DFM: 5 Formas en que el Diseño para Fabricabilidad Impulsa el Mecanizado CNC

Son tiempos exigentes.

Para que un diseño de nuevo producto se considere exitoso hoy, el proceso de fabricación usado para construirlo debe escudriñarse tanto como el producto mismo. Los diseñadores modernos buscan el diseño para fabricabilidad (DFM) para reducir costes, simplificar cómo se produce un producto, reducir retrabajo de diseño y mantener la calidad general.

En términos simples, DFM es un proceso que alinea ingeniería y producción, especialmente durante el diseño inicial, y optimiza todos los aspectos de la fabricación, de principio a fin. Es una pieza esencial del mundo del mecanizado CNC — encuentra detalles en esta guía de mecanizado CNC — así como en numerosas otras industrias.

Razón #1 — La Implicación Temprana es Imprescindible

El objetivo final del DFM es siempre reducir esfuerzo y costes simplificando y optimizando el proceso. Estas cinco áreas reciben énfasis extra en DFM:

• Proceso
• Diseño
• Material
• Entorno
• Cumplimiento/Pruebas

En mecanizado CNC, los cambios de diseño se vuelven más y más caros y difíciles de implementar a medida que avanza el proceso. Los expertos dentro de un taller CNC pueden escudriñar el diseño y mirarlo desde todos los ángulos.

Además, un DFM adecuado reduce el número de operaciones de fabricación requeridas, así que el tiempo de configuración cae mientras el flujo de trabajo mejora. El diseño físico de la pieza en sí es crítico. La alineación puede dañar piezas y/o equipos, perjudicar la productividad, o quizás cerrar las cosas por completo, así que los expertos en control de calidad CNC realizan pruebas exhaustivas.

Razón #2 — Maximizando Oportunidades. Minimizando Retos.

Para mecanizado CNC, el DFM agiliza el proceso de fundición, resultando en ahorro de mano de obra y costes.

Aunque la fundición es uno de los procesos de diseño y fabricación más antiguos de la humanidad, sigue siendo el método de elección para muchas industrias. Aquí una breve mirada a la fundición en el campo del trabajo del metal: la fundición de metal implica verter metal fundido de varios tipos en cavidades formadas en formas distintas. Una vez que el metal se solidifica, la fundición se separa del molde.

La fundición hace productos de metal intrincados que, sin fundición, serían demasiado complicados y costosos de producir. El DFM maximiza el proceso ya eficiente de la fundición, creando oportunidades de diseño mientras reduce retos que vienen con ensamblar múltiples piezas.

Diferentes métodos de fundición incluyen:

• Fundición a presión de aluminio
• Fundición en arena
• Fundición por inversión (versión moderna de fundición a la cera perdida)
• Molde permanente
• Fundición de espuma perdida (aleaciones de aluminio y hierro)

Aunque cada método proporciona sus propios beneficios de fabricación únicos, implementar principios DFM ayuda a agilizar cualquier método de fundición de metal.

Razón #3 — Cálculo Preciso de Costes Iniciales

En general, las decisiones de diseño componen el 70% de los costes de fabricación de una pieza CNC; el otro 30% son decisiones de producción (planificación de proceso y selección de herramienta). Al enfocarse en optimizar el diseño, se realiza una reducción en el coste de fabricación.

Usar metodología DFM permite a ingenieros de diseño identificar características caras, extremadamente desafiantes o simplemente inalcanzables temprano — en la etapa de diseño — así que la producibilidad está asegurada. El DFM también puede optimizar pasos de fundición, aumentando la fabricabilidad mientras mantiene la funcionalidad.

Reducir costes iniciales también incluye minimizar el número total de piezas del producto. Esto reduce inmediatamente la cantidad de material necesaria y el ensamblaje requerido. Menos piezas también significan menos recursos necesarios para producción, mano de obra, ingeniería y envío.

Razón #4 — Escalar con Confianza

Una lucha común en fundición es escalar desde prototipo (bajo volumen) a producción (alto volumen). Usar métodos DFM ayuda a agilizar la escala de producción CNC. Cuando se implementa al comienzo del ciclo, reduce rediseño, impulsa calidad del producto, acelera tiempo al mercado e inspira confianza.

También considera problemas de ensamblaje de alto volumen. Manipular fundiciones involucra posicionamiento y orientación específicos, e incluso la dirección de ensamblaje marca diferencia. El pensamiento DFM toma en cuenta estos problemas de mano de obra de ensamblaje temprano para hacer la ejecución de alto volumen más fácil.

Razón #5 — El Coste de la Pieza es una Consideración

El DFM ayuda a los ingenieros a asegurar que las piezas no requieran operaciones secundarias caras, que pueden componer hasta el 80% del coste de un componente. Por eso muchas de las necesidades y costes de utillaje y fundición de una pieza CNC se exploran durante la etapa de diseño de fundición. Esto previene retrabajo en la fundición y reduce tiempo, tanto en fabricación como en tiempo al mercado.

A medida que el número de piezas aumenta, el coste total de fabricar y ensamblar sube. Además, añadir documentos de diseño y procesos de fabricación eleva costes. Sin embargo, cuando se reduce el número de componentes, los costes de inventario relacionados con compras y almacenamiento caen.

¿Es la Fundición Incluso Adecuada para tu Pieza?

Un socio de mecanizado CNC respetado debería ayudarte a comparar tanto las ventajas como desventajas de diferentes tipos de procesos de moldeo. El método de fundición seleccionado debería ser el más adecuado para una corrida de producción particular.

Stecker Machine está únicamente calificada para ser una guía de selección de fundición. Nuestra experiencia en ingeniería (incluyendo conocimiento DFM y control de calidad) está integrada en nuestro proceso, que incluye:

• Prototipado rápido y pruebas para maximizar rendimiento de pieza antes de producción
• Compartir conocimientos sobre diseños de fundición y mecanizado mucho antes del lanzamiento
• Realizar reuniones de Planificación Avanzada de Calidad de Producto (APQP)

Además, nuestras sólidas relaciones a largo plazo con más de 40 fundiciones de calidad significan que nuestros clientes disfrutan de un suministro fiable, sabiendo que cumpliremos sus plazos.

Ahora que tienes una buena idea del valor del DFM dentro del proceso de fundición, sumérgete en un caso de estudio que muestra cómo una relación de décadas con una fundición llevó a un proyecto exitoso: una caja y tapa de caja de cambios de vehículo eléctrico. ¡Haz clic en el enlace de abajo para tu copia!

Sobre el Autor

Jason disfruta resolviendo retos de clientes. Como VP de Desarrollo de Negocio, Jason es responsable de desarrollar nuevo negocio junto con ser la persona de referencia para varios clientes actuales de SMC. Jason ha trabajado en ingeniería, producción y ventas, y encuentra su mayor fortaleza en proporcionar a los clientes soluciones a sus retos de fabricación.