Проектирование для производства:превращение концепций в обрабатываемую реальность

Сможете ли вы это сделать?

Проектирование компонента — это только первый шаг, а его воплощение в жизнь — настоящее испытание инженерного мастерства. Проектирование для производства (DFM) оценивает, можно ли производить деталь эффективно, безопасно и экономично с использованием существующих технологий и процессов.

Возьмем, к примеру, чертеж «Звезды Смерти»:хотя он и дальновидный, он выходит за рамки сегодняшних производственных возможностей. Даже если бы материалы и энергия были доступны, требуемые масштабы и точность сделали бы производство непомерно долгим и дорогим.

Иногда конструкцию можно изготовить, но производственный маршрут делает ее непрактичной. Рассмотрим сборку автомобиля из деталей, поставляемых через Amazon, вместо традиционной сборочной линии:первый вариант технически возможен, но астрономически дороже и менее надежен. DFM призывает переосмыслить дизайн, чтобы он соответствовал реальной производственной стратегии.

Выбор материала не менее важен. Пластиковую деталь с острым углом отформовать сложнее, чем с пологим скруглением. Небольшие скругления (часто менее 1 мм) снижают риск закупорки потока и улучшают качество поверхности, упрощая изготовление детали.

Сможете ли вы это измельчить?

В области обработки на станках с ЧПУ DFM гарантирует, что геометрия детали соответствует возможностям станка и инструмента. Чрезмерно сложные функции могут привести к увеличению затрат, увеличению времени цикла или полной невозможности.

• Поместится ли деталь в рабочий диапазон станка?
• Требуются ли для этого слишком длинные или тонкие инструменты?
• Существуют ли проблемы взаимодействия между инструментом, шпинделем или приспособлением и деталью?
• Можно ли получить доступ ко всем важным функциям с помощью выбранного инструмента?

Во время Олимпийских игр 2016 года команда хотела создать индивидуальную медаль с помощью Autodesk HSM CAM. Получившийся дизайн выглядел впечатляюще, но создавал серьезные проблемы при обработке:неглубокие 3D-контуры, узкие углы и сложный текст. Миллерам приходилось использовать фрезы все меньшего размера — от сферической фрезы 1/16 дюйма до концевой фрезы 1/32 дюйма — чтобы запечатлеть мелкие детали. Каждое уменьшение диаметра инструмента увеличивало стоимость за счет более высокого износа инструмента, снижения скорости подачи и увеличения времени обработки.

На практике обработка медали такого размера инструментом диаметром 1/32 дюйма может удвоить или утроить время цикла. Решение зависит от того, ценит ли клиент дополнительные детали настолько, чтобы оправдать увеличение затрат.

Изображения с Tormach 440 иллюстрируют переход от проекта к финальной детали:

Насколько маленькими вы можете стать?

Когда будут достигнуты пределы фрезерования, альтернативные процессы могут заполнить этот пробел. 3D-печать, прецизионное литье или изготовление из порошкового металла позволяют добиться мельчайших деталей, недоступных при обычном фрезеровании. Например, в штампах для монетных дворов обычно используются фрезерные станки с ЧПУ с диаметром инструмента всего 0,006 дюйма (приблизительно ширина шести человеческих волос). Достижение такого уровня детализации может потребовать двух дней механической обработки и высокоточного оборудования; в противном случае конечному продукту не будет желаемой точности.

Таким образом, эффективный DFM с самого начала учитывает размер инструмента, мощность станка, поведение материала и стоимость. Согласовав проектный замысел с производственными реалиями, вы гарантируете, что ваша деталь не только концептуально обоснована, но и практически технологична.

Изучите DFM и производство вместе

Университет Autodesk, проходивший с 15 по 17 ноября в Лас-Вегасе, демонстрирует новейшие достижения в области интеграции проектирования и производства. Зарегистрируйтесь до 10 октября и получите раннюю цену.