L'importance du design pour la fabrication

Pourquoi le design pour la fabrication est-elle importante ?

Des coûts réduits : Environ 70 % des coûts de fabrication d'un produit peuvent provenir des décisions de conception telles que les matériaux et la méthode de fabrication. Les 30 % restants correspondent à des décisions de production telles que la planification des processus et la sélection des outils. L'optimisation de la conception permet de réduire les coûts de fabrication.‍

Une mise à l'échelle de la production rationalisée : La difficulté du développement du matériel réside dans le passage du prototype à la production. Envisager la DFM dès le début du cycle de développement du produit réduit le travail de reconception, améliore la qualité du produit et accélère la mise sur le marché.

Les bases d'un design efficace pour la fabrication

Normalisation : La normalisation permet de réduire les coûts en diminuant les stocks et les besoins de mise à l'échelle. Voici quelques pistes de réflexion sur la normalisation des pièces :

• Concevoir des pièces qui peuvent être réutilisées au sein d'un produit ou partagées par plusieurs gammes de produits.
• Standardisez votre matériel au sein de vos produits afin de réduire les besoins en stocks.
• Rendez vos conceptions modulaires pour simplifier les changements de produits ou les refontes.
• Utilisez des composants standard plutôt que des composants sur mesure lorsque c’est possible.‍

Simplicité du design : La simplification du design permet de réduire le temps et les stocks nécessaires à la fabrication du produit, ce qui se répercute sur son coût. Pour simplifier votre produit, vous pouvez :

• Réduire les étapes d'assemblage et les stocks en fabriquant des pièces multifonctionnelles.
• Utilisez l'alignement prévu ou des méthodes de fixation rapide telles que les boutons-pression. Les techniques de fixation telles que le boulonnage ou le collage sont plus longues à réaliser et nécessitent plus de stocks.
• Testez rapidement vos conceptions améliorées grâce à des prototypes imprimés en 3D.
  

Alignement et conformité : Les erreurs d'alignement peuvent endommager les pièces ou l'équipement, réduire le rendement ou même provoquer l'arrêt de la ligne de production. Modifiez vos conceptions pour tenir compte de l'inclinaison, du décalage et de l’articulation des tolérances en procédant de l'une des manières suivantes :

• Résolvez les problèmes d'assemblage en analysant la façon dont les tolérances vont s'articuler dans votre assemblage.
• Concevoir des caractéristiques de pièces intégrées pour faciliter l'alignement lors de l'assemblage.
• Ajouter des cônes ou des chanfreins pour guider les composants pendant les étapes d'insertion de l'assemblage.
  

Réduction du temps de préparation : Réduisez le temps de préparation en diminuant le nombre d'opérations requises par pièce ou en simplifiant les étapes d'assemblage grâce à des fixations imprimées en 3D et à des améliorations du flux de travail.

• Réduire le nombre de réglages ou de rotations nécessaires par pièce ou par assemblage.
• Imprimez en 3D des supports de travail personnalisés pour réduire le temps d'installation et aider les travailleurs à aligner, contrôler et assembler.
• Détectez les domaines dans lesquels votre ligne pourrait être améliorée grâce à des outils ou des postes de travail plus performants.

Où commencer avec la conception pour la fabrication

Communication : L'itération dans la conception de produits va dans les deux sens. Collaborez avec les personnes qui travaillent dans l'usine afin d'itérer et d'améliorer votre design, parce qu'elles ont souvent été confrontées à de nombreux problèmes de production avant tout le monde !‍

Procédé : Quelle méthode de fabrication est la plus rentable pour la production ? Additif, soustractif ou façonnage ? Les pièces bien conçues doivent être optimisées en fonction de leur processus de fabrication - et peuvent même en tirer parti pour simplifier davantage un design. L'analyse du processus de fabrication de chaque pièce peut permettre de simplifier les réglages et les opérations afin de réduire le coût des pièces.‍

Matériaux : Le choix du matériau peut avoir un impact sur le coût, la qualité des pièces et la méthode de fabrication. Quelles sont les propriétés requises pour votre pièce ? Combien de cycles doit-elle durer ? Y a-t-il des exigences en matière de poids ? ‍

Infrastructure : Comment votre chaîne de production est-elle organisée et soutenue ? Tout comme vous optimisez la conception d'une pièce en fonction de son processus de fabrication, vous pouvez optimiser votre processus de production en fonction du lieu de fabrication.

Comment l'impression 3D s'intègre-t-elle dans la conception pour la fabrication ?

La valeur clé de la fabrication additive telle qu'elle est utilisée dans la DFM réside dans l'itération et l'amélioration rapides. Elle augmente votre productivité en réduisant le temps et le coût de fabrication d'une pièce, qu'il s'agisse d'un prototype, d'un outil ou d'une pièce finale. ‍

Prototypes : L'impression 3D permet une itération rapide. Vous pouvez ainsi tester rapidement et souvent de nombreux designs et affiner vos modèles. Vous pouvez faire défiler les designs de vos pièces et de leur fabrication et leur assemblage pour affiner le processus - le rendre moins cher, plus productif et plus rapide.‍

Outillage : Réaliser votre outillage grâce à l’impression 3D réduit le temps de mise en production en éliminant les contraintes de délai de fabrication de l'outillage. Cela facilite la production d'un outillage conforme ou ergonomique qui épouse les contours de la pièce à usiner. Tout comme pour le prototypage, vous pouvez réaliser rapidement des itérations d'un outil afin de l'affiner avant sa mise en œuvre sur la ligne de production.‍

Produits finis : L'impression 3D est une option viable pour certaines applications finales, souvent en raison d'exigences de conception spécifiques qui rendent les autres méthodes de fabrication trop coûteuses. Elle s'accompagne de son propre ensemble de recommandations de conception, qui peuvent varier en fonction du type d'imprimante utilisé. ‍

À la recherche d'opportunités dans le domaine de la fabrication additive : ‍

Repérez les opportunités que ce soit au niveau de votre produit que de votre ligne de production, pour réduire les délais et les coûts de fabrication élevés. Trouvez la raison pour laquelle les pièces ou sous-ensembles gagneraient à être imprimés en 3D en calculant le retour sur investissement (ROI). Téléchargez vos pièces dans le logiciel Eiger de Markforged pour obtenir le coût des matériaux et le temps d'impression. ‍

Pour une pièce donnée, il existe toujours un point d'inflexion où d'autres méthodes de fabrication deviennent plus rentables. Comparez les valeurs de coût par quantité et de temps par quantité pour voir où se situent les pièces en question sur cette courbe.

Contactez-nous pour une consultation gratuite afin de connaître les applications potentielles et la façon dont Markforged pourrait s'intégrer à votre entreprise.