I vantaggi degli avvisi di progettazione per la produzione

Che lo si chiami design per la produzione (DFM), design per la produzione e l'assemblaggio (DfMA) o l'acronimo più recente, design per la produzione additiva (DfAM), imparare e seguire i suoi principi è un modo sicuro per migliorare i processi produttivi e produrre prodotti di qualità superiore a costi inferiori.

A prima vista, può sembrare un'impresa ardua. Questo perché l'industria manifatturiera è un argomento profondo e c'è molto da sapere prima di considerarsi esperti.

Evitare le insidie dell’analisi DFM

Fortunatamente, possiamo semplificare il processo e alleviare alcuni dei dolori che i clienti potrebbero provare quando si trovano alle prese con i principi del DFM grazie alla nostra intuitiva piattaforma digitale di preventivi. Iniziate un progetto sul nostro sito web e sperimentate voi stessi !

Una volta selezionato il processo di produzione desiderato - lavorazione CNC, stampa 3D o stampaggio a iniezione - vi verrà chiesto di caricare un file CAD.

Successivamente, dovrete rispondere ad alcune domande sulla materia prima, sulla finitura superficiale, sulla quantità di pezzi e così via.A seconda del processo selezionato, potreste ricevere un prezzo immediato e l'avviso "Pronto per l'ordine", ma è più probabile che il preventivo e l'analisi DFM arrivino entro un'ora o poco più. Inoltre, potreste ricevere uno o più consigli di progettazione.

È essenziale leggerli e seguire le loro raccomandazioni. I consigli di progettazione forniscono indicazioni utili sulla producibilità del pezzo. Anche se il progetto del pezzo può andare bene così com'è, cioè è producibile, può essere migliorato. Per questo motivo è fondamentale che, in caso di domande o dubbi, si contatti uno dei nostri rappresentanti del servizio clienti.

Le Sfide del DfAM

A rischio di dire cose ovvie, la "A" di DfAM sta per additivo. Come chiunque abbia familiarità con la tecnologia, la stampa 3D offre una maggiore flessibilità di progettazione rispetto a qualsiasi altro processo di produzione. Tuttavia, presenta alcune sfide. Consultate alcuni dei nostri altri suggerimenti di progettazione e scoprirete una grande quantità di informazioni sugli errori più comuni, sui vincoli dimensionali e geometrici e sui modi per migliorare il costo, la qualità e i tempi di consegna dei pezzi.

Ad esempio, i fori di diametro inferiore (da 1,5 a 2,8 mm circa) possono rappresentare una sfida per qualsiasi processo di produzione, e la stampa 3D non fa eccezione. Lo stesso vale per le fessure strette e le pareti alte, soprattutto se sono molte volte più profonde che larghe. Un consulente di progettazione può contrassegnare queste aree come "Rivedere e accettare", mentre altre segnalano una grande bandiera rossa "Rimuovere dall'offerta". Entrambi indicano il livello di non producibilità dell'elemento.

Ma l'aspetto forse più singolare della produzione additiva (la parte "AM" della DfAM) è la necessità di materiale di supporto per evitare che gli strati dei pezzi si arriccino o si affloscino durante il processo di stampa. Esistono eccezioni e l'orientamento del pezzo gioca un ruolo significativo nel numero e nella distanza di queste strutture simili a impalcature. Resta il fatto che la gestione del supporto, anche se non è strettamente una considerazione DfAM, è un'area in cui una rapida chiacchierata con uno dei nostri ingegneri applicativi può portare a pezzi migliori e a meno sorprese.

DFM per la produzione di trucioli

La produzione additiva comporta vantaggi in termini di complessità e facilità di produzione, ma una regola DFM che ogni progettista dovrebbe seguire è la seguente: Se il pezzo è facilmente lavorabile, è bene scegliere quel metodo di produzione. In effetti, parti spesse e massicce come i collettori idraulici e i raccordi filettati che vi sono inseriti potrebbero non essere stampabili a causa della quantità di calore che acquisiscono durante la costruzione. In definitiva, se è possibile lavorarli, stamparli o formarli, probabilmente è questa la strada da seguire.

A proposito di filettature, ecco un altro suggerimento che potrebbe non rientrare nel secchio DFM di un purista, ma che rappresenta un motivo comune di errore: evitare di modellare quel foro filettato da 1/4-20 o quella filettatura esterna da 1/2-13. Certo, Solidworks e Fusion 360 consentono di farlo facilmente, ma le officine meccaniche di tutto il mondo, noi compresi, preferiscono una semplice indicazione della filettatura in stile UNC o UNF.

Ci sono molte altre cose da sapere sulla DFM per la lavorazione CNC. Non fate tolleranze più strette del necessario. Gli angoli interni squadrati sulle pareti verticali comportano un costo significativo. Anche il testo lo è, soprattutto se è rialzato. E non scegliete il titanio quando l'acciaio o l'alluminio sono sufficienti. Un'altra cosa da tenere presente è che tasche e fori molto profondi possono rendere il pezzo non producibile. Inoltre, come nel caso dello stampaggio a iniezione e della stampa 3D, le pareti sottili tendono a piegarsi o a rompersi.

Regole per la fabbricazione

Se si cercano pareti sottili e angoli interni squadrati, è molto probabile che realizzare il pezzo in lamiera sia un approccio migliore rispetto alla lavorazione CNC, allo stampaggio a iniezione di plastica e, in una certa misura, alla stampa 3D. Si pensi a un armadio elettronico, a una gabbia per ventole o a un grosso fermaglio metallico. Tutti sono praticamente impossibili da produrre con gli altri processi discussi finora, ma sono una passeggiata per un abile fabbricante di lamiere. In questo caso, i pezzi vengono facilmente tagliati al laser da grandi lastre di metallo e poi piegati su una pressa piegatrice. Se necessario, i bordi possono essere saldati per la chiusura.

Con i pezzi in lamiera non ci si preoccupa della deformazione del pezzo dovuta alle forze dell'utensile da taglio, né di problemi legati alle lunghezze delle frese e ad altri vincoli di lavorazione. Questo non significa però che non ci siano principi di DFM da rispettare. La conoscenza dei raggi di curvatura è importante nel mondo della lamiera, così come il ritorno elastico, il posizionamento di fori e scanalature, lo spessore massimo del materiale: l'elenco continua.

Questo significa che un progettista deve essere un esperto di fabbricazione di lamiere per ordinare una manciata di pezzi per il suo prossimo progetto? Assolutamente no. L'analisi DFM serve proprio a questo, a patto che il progettista si prenda il tempo di esaminarla e di apportare le modifiche necessarie o di chiedere aiuto in caso di necessità. In questo modo si ottengono risultati di produzione migliori per tutti gli interessati.

Stampaggio e oltre

Ultimo, ma non certo per importanza, nell'elenco del DFM è lo stampaggio a iniezione. Questo campione della produzione di parti in plastica ad alto volume ha un proprio volume di linee guida di produzione, alcune delle quali contraddicono quelle già citate. Ad esempio, le pareti sottili non si deviano durante il processo di stampaggio come accade durante la lavorazione e la stampa 3D, ma la plastica fusa potrebbe non fluire nelle aree più difficili da raggiungere dello stampo, dando luogo a quello che viene chiamato "short shot".

Ma se le pareti sono troppo spesse, si può verificare il fenomeno chiamato "sink", che è un problema altrettanto grave. Inoltre, come nel caso dell'eccesso di tolleranza di qualsiasi pezzo fabbricato, le finiture superficiali troppo lisce fanno aumentare il costo del pezzo.

Al contrario, le superfici ruvide tendono a ridurre i tempi di lavorazione con la lavorazione e la stampa 3D, ma nello stampaggio a iniezione possono causare i temuti problemi di espulsione. Inoltre, bisogna fare i conti con le linee di separazione in cui le metà dello stampo si incontrano, per non parlare dei sottosquadri, del posizionamento delle porte e altro ancora. Ecco un'area in cui una breve chiacchierata con un esperto di stampaggio può dare grandi frutti nel corso del progetto.

Inizialmente può sembrare scoraggiante, ma non preoccupatevi! La buona notizia è che, nonostante il numero apparentemente enorme di linee guida DFM che si applicano a questo e ad altri processi produttivi, le regole di progettazione integrate nel nostro processo di preventivazione vi aiuteranno a orientarvi nella giusta direzione. Anche i consigli di progettazione che accompagnano il vostro preventivo, insieme alla nostra vasta biblioteca di suggerimenti per la progettazione, vi aiuteranno. E se avete bisogno di assistenza, sapete dove trovarci. Potete parlare con uno dei nostri ingegneri applicativi al numero  +39 0321 381211 o a [email protected].