用することで、コストは比較的低く抑えられるはずです。
- 選択された材料は製品の品質や性能を損なうことはありません。
- この材料により製造プロセスが簡素化され、生産サイクル時間が短縮されます。
3. 時間とコストの最小化
製造のための設計の実践により、設計から製造、組み立てに至る製品ライフサイクルのさまざまな段階が合理化されます。これは、設計を簡素化し、標準コンポーネントを使用し、組み立てプロセスを最適化することによって実現されます。そのため、材料の無駄やエネルギー消費を削減して全体のコストを削減することにも重点を置いています。
4. シミュレーションとテスト
設計のコンピューター シミュレーションは、新しく先進的な原理です。特に有益なのは、 原型製作者 なぜなら、シミュレーションによって設計を検証し、潜在的な製造上および運用上の問題を予測できるからです。
有限要素解析 (FEA) や数値流体力学 (CFD) などのシミュレーション ツールを使用すると、さまざまな物理的、熱的、機械的ストレス下で製品がどのように動作するかを示すことができます。この積極的なアプローチは、応力集中、潜在的な疲労故障点、アセンブリの問題など、設計の弱点を特定するのに役立ちます。その結果、メーカーは高価な工具や生産の前に変更を加えることができます。
製造のための設計ガイドライン
完璧な製造設計には、さまざまな考慮事項が必要です。デザイナーはこれを達成するために、プロセス全体を通じて特定のガイドラインに従うことができます。
1.部品番号を下げる
製品設計の部品の総数は、時間とプロジェクト全体の予算に大きく影響します。製品の部品数を減らすことで、プロセスと組み立ての複雑さが最小限に抑えられ、簡素化されます。
2. コンポーネントの標準化
どのような製品を設計している場合でも、標準コンポーネントを探すことができます。たとえば、機械装置を設計する場合は、標準のベアリングとシールを使用します。
3. 多機能部品の設計
設計内で複数の機能を果たす部品により、製造および組立プロセスが合理化されます。組み立てを支援する自己固定機能などの追加機能を柔軟に組み込むことができます。
4. 製造プロセスの最適化
製造コストを削減する材料とプロセスを選択してください。さらに、不必要な仕上げ操作を回避し、適切な公差と表面仕上げを修正できます。
5. 組み立て手順の簡素化
組み立ての設計も考慮する必要があります。設計は一方向での組み立てを容易にする必要があります。垂直方向では、重力を利用して組み立てプロセスを簡素化することが好ましい。
6. 部品のコンプライアンス
面取りや適度な半径など、アセンブリの多少の差異を許容するフィーチャーを組み込むことができます。これらの機能により挿入が容易になり、損傷のリスクが軽減されます。
7. 制御されたアセンブリ
組立プロセスで触覚センシング、ビジョン システム、およびデザインイン コンプライアンスを使用すると、効率が向上し、エラーが減少します。
8.廃棄物の最小化
特にサブトラクティブマニュファクチャリングにおいて、無駄を考慮した製品を設計します。材料の無駄が少なくコストダウンに貢献します。
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製造可能性のための設計の一般規則
- 部品の穴間の適切な距離を確保してください。 2 つの中心間の距離は穴の直径の 3 倍でなければなりません。
- 基本的な寸法仕様を明確にする必要があります。一貫したデータムからの標準化された寸法を使用して、公差の積み重ねの問題を防ぐことができます。
- 耐久性を維持しながら実現可能な最軽量。
- 生産規模で必要な場合を除き、カスタム ツールではなく標準的でシンプルなツール セットアップを使用してください。
- フィレットや半径などの曲線遷移を十分に組み込んで、部品の堅牢性を高めます。
- 方向を再調整する必要なく、複数の製造ステップに合わせて部品設計を戦略化します。
アセンブリ設計(DFA)とは何ですか?
向き、位置、挿入、締め付けなどの組み立て要素を考慮して製品を設計することを指します。 DFM と同様に、DFA は組み立て時間と経費の削減に重点を置いています。さらに、製造設計で DFM と DFA を組み合わせることで、最終結果が最適化されます。
それは促進します。
- 個別のコンポーネントが少なくなり、組み立て手順が削減されます
- 簡単な挿入
- シンプルで簡単な組み立て方向
- 将来の統合に向けた設計段階での自動組立技術
DFM と DFA: 違いは何ですか?
どちらのプロセスも製造を簡素化し、相互に補完しますが、DFM と DFA は異なります。 DFM は製造プロセスに焦点を当てますが、DFA は組み立て段階に焦点を当てます。
表: DFM と DFA
| 側面 | DFM | DFA |
| フォーカス | 製造工程全体 | 生産の組立段階 |
| DevOps Tools Engineer試験のObjective | 費用対効果が高く効率的な部品生産 | 組み立て時間とコストの削減 |
| 主な考慮事項 | 素材選び、製造技術 | 部品数、部品の組み立てと取り扱いの容易さ |
| 商品説明 | 製造の合理化、複雑さの軽減 | 組み立ての簡素化、人件費の削減 |
| 影響 | 生産効率と拡張性 | 組み立ての効率とスピード |
Boda では製造のための設計の最適化をお手伝いします
当社のデザイナーとエンジニアは、さまざまな製造ニーズに対応する部品や製品の設計に取り組んでいます。彼らは製造チームや顧客と緊密に連携して、設計と生産のシームレスな移行を促進します。したがって、当社は設計を最適化し、製造コストと時間を削減するお手伝いをします。
弊社の製造工場では、 CNC加工、板金加工、その他多くの施設。当社の設計サポートとコンサルティングにより、品質と機能を維持しながらプロジェクトのコストを削減できます。
デザインや製造に関するその他の情報をアップロードできます。そのため、設計チームは、生産段階に進む前に何ができるかを検討できます。
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結論
意図した製造技術の機能に準拠した設計がプロジェクト成功の基礎となります。設計と材料をいくつか考慮することで、製造時間と予算を最適化できます。ここ、 製造のための設計または製造可能性のための設計 高品質の結果を得るためにこれらの考慮事項に対処します。これは、設計者が最小限の複雑さと製造の容易さで間違いのない設計を準備できるようにガイドします。
よくあるご質問
DFM アプローチにより製造コストを削減できますか?
はい！ DFM 戦略は、製造プロセスを合理化し、材料の無駄を削減し、効率を向上させることにより、製造コストを大幅に削減できます。
製造のための設計の例は何ですか?
製造のための設計 (DFM) の例は、新しい製品設計で共通の標準化されたコンポーネントを使用することです。
DFM はどのように生産サイクル タイムを短縮しますか?
製造容易性を考慮した設計により、設計とプロセスが簡素化され、製造ステップが減り、アセンブリの複雑さが軽減され、サイクル タイムが短縮されます。
製造可能性を考慮した設計が不可欠なのはなぜですか?
生産工程の簡素化と製品品質の向上に貢献します。また、DFM により、製品がより早く市場に投入されるようになります。