面向制造的设计：重要性和关键原则

当产品设计师有伟大的想法时，他们希望以任何可能的方式实现它们。但只有在制造商可以使用机器和材料将它们变为现实的情况下，想法才是伟大的。这就是制造设计 (DfM) 发挥作用的地方。

一些设计师认为制造过程是次要的。这是他们不太关心的。然而，这是一种危险的产品设计方法。设计和制造齐头并进。因此，这种忽视的做法最终会产生劣质的最终产品。

本文讨论了为什么面向制造的设计在原型设计阶段如此重要。它还着眼于您的企业如何利用 DfM 的优势来制造更好的原型，并最终制造出更好的最终用途零件和产品。

什么是 DfM ?

制造设计是一种产品设计理念，强调以适合制造过程的方式设计原型和零件的重要性。许多制造商也将其称为可制造性设计或简称为 DfM。

这个过程涉及考虑设计的几个方面。这些方面包括形状和建议的材料。它着眼于使用所提出的方法实现设计的效果方面的参数。

这些方法可能是 CNC 加工、3D 打印、注塑成型或其他方法。从某种意义上说，您可以将面向制造的设计视为一种妥协形式。产品设计师可能有非常宏大的抱负，但 DfM 可以作为现实检查。

使用所选的制造设备和材料来改变太难、太慢或太昂贵的特征是至关重要的。在某些情况下，面向制造的设计涉及跨部门甚至跨多个公司的协作。

这是因为设计师和工程师可能需要与工具制造商、制造商和材料供应商保持联系。通信有助于评估项目的可能性和局限性。

例如，某些设计可以用一种 5 轴 CNC 加工中心实现，但不能用另一种实现。在其他情况下，某些金属合金的可用性可能会决定特定功能是否可行。

制造设计 与装配式设计

这是两个密切相关的概念，区分它们很重要。装配设计是为了最大限度地简化产品的组装和拆卸以进行维护和维修而设计产品。

这种方法通常侧重于减少使用的零件数量等原则。因此，它确保了零件的容易插入。它还将装配要求和规范限制在简单、重复的动作中。

制造设计的重要性

了解了 DfM 的含义后，我们必须研究为什么制造设计很重要。为可制造性设计零件至关重要，即使对于原型也是如此。

尽管 DfM 似乎是一种保守的产品设计方法，但它往往会给生产者和消费者带来实实在在的好处。另一方面，不考虑 DfM 可能会导致零件故障或制造效率低下。

以下是制造设计如此重要的一些原因：

保证制造可行性

也许 DfM 最根本的好处是保证制造可行性和防止零件故障。通过设计制造设备可以实际制造的零件，公司提前知道。这样，他们就不会遇到诸如折叠 3D 打印件、零件卡在模具中或危险的芯片堆积等问题。总之，面向制造的设计对于质量保证很重要。

提高制造速度

制造设计也有助于提高制造速度。为其制造设备精心设计的部件可确保切削工具和其他仪器能够更高效地完成工作。

DfM 提高速度的一个简单例子是用于制造的注塑成型设计。它涉及将拔模斜度结合到注塑成型零件中。脱模角允许从模具中快速顶出每个模制零件。同时，没有吃水的零件需要用力才能拆除。此外，表面之间的摩擦可能会损坏零件。

降低项目总成本

这种速度的提高可以大大降低项目的总体成本。 DfM 零件和原型需要更少的时间和劳动力。从而减少用电量等，也有助于减少废品。

使自动化和简化成为可能

设计易于制造的零件也增加了自动化的可能性。这是因为减少了对监督的需求。在某些情况下，简单的设计更改可以通过消除对多台机器和设​​置的需要来简化生产。

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在设计和制造方面，任何具有工程和制造技术基础知识的设计师都可以采用 DfM 原则。每个项目都是独一无二的。

因此，对潜在制造工艺、材料和其他因素的分析有助于为设计元素提供信息。制造设计必须根据具体情况进行。但是，一些近乎通用的规则可以产生更好的原型和零件。

1.简化

减少组件的总数可以提高制造效率。它还减少了装配线上的时间。所有这些都可以加快周转速度并降低成本。

2。使用标准或通用组件

问问自己一个定制的组件是否会帮助或阻碍项目的成功。标准组件批量生产，比定制组件便宜。

3.使用对机器友好的材料

材料会影响可制造性，因此在结合 DfM 时它们很重要。某些高碳钢可能具有您对零件所需的所有特性。但是，如果您需要使用 CNC 机床，最终会让每个人的生活变得困难。在这种情况下，将需要选择对机器更友好的材料。类似的限制也适用于 3D 打印机和其他机器。

4.尽量减少紧固件的使用

将按扣和拉环结合到组件中可以节省大量制造时间，而这些时间原本需要单独的紧固件。

5.允许宽松的公差

请记住，严格的公差需要更多的机器时间，因此需要更多的资金。因此，在设计和制造过程中，尽可能使用宽松的公差，只要它不会损害零件的功能。

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制造设计 指南：主要原则

了解制造设计的一些基本原则至关重要。这些原则遵循一个共同的概念——它们将制造问题与设计决策联系起来。以这种方式将设计和制造联系起来将有助于整个生产过程。

制造工艺选择

所使用的生产过程在产品的整体成本结构中起着关键作用。完全合理化的 DfM 策略必须能够跨多个标准对每个备选方案进行建模。

制造现实的设计选择

糟糕的设计选择将对生产线产生破坏性影响。例如，不必要地改变注塑零件的厚度可能会增加零件的冷却时间。稳健的制造设计策略必须让设计人员了解设计选择和生产关注点之间的关系。

智能组件选择

有时，可能需要选择现成的零件。这可能有助于简化可制造性并保持整体功能完好无损。正确的制造设计工具应该可以轻松比较选择现成零件和定制零件对制造的影响。

公差和规格

理想情况下，面向制造的设计工具应该有助于更精确地优化材料规格。它应该根据规格、功能要求和成本目标来做到这一点。

工具

由于不同设计的工具需求，适当的制造设计方法应估算总成本。稍微贵一点的部分可能是最佳选择。

结论

制造设计对于充分利用生产过程至关重要。在本文中，我们研究了为什么 DfM 是必不可少的。我们还讨论了可帮助您有效地将 DfM 添加到工作流程中的基本原则。从设计制造过程中获得最佳结果是与经验丰富的合作伙伴合作。立即联系 RapidDirect！