Design for Manufacturing for Plastic Injection Molding

Conception pour la fabrication pour le moulage par injection

La conception pour la fabrication ou la fabricabilité (DFM) fait référence à un processus qui optimise la conception d'un composant, d'une pièce ou d'un produit pour le rendre moins difficile à fabriquer, moins cher et plus pratique à traiter. En règle générale, la conception pour la fabrication rencontre les premières étapes, très probablement, lorsque le processus est dans la phase de conception. À ce moment-là, il est plus facile d'optimiser le produit et de réduire les étapes et les coûts inutiles. Idéalement, le processus de DFM implique ces étapes données :

  • Assemblage plus facile dans les étapes ultérieures : Simplification de la conception du produit avec la réduction du nombre de pièces et d'opérations.

  • Pièces technologiques : Concevoir des pièces faciles à fabriquer pour différentes technologies.

  • Éviter les tolérances serrées et concevoir le produit en tenant compte des capacités de la technologie disponible.

  • Utilisation efficace des ressources disponibles.

  • Assemblage et conception de produits sans erreur (Poka-Yoke - une technique de fabrication sans gaspillage empêchant les défauts et les erreurs en premier lieu de tout processus).

  • Intégration de méthodes de fixation efficaces et faciles.

 

 

Pourquoi le DFM est-il pertinent pour le moulage par injection ?

DFM combine le département d'ingénierie et de production dans la phase de conception, où chacun garantit une utilisation maximale du temps, la rentabilité, la qualité et la satisfaction du client . Son importance se mesure au fait que les décisions de conception contrôlent environ 70 % des dépenses de fabrication d'un produit (matériaux, traitement/manutention et assemblage).

Pendant ce temps, dans un processus de moulage par injection, l'exécution réussie de la conception pour la fabrication est plus technique et nécessite la compréhension d'applications complexes. Le processus DFM en moulage par injection est directement lié à un mouleur expérimenté. Par conséquent, une compréhension approfondie du processus DFM dans le moulage par injection aide à prendre des décisions de conception efficaces et offre les avantages de :

1. Élimination des risques

Dans le moulage par injection, la rationalisation de la conception pour la fabrication peut déterminer et éliminer en temps voulu les problèmes potentiels avant que le produit n'entre dans le processus de fabrication au niveau de la masse. La mise en œuvre correcte de DFM identifie les problèmes de fabrication alors qu'un produit est encore en cours de conception. C'est ainsi que tout problème considérable est pré-appréhendé, réduisant les risques liés au développement de nouveaux produits.

2. Recommandations exploitables

La conception en vue de la fabrication possède un avantage considérable sur les processus d'optimisation conventionnels, car elle inclut la formulation de recommandations exploitables. Soulignant les principaux problèmes de fabrication, DFM propose des suggestions qui élimineront à coup sûr les problèmes liés aux processus de fabrication. Dans certains cas, des modifications mineures de la conception peuvent résoudre le problème.

3. Opportunités de réduire les coûts

La conception pour la fabrication fonctionne comme une analyse SWOT pour le processus de moulage par injection qui détermine les forces, les faiblesses, les opportunités et les menaces du processus. De plus, la caractéristique la plus précieuse de ce processus d'optimisation est sa capacité à découvrir des opportunités de réduire les coûts sans apporter de modifications considérables à la conception - forme, ajustement et fonction.

4. Temps de développement de produit plus court

Principalement, les entreprises qui préparent la conception et sous-traitent la fabrication restent un avantage colossal car l'analyse de la conception pour la fabrication peut raccourcir le temps de développement du produit. Par conséquent, au lieu de rendre visite aux fournisseurs ou aux fournisseurs pour obtenir des devis/des commentaires, les ingénieurs peuvent mieux prévoir les coûts et les délais et analyser eux-mêmes la fabricabilité.

Injection Molded Parts
 

Temps et coûts liés au DFM

DFM est spécialisé dans la réduction des coûts et la réduction du temps de développement des produits :

Comment DFM affecte les coûts :

La DFM est très fiable car elle permet de réduire les coûts de plusieurs manières, et dont le commun est de réduire la complexité des étapes nécessaires du processus. Si les opérations sont minimisées avec des changements mineurs dans la conception, les économies de temps et de coûts sont plus rapides à réaliser.

Par exemple, les plastiques moulés par injection sont vulnérables à la rupture et à la défaillance s'ils sont éjectés par cisaillement du moule. Néanmoins, l'ajout de broches pour l'éjection à un endroit stratégique permet de réduire les coûts de matériaux. En bref, DFM prouve également que l'augmentation de la qualité ne doit pas toujours être coûteuse.

Considérons un autre exemple. Très probablement, l'approche la plus importante pour réduire les coûts consiste à réduire les changements requis après la construction de l'outil. Aucune entreprise ne veut subir les coûts engendrés par le réoutillage. Compte tenu de cela, la conception pour l'analyse de fabrication fournit aux ingénieurs de moulage par injection des informations et des intuitions sur le projet pour les aider à rationaliser l'outillage et à réduire les coûts.

De plus, l'analyse DFM reconnaît les zones à problèmes probables, les opportunités de modification de conception, les angles de dépouille et les tolérances insatisfaisants, les caractéristiques non usinables, les géométries incompréhensibles, les calculs, etc. Toutes ces actions visent finalement à réduire les coûts.

Comment DFM affecte le temps :

Tout comme la réduction des coûts des processus avec l'intégration de la DFM, le temps de développement du produit est également considérablement réduit. Tout d'abord, DFM offre aux ingénieurs la possibilité d'analyser l'ensemble du processus, et plus tard, cette analyse permet de gagner beaucoup de temps qui aurait pu être consommé par les fournisseurs en visite. Dans le même temps, la réduction du nombre total d'opérations et la standardisation des pièces et composants contribuent également à réduire le temps de développement du produit final. N'oubliez pas que la normalisation des pièces fait référence à un processus qui s'attend à éliminer toutes les différences intentionnelles, non intentionnelles et superficielles dans la production de pièces similaires et comparables pour accomplir une réduction critique du fournisseur et de la production de pièces.

 

Comment optimiser DFM - Trucs et astuces

1. Ajuster avec un nombre minimum de pièces

La réduction du nombre de pièces réduit directement l'investissement ou le coût. Incontestablement, moins de pièces implique moins d'achats, une manipulation réduite des produits, une complexité d'assemblage réduite et moins de temps pour la production, l'ingénierie et le développement, qui sont des avantages considérables en termes de coût et de temps. La plupart du temps, le nombre minimum de pièces nécessite la standardisation du process. Par exemple, les pièces qui n'ont pas de mouvement relatif ne sont pas constituées de matériaux différents. Sinon, cela rendrait l'assemblage ou le service des pièces extrêmement problématique ou impossible. Quelques façons de gérer la réduction du nombre de pièces dépendent de l'utilisation de configurations monobloc et de la sélection de processus de fabrication tels que le moulage par injection.

2. Développement de la conception modulaire

La simplification des activités de fabrication est directement liée à une meilleure mise en œuvre de la conception pour la fabrication. En règle générale, l'utilisation d'une approche de conception de produit modulaire (subdiviser un produit en pièces plus petites en fonction de leurs performances, de leurs fonctions et de leurs spécifications) simplifie les activités de fabrication telles que les tests, l'assemblage, la refonte, l'inspection, les achats, la maintenance et le service attendu. La raison en est que les modules rendent les mises à jour de produits plus flexibles dans le processus de refonte, prennent en charge les tests avant l'assemblage final et utilisent des composants standard pour réduire les variations de produits.

3. Sélection judicieuse des matériaux

La combinaison optimale entre un matériau rentable et la fabrication a un impact direct sur les coûts de fabrication. Même un matériau approprié prend en charge la facilité de fabrication, ce qui signifie également l'élimination des étapes inutiles telles que la finition de surface, une tolérance excessive et d'autres opérations finales telles que le polissage/la peinture qui augmentent le prix du processus.  

4. Minimisation de la direction de l'Assemblée

La direction de l'assemblage joue un rôle essentiel dans la réduction du temps et des coûts. Par conséquent, lors de l'ajout de pièces à l'assemblage, il est suggéré d'assembler des pièces dans une direction et de les ajouter dans l'ordre permanent à partir du côté ci-dessus. Plus tard, les pièces s'attacheront instantanément sous l'action de la force gravitationnelle. De plus, Poka Yoke est une technique de fabrication au plus juste qui peut être utilisée pour un assemblage sans erreur. Poka-Yoke est important pour les assemblages et essentiellement contrôlé à l'intérieur de l'ensemble du processus de production. Par conséquent, des méthodes anti-erreurs sont utilisées pour éviter les erreurs causées par les opérateurs. Les techniques peuvent inclure l'utilisation de capteurs de proximité, de systèmes de vision, d'appareils spécialement conçus, d'épingles, de lecteurs de codes-barres, de capteurs de pression, de voyants d'avertissement et de vérification des taches.

Design for Manufacturing Assembly
 

5. Minimisation de la manipulation

Dans le même temps, la manipulation s'habitue généralement à maintenir les objets pendant les processus ; cependant, dans DFM, la manipulation prend également en compte le positionnement, la fixation et l'orientation des pièces ou des composants. Par exemple, les pièces symétriques doivent être préférées chaque fois que cela est probable. Sinon, l'asymétrie doit être amplifiée pour éviter les échecs. En plus de cela, pendant la phase de conception, essayez de réduire le flux de déchets ou de pièces dans le processus de fabrication.

Conclusion

La conception pour la fabrication est l'une des méthodes largement adoptées qui réduisent le temps de développement des produits, les coûts et élimine tous les problèmes majeurs et potentiels qui pourraient être problématiques dans la production de masse de produits. Comme d'autres procédés de fabrication, DFM est également bien connu pour le moulage par injection. En cas de ralentissement économique, les industries mettent probablement en œuvre la DFM pour obtenir des gains élevés avec l'investissement le plus faible. À la fin du processus, DFM économise environ 20 à 30 % des coûts.

 

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