Veel bedrijven verliezen elk jaar tijd en geld omdat hun productontwerpen moeilijk te produceren zijn. Een onderdeel kan er perfect uitzien in de ontwerpfase, maar zodra de productie begint, duiken er problemen op. Design for Manufacturing (DFM) helpt deze problemen vanaf het begin te voorkomen. Het moedigt ontwerpers aan om al vroeg in het proces rekening te houden met absolute productielimieten.
Het gebruik van DFM geeft teams meer controle over het hele project. Het maakt de ontwikkeling ook soepeler en voorspelbaarder. Wil je zien hoe DFM de productie van producten verbetert? Lees dan verder.
Wat is Design for Manufacturing (DFM)?
Design for Manufacturing (DFM) betekent producten ontwerpen die gemakkelijk en kosteneffectief te maken zijn. Het doel is om de kosten te verlagen, de productie te versnellen en latere problemen te voorkomen. DFM bekijkt elk detail van een ontwerp en controleert of het past bij de gereedschappen, machines en materialen die in de fabriek worden gebruikt.
Zo kan het snijden van een onderdeel met te veel scherpe hoeken langer duren of kan een ontwerp met nauwe toleranties speciale bewerkingen nodig hebben. DFM ontdekt deze problemen in een vroeg stadium en helpt ingenieurs het ontwerp te wijzigen voordat de productie start.
DFM is geen aparte stap. Het maakt deel uit van de ontwerpfase. Ingenieurs, ontwerpers en fabrikanten werken samen om ervoor te zorgen dat elke keuze in het ontwerp snellere en goedkopere productie mogelijk maakt.
Waarom DFM belangrijk is in moderne productie？
Producten evolueren snel van idee naar markt. Bedrijven moeten snel handelen en verspilling tegengaan. DFM ondersteunt dit.
Als teams DFM overslaan, ontstaan er problemen tijdens de productie. Dit kan leiden tot langere doorlooptijden, hogere uitvalpercentages en kostbaar herstelwerk. Een ontwerp repareren nadat de tooling is gemaakt, kost tijd en geld.
Met DFM komen ontwerpen overeen met wat machines kunnen. Het resultaat is een vlottere productie, minder vertragingen en een beter gebruik van materialen. Dit kan het verschil betekenen tussen winst en verlies voor starters en kleine fabrikanten.
DFM helpt ook bij de kwaliteit. Een onderdeel dat gemakkelijk te maken is, voldoet eerder aan de specificaties. Dat betekent minder retourzendingen, minder klachten en een sterker merk.
Kernprincipes van DFM
Design for Manufacturing (DFM) helpt om geweldige ideeën om te zetten in echte producten die gemakkelijk te maken zijn. Hieronder staan vijf belangrijke principes die een project op het juiste pad houden:
Proces
Kies het juiste productieproces voor je ontwerp. Elk proces heeft beperkingen. Bijvoorbeeld, CNC-bewerking werkt goed met krappe toleranties, maar spuitgieten niet. Plaatmetalen onderdelen hebben genoeg ruimte nodig voor buigingen en reliëfsneden.
Voordat je een ontwerp afrondt, moet je nadenken over hoe het onderdeel gemaakt gaat worden. Controleer of het proces de gewenste vorm, grootte en details aankan. Als je ontwerpt zonder hier rekening mee te houden, kun je eindigen met een onderdeel dat te complex of te duur is om te produceren.
Ontwerp
Houd het ontwerp eenvoudig en praktisch. Minder onderdelen betekent meestal minder problemen. Gebruik vormen die gemakkelijk te snijden zijn, beenof schimmel. Vermijd kleine onderdelen die moeilijk te bereiken of te monteren zijn.
Krappe toleranties moeten alleen gebruikt worden als ze echt nodig zijn. Een tolerantie van ±0,01 mm kost meer tijd en geld dan ±0,1 mm. Bedenk ook hoe het product in elkaar gezet zal worden. Als er speciaal gereedschap of kleine handen nodig zijn om een schroef te monteren, moet het ontwerp veranderen.
Materiaal
Kies materialen die passen bij zowel het doel van het product als de productiemethode. Sommige materialen zijn gemakkelijker te bewerken dan andere. Aluminium is bijvoorbeeld gemakkelijker en sneller te bewerken dan roestvrij staal.
Thermoplasten zijn geweldig om mee te gieten, maar sommige kunnen buigen of krimpen na afkoeling. Goedkope materialen lijken misschien een goede deal, maar ze kunnen de totale kosten verhogen als ze moeilijker te snijden, buigen, of las. Zorg altijd voor een goede balans tussen prijs en productiegemak.
Milieu
Denk na over waar en hoe het product gebruikt zal worden. Als het onderdeel buiten wordt gebruikt, moet het bestand zijn tegen regen, zon en kou. Dat kan betekenen dat je roestvrij staal of UV-bestendig plastic moet gebruiken.
Voor producten met elektronische onderdelen, ontwerp voor warmteregeling. Voeg ventilatieopeningen toe of gebruik materialen die helpen bij het koelen. Een onderdeel dat perfect werkt in een schoon lab kan falen in een stoffige fabriek of heet magazijn. Test je ontwerp op de werkelijke omstandigheden waarmee het te maken krijgt.
Naleving en testen
Plan testen en certificering in een vroeg stadium. Als een product moet voldoen aan UL-, CE- of ISO-normen, zorg er dan voor dat het ontwerp dit vanaf het begin ondersteunt.
Begin met een prototype. Vroeg testen helpt problemen op te sporen voor de massaproductie. Als je product laat in het project een test niet doorstaat, kan dit leiden tot herontwerpen en aanzienlijke vertragingen. Houd ook rekening met veiligheid. Een ontwerp dat er geweldig uitziet maar niet voldoet aan de veiligheidsregels is nutteloos.
Het DFM-proces: Een stap-voor-stap overzicht
Design for Manufacturing (DFM) is geen eenmalige beslissing. Het is een proces dat hand in hand gaat met productontwikkeling. Elke stap helpt problemen in een vroeg stadium op te sporen en zorgt ervoor dat het product eenvoudiger en goedkoper wordt.
Eerste ontwerpbeoordeling
De eerste stap is het controleren van het vroege ontwerp. Het team bekijkt elk onderdeel om te zien of het misschien moeilijk of duur is om te produceren. Dit geldt ook voor kleine details, krappe pasvormen of lastige vormen.
Elke functie wordt beoordeeld vanuit het perspectief van de fabriek. Kan het onderdeel zonder problemen worden gesneden, gebogen of gelast? Zijn er speciale machines of aangepaste gereedschappen nodig? Als iets opvalt als een probleem, markeert het team het meteen.
Materiaal- en proceskeuze
Na de beoordeling van het ontwerp kiest het team de juiste materialen en productiemethode. Deze beslissing hangt af van hoe sterk het onderdeel moet zijn, hoeveel er gemaakt gaan worden, hoeveel het mag kosten en hoe het gebruikt gaat worden.
Aluminium wordt bijvoorbeeld vaak gebruikt omdat het licht en gemakkelijk te snijden is. Stempelen kan worden gekozen voor grote series, terwijl machinale bewerking beter is voor kleinere series of complexe vormen.
Prototypen en testen
Zodra het team een ontwerp en materiaal heeft, bouwen ze een proefstuk. Dit is de eerste kans om te zien hoe het in het echt werkt.
Het team controleert hoe het past bij andere onderdelen, hoe gemakkelijk het in elkaar te zetten is en of het sterk genoeg is en zijn werk goed doet.
Tests laten ook zien hoe het onderdeel zich houdt onder hitte, druk of beweging. Eventuele problemen worden nu verholpen, voordat de volledige productie start.
Gebruikelijke DFM-methodologieën
Verschillende productiemethoden hebben verschillende ontwerpbenaderingen nodig. Hier zijn drie belangrijke methodes die je moet kennen:
Ontwerp voor assemblage (DFA)
DFA helpt om onderdelen eenvoudiger en sneller in elkaar te zetten. Het richt zich op het verminderen van het aantal onderdelen en stappen in het assemblageproces. Minder onderdelen betekent minder kans op fouten en lagere arbeidskosten.
Ontwerpers combineren onderdelen waar mogelijk. Ze kunnen kliksluitingen of standaardschroeven gebruiken in plaats van op maat gemaakte bevestigingsmiddelen. Ze geven de voorkeur aan onderdelen die maar op één manier in elkaar passen. Dit vermindert montagefouten en versnelt het proces.
Ontwerp voor machinale bewerking (DFM)
Bij CNC-bewerking of andere snijprocessen moeten ontwerpen werken met de beperkingen van de snijgereedschappen. Scherpe binnenhoeken zijn moeilijk te snijden. Diepe gaten kunnen speciale boren vereisen of meer tijd in beslag nemen.
Ontwerpers moeten dunne wanden, krappe binnenbochten of kleine schroefdraden vermijden, tenzij dat nodig is. Standaard gatmaten en gangbare schroefdraadtypes versnellen het werk en verminderen het aantal gereedschapswissels.
Ontwerp voor additieve productie (DFAM)
DFAM wordt gebruikt wanneer onderdelen worden gemaakt met 3D printen of andere laag-gebaseerde processen. Het staat complexere vormen toe, maar het heeft nog steeds regels.
Ontwerpers moeten rekening houden met overhangen, ondersteuningsstructuren en hoe het onderdeel op het printbed komt te liggen. Goede ontwerpen minimaliseren de behoefte aan ondersteuning, wat tijd bespaart na de verwerking. Holle vlakken of rasterpatronen kunnen het materiaalgebruik verminderen en onderdelen lichter maken.
Factoren die DFM beïnvloeden
Veel dingen beïnvloeden of een onderdeel gemakkelijk of moeilijk te maken is. Elke factor hieronder bepaalt hoe vlot of duur het productieproces zal zijn.
Materiaalkeuze
Het soort materiaal heeft invloed op verspanen, buigen, lassen en nog veel meer. Zachte materialen zoals aluminium zijn gemakkelijker te snijden, terwijl hardere metalen meer tijd kosten en gereedschap sneller verslijt.
Sommige materialen hebben speciale coatings of behandelingen nodig. Andere kunnen te broos of te flexibel zijn voor het doel van het onderdeel. De juiste materiaalkeuze is een balans tussen functie, kosten en productiegemak.
Productieproces
Elk proces heeft zijn sterke punten en beperkingen. Lasersnijden is geweldig voor scherpe profielen, CNC-bewerking werkt goed voor krappe toleranties en stansen is snel voor grote series maar vereist gereedschap.
Als het ontwerp niet past bij het gekozen proces, stijgen de kosten en treden er vertragingen op. Een goede DFM zorgt ervoor dat het proces en het ontwerp vanaf het begin bij elkaar passen.
Complex ontwerp
Eenvoudige ontwerpen zijn gemakkelijker te maken. Complexe vormen, diepe holtes en krappe hoeken verhogen de tijd en de kosten.
Meer complexiteit betekent meer instellingen en hulpmiddelen en een grotere kans op fouten. Als een functie niet helpt bij het functioneren, moet deze worden verwijderd of vereenvoudigd.
Toleranties en precisie
Krappe toleranties verhogen de bewerkingstijd en de inspectiestappen. Sommige onderdelen hebben een hoge nauwkeurigheid nodig, maar niet alle.
Door nauwe toleranties alleen toe te passen waar ze van belang zijn, bespaart u tijd en kosten. DFM controleert elke functie om te zien hoeveel nauwkeurigheid nodig is.
Overwegingen bij montage
Onderdelen moeten gemakkelijk in elkaar passen. Als ze kracht of een perfecte uitlijning nodig hebben, vertragen ze de assemblage.
Ontwerpers kunnen afschuiningen, geleiders of symmetrie toevoegen om arbeiders te helpen dingen sneller uit te lijnen. Minder bevestigingsmiddelen en standaard hardware helpen ook.
Oppervlakteafwerking en esthetiek
Glad of gepolijste afwerkingen nemen meer tijd in beslag. Schilderen, anHet oormerken vanof coating brengt extra kosten met zich mee.
Als het uiterlijk belangrijk is, plan de oppervlaktebehandeling dan vroeg. Een ruwere afwerking kan voldoende zijn als het onderdeel verborgen zit in een product.
Voordelen van het implementeren van DFM
DFM gaat niet alleen over geld besparen. Het helpt om sneller betere producten te maken met minder problemen. Dit is wat bedrijven winnen door DFM vroeg in de ontwikkeling toe te passen.
Lagere productiekosten
DFM helpt om dure of complexe onderdelen te verwijderen voordat de productie begint. Eenvoudige vormen, minder onderdelen en standaardmaten leiden tot snellere bewerking en eenvoudigere assemblage.
Ook zijn er minder aangepaste gereedschappen of extra arbeidskrachten nodig. Na verloop van tijd kunnen zelfs kleine besparingen per onderdeel al snel oplopen, vooral als je duizenden stuks maakt.
Snellere marktintroductietijd
Er zijn minder vertragingen wanneer een ontwerp vanaf het begin in het productieproces past. Problemen zoals gereedschapswissels, herbewerkingen of herontwerpen worden vermeden.
Dit versnelt het maken van prototypes en verkort de doorlooptijden. Producten komen sneller op de markt, een belangrijk voordeel in snel veranderende industrieën.
Verbeterde productkwaliteit
Ontwerpen die met DFM zijn gemaakt, zijn eenvoudiger en nauwkeuriger te produceren. Dat betekent minder fouten, betere consistentie en betere prestaties.
Door de juiste toleranties, materialen en afwerkingen te gebruiken, kunnen teams zwakke plekken of onderdelen die te snel slijten voorkomen. Het resultaat is een betrouwbaarder product.
Verbeterde samenwerking met leveranciers
DFM verbetert ook de samenwerking tussen teams en leveranciers. Als ingenieurs en fabrikanten in een vroeg stadium feedback uitwisselen, worden ontwerpen verbeterd voordat de productie start.
Leveranciers kunnen ideeën aandragen om de productie te vereenvoudigen of de kosten te verlagen. Dit soort teamwerk schept vertrouwen en leidt tot soepelere projecten.
Conclusie
Design for Manufacturing (DFM) helpt teams om eenvoudigere, snellere en goedkopere producten te maken. Het begint al vroeg in de ontwerpfase en onderzoekt hoe elk onderdeel geproduceerd zal worden. DFM controleert de materiaalkeuze, procesbeperkingen, de vorm van het onderdeel en het assemblagegemak. Het verwijdert problemen voordat de productie begint.
Heb je hulp nodig bij het verbeteren van je productontwerp voor realistische productie? Neem vandaag nog contact met ons op om je tekeningen te bekijken en praktische, productieklare suggesties te krijgen.
Hey, ik ben Kevin Lee
De afgelopen 10 jaar heb ik me verdiept in verschillende vormen van plaatbewerking en ik deel hier de coole inzichten die ik heb opgedaan in verschillende werkplaatsen.
Neem contact op
Kevin Lee
Ik heb meer dan tien jaar professionele ervaring in plaatbewerking, gespecialiseerd in lasersnijden, buigen, lassen en oppervlaktebehandelingstechnieken. Als technisch directeur bij Shengen zet ik me in om complexe productie-uitdagingen op te lossen en innovatie en kwaliteit in elk project te stimuleren.
