Основы проектирования сборки (DFA)

Термины «проектирование для производства и сборки» (DFMA) и «проектирование для сборки» (DFA) относятся к набору практик и принципов, направленных на то, чтобы адаптировать этапы разработки концепции и дизайна продукта к данному методу производства и в таком виде. способом, обеспечивающим простоту и экономичность производства и сборки.

Фреймворки DFA принимали различные формы на протяжении десятилетий, начиная с 1970-х годов. Одной из новаторских разработок стал метод оценки сборки (AEM) компании Hitachi, в котором для оценки простоты сборки конкретного продукта (в частности, автоматической сборки) использовался стандарт на основе потерь в баллах. Концепция «конструкции для сборки», какой мы ее знаем сегодня, была придумана в 1977 году, излагая критерии и стратегии для определения того, является ли данный продукт подходящим кандидатом для автоматизированной сборки, а также идеальную систему сборки и степень автоматизации.

Разработка детали для сборки может совпадать с улучшением ее функциональности, качества и согласованности. Кроме того, соблюдение принципов проектирования для сборки может помочь сократить количество необходимого производственного оборудования и запасов деталей (во многих случаях эти вторичные преимущества на самом деле становятся более важным преимуществом, чем снижение затрат на сборку). Следование рекомендациям DFA также поможет выявить потенциальные проблемы проектирования на ранних стадиях производственного цикла, что упростит процесс создания прототипа и еще больше сократит производственные расходы.

Вот краткое руководство о том, как начать использовать принципы DFA в процессах разработки продуктов:

Минимизировать количество деталей

Правило номер один DFA? Объединяйте части, когда это возможно, если это не влияет на их жизнеспособность. Меньшее количество деталей может ускорить окончательную сборку.

Однако сведение к минимуму количества деталей — это не то же самое, что удаление функций из детали. На самом деле это далеко не так — такая практика может помочь сократить количество необходимых крепежных деталей и устранить ненужные трудозатраты.

Встроить крепеж в конструкцию детали

Один конкретный способ уменьшить количество деталей — встроить крепеж непосредственно в саму деталь (вместо того, чтобы требовать винты, болты или другие дополнительные компоненты). Защелки и живые петли — это две распространенные конструкции сборочных шаблонов для крепежа, для изготовления которых не требуются дополнительные инструменты или специальное оборудование. Винты и крепежные детали могут быть необходимы для определенных деталей и приложений, но в целом от них следует отказаться, если это возможно.

Обратите внимание на симметрию

Общее правило, касающееся симметрии и сборки:детали должны быть либо симметричными, чтобы их было легко сориентировать в процессе сборки, либо явно асимметричными, чтобы их можно было легко выбрать и сориентировать.

Избегайте проектирования левосторонних или правосторонних деталей (поскольку это может существенно удвоить ваши потребности в инструментах), даже если это приводит к устаревшим или ненужным функциям, которые в остальном не мешают функционированию детали.

Сделать невозможной неправильную установку деталей

Включение элементов самовыравнивания между деталями, которые предотвращают неправильное присоединение различных компонентов, — это еще один способ повысить эффективность процесса сборки.

Крепеж известен тем, что требует значительного труда при сборке. Таким образом, обеспечение того, чтобы ориентацию каждой детали было легко определить, имеет решающее значение для обеспечения быстрой и экономичной сборки. Даже такая простая вещь, как выемка на круглой детали, может значительно упростить процесс.

Оптимизируйте допуски

Современное обрабатывающее и инструментальное оборудование способно обеспечить невероятно жесткие допуски. Однако не каждый продукт выиграет от таких строгих стандартов — стоимость обработки деталей и инструментов с такими точными допусками может быстро стать невероятно дорогой и трудоемкой, что сведет на нет все преимущества в плане затрат или эффективности.

Сборки с несколькими деталями, обработанными с очень жесткими допусками, также увеличивают риск проблем с производительностью, если один или несколько компонентов не соответствуют техническим требованиям. Небольшое ослабление допусков часто помогает сократить расходы и одновременно повысить отказоустойчивость ваших проектов.

Дизайн с использованием компонентов COTS

Коммерческие готовые детали (COTS) — это, как следует из названия, детали, которые вы можете приобрести у поставщика, а не производить самостоятельно. Общие части COTS включают такие компоненты, как корпуса, пружины, шестерни, штифты, датчики и многое другое. Эти детали довольно стандартизированы, и большинство сборщиков и автоматизированных сборочных решений понимают, что требуется для их использования и сборки.

Сведение к минимуму ваших индивидуальных потребностей в механической обработке и изготовлении помогает оптимизировать процесс проектирования, а также устраняет барьеры для приобретения надлежащих запасов и сырья или компонентов. Это преимущество особенно ценно для запчастей, спрос на которые может резко возрасти в будущем.

Используйте одни и те же инструменты в сборках

Использование одного инструмента для всей сборки — или, что еще лучше, всей линейки продуктов — может повысить энергоэффективность, трудоемкость и экономическую эффективность как сборки, так и разборки.

Если в сборке используются разные типы винтов или крепежа в разных секциях, для каждого дополнительного типа крепежа в процессе сборки потребуется дополнительный инструмент. Не смешивайте головки с внутренним шестигранником, когда подойдет и то, и другое.

Откройте для себя верный способ убедиться, что ваши детали соответствуют требованиям DFA

Эффективное применение принципов проектирования для производства и сборки имеет решающее значение в современном мире спроса. Однако для того, чтобы воспользоваться всеми преимуществами, предоставляемыми руководящими принципами DFMA, часто требуется манипулировать многими факторами, включая выбор и использование программного обеспечения для проектирования, технические требования приложения, экологические соображения, выбор и источники материалов, бюджетные ограничения, сжатые сроки и многое другое.

Партнерство с производителем по запросу, обладающим обширным опытом проектирования и проектирования, является ключом к успеху на современном конкурентном рынке. Вот где на помощь приходит Fast Radius. Мы гордимся тем, что делаем новые вещи возможными и используем новейшие и лучшие технологии для переделки проверенных и надежных устаревших компонентов с повышенной эффективностью. Мы также предлагаем ряд консультационных услуг по продуктам, которые помогут разработать и подготовить ваши детали к производству. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше.