Quels changements de conception réduisent le coût de coulée et d'usinage de l'aluminium ?
Quels changements de conception réduisent le coût de coulée et d'usinage de l'aluminium ?
Les changements de conception qui réduisent le coût de coulée et d'usinage de l'aluminium comprennent l'équilibrage de l'épaisseur des parois, l'évidement des bossages épais, l'utilisation de nervures au lieu de masses pleines, l'augmentation des rayons, la simplification des contre-dépouilles, la réduction des tolérances inutilement serrées, la limitation de l'usinage CNC aux caractéristiques fonctionnelles et la séparation des surfaces visibles des surfaces cachées. Ces changements réduisent le coût des matériaux, de l'outillage, du temps de cycle, de l'usinage et de la finition.
Les meilleurs changements de conception préservent la fonction de la pièce. Les acheteurs ne doivent pas retirer une nervure qui contrôle la rigidité ni assouplir une position de trou qui contrôle l'assemblage. Un examen DFM utile sépare les exigences fonctionnelles de la géométrie qui entraîne des coûts et qui peut être modifiée sans nuire aux performances.
La réduction des coûts par la conception est la plus précieuse avant l'outillage. Après la construction de l'outillage ou des modèles de coulée, les changements de conception peuvent nécessiter une modification de l'outillage. Un examen précoce donne à l'acheteur plus de liberté pour réduire les coûts tout en protégeant le produit.
Pour des économies basées sur la conception, les acheteurs peuvent consulter comment améliorer la conception des pièces de coulée sous pression en aluminium avant la fabrication du moule et comment réduire les travaux d'usinage CNC complets sur les pièces de coulée en aluminium.
Les valeurs de criblage DFM utiles incluent des parois de 1,5 à 3, mm pour de nombreuses géométries HPDC, ,5 à 1,5 degrés de dépouille externe et ,5 à 2, mm de surépaisseur uniquement là où l'usinage est nécessaire. L'examen des coûts doit montrer quel changement réduit la complexité de l'outillage, le temps de cycle ou le travail CNC et quelle exigence de dessin reste protégée.
Tableau de réduction des coûts de conception
Changement de conception | Impact sur les coûts | Risque à vérifier |
|---|---|---|
Évider les bossages épais | Réduit la matière et le risque de porosité | Résistance du filetage et chemin de charge |
Ajouter des nervures au lieu de sections pleines | Améliore la rigidité avec moins de matière | Écoulement, épaisseur des nervures et éjection |
Simplifier les contre-dépouilles | Réduit le coût des glisseurs ou de l'usinage secondaire | Fonction d'assemblage et fonction du produit |
Assouplir les tolérances non critiques | Réduit le temps d'usinage et d'inspection | Ne pas assouplir les références ou les caractéristiques critiques pour l'ajustage |
Limiter les surfaces usinées | Réduit le temps de cycle CNC et les configurations | Les surfaces d'étanchéité, de roulement et de montage doivent rester contrôlées |
Coût d'usinage et conception
Le coût d'usinage CNC est fortement influencé par la conception. Une pièce nécessitant un usinage sur six faces, des poches profondes, une planéité serrée et de nombreux trous filetés coûtera plus cher qu'une pièce coulée où seuls les faces de joint, les alésages et certains trous sont usinés. Les acheteurs doivent marquer clairement les caractéristiques qui nécessitent réellement un usinage.
La stratégie de référence (datum) est importante. Si la conception ne fournit pas de références stables, la configuration de l'usinage peut être lente et l'inspection peut devenir instable. Un petit plot de référence ou une surface favorable aux montages peut réduire la variation de configuration et améliorer la répétabilité.
La conception doit également réduire les retouches de finition. Si une surface cosmétique est placée sur une ligne de séparation difficile, la main-d'œuvre de finition peut augmenter. Si les zones cachées sont soumises aux mêmes normes d'aspect que les surfaces visibles, le coût du revêtement et de l'inspection augmente. La classification des surfaces doit faire partie de la DFM.
Changements de conception nécessitant une validation
Certains changements de conception permettant de réduire les coûts nécessitent une validation par échantillons. L'évidement d'un bossage doit être vérifié pour la résistance du filetage et la porosité. La réduction de l'épaisseur de paroi doit être vérifiée pour le remplissage et la rigidité. L'assouplissement des tolérances doit être vérifié par rapport à l'assemblage. La simplification de la finition doit être vérifiée par rapport à l'aspect et aux besoins de corrosion.
Les acheteurs doivent approuver les dessins mis à jour et les rapports d'échantillons avant la production. Sinon, une idée de réduction des coûts peut créer une confusion entre les anciennes et nouvelles normes.
Exemples de réduction sûre des coûts de conception
Un boîtier peut conserver une face de joint usinée mais laisser les parois extérieures non en contact en état brut de coulée. Un support peut conserver une tolérance serrée sur les trous de montage mais assouplir la tolérance sur les nervures décoratives. Un couvercle peut conserver un revêtement en poudre sur l'extérieur visible tout en utilisant un ébavurage standard à l'intérieur. Un bossage peut être évidé tout en conservant suffisamment de matière pour l'engagement du filetage.
Ces changements ne sont sûrs que s'ils sont liés à la fonction. Le fournisseur doit expliquer ce qui est modifié, quel facteur de coût est réduit et comment l'échantillon sera vérifié. Les acheteurs doivent rejeter les suggestions vagues qui suppriment des coûts sans expliquer le risque.
Impact des changements de conception sur l'outillage
Les changements de conception peuvent affecter le coût de l'outillage. La suppression d'une contre-dépouille peut éliminer un glisseur. Le déplacement d'une ligne de séparation peut réduire la main-d'œuvre de finition. L'ajout de dépouille peut améliorer la sortie de pièce. Cependant, les modifications tardives après la construction de l'outillage peuvent ajouter des coûts, donc la DFM doit être effectuée avant l'approbation de l'outillage.
Risques de réduction des coûts de conception
La réduction des coûts de conception peut échouer lorsque le changement supprime une fonction cachée. Un bossage peut sembler trop grand mais doit encore supporter la charge du filetage. Une paroi peut sembler épaisse mais protège la rigidité. Une surface peut sembler cosmétique mais sert de référence. Le fournisseur doit demander pourquoi chaque caractéristique existe avant de la modifier.
Les acheteurs doivent approuver les changements de conception avec un dessin révisé. Les commentaires par e-mail seuls ne suffisent pas pour une production répétée. Le dessin mis à jour doit montrer quelles caractéristiques ont changé, quelles tolérances ont changé et quelles surfaces restent critiques.
Les acheteurs doivent également demander si chaque modification de conception affecte l'outillage, les montages ou la finition. Un petit changement de géométrie peut économiser du temps d'usinage mais nécessiter une correction d'outillage. Le fournisseur doit montrer l'effet complet sur les coûts avant approbation.
Cette vue complète empêche qu'une économie locale ne devienne un problème d'outillage ou de livraison plus tard.
Elle protège également le calendrier de lancement.
Examen des coûts DFM par Neway
Neway peut examiner les conceptions de pièces en aluminium pour l'épaisseur des parois, les nervures, les bossages, les contre-dépouilles, la surépaisseur d'usinage, la finition de surface et l'inspection. Cet examen peut réduire les coûts avant que l'acheteur ne s'engage dans l'outillage ou les montages de production.
Le meilleur examen des coûts DFM produit des actions spécifiques sur le dessin. Par exemple, évider ce bossage, usiner uniquement cette face, déplacer cette ligne de séparation loin de la surface visible, assouplir cette tolérance non critique ou ajouter ce plot de référence pour l'usinage.
