从原型到生产系列:第2部分
第2部分:转向小批量生产的原型设计考虑事项
一旦原型在适合性、形式、功能和美学方面得到验证,开发就可以转向小批量生产。这一制造阶段由批次零件组成,数量从50个到几百个或几千个不等,按照计划满足生产需求,提供满足波动需求的零件。对于某些项目,小批量生产可能是实际和最终的生产方法。
1.你的部分能产生有用的见解吗?
设计师在这一阶段的主要关注点应该是生产出的零件在配合、形状和功能方面提供有用的见解,但也要优化可制造性。拥有一个物理原型来确认一个部件或产品将执行预期的任务是一回事,而拥有一个物理原型,其生产方法已经优化到可制造性是另一回事。
2.为什么要优化可制造性?
对于小批量生产,优化可制造性的主要目标是调整原型设计,使模具可以更快或更便宜地制造,或两者兼而有之。除了这些模具考虑因素外,制造商通常还希望实现优化的可塑性。例如,对模具的拉伸角进行一个微小的改变,就可以显著提高零件的弹射,从而提高表面光洁度和冲压率。
如何实现这种优化?在理想的情况下,制造商在选择原型和小批量生产供应商时将考虑到这一需求,并选择能够通过基于人类的应用工程技能提供见解的供应商,以及能够在没有人工干预的情况下,经济有效地自动提供初始粗略优化分析的自动化工具。
3.设计优化可以自动化吗?
事实上,在许多情况下,自动化设计优化工具可以完全交付适合小批量生产的优化程度。有用的是,当这些工具通过高性能计算集群交付时,这种优化可以以最小的延迟实现零件生产过程——这通常很重要,因为实现快速上市仍然是一个主要目标。
例如,在Protolabs,当设计师将3D CAD模型上传到网站上时,几个小时内就会返回一个报价,其中突出了模型中需要草稿角度的详细部分,甚至还提供了改进这些部分草稿的建议。
快速注射成型通过将热塑性树脂注入模具,就像在生产注射成型一样。使这一过程“快速”的是用于生产模具的技术,模具通常由铝制成,而不是生产模具中使用的传统钢材。
模压零件很坚固,可以有很好的表面处理。它也是塑料零件的行业标准生产工艺,因此在情况允许的情况下,在相同的工艺中进行原型制作具有固有的优势。几乎任何工程级树脂都可以使用,所以设计师不受原型制作过程的材料限制。
通常情况下,智能原型策略将反映项目预计进入小批量生产阶段的速度,以及该生产阶段预计完成所需的时间(确切地说,总产出)。
通常,生产速度在小批量生产中具有更大的意义,由于铝模具不像钢模具那样保持热量,模具工具都能更快地达到温度,并允许在弹出或释放之前更快地冷却,从而可能导致更高的产量。
考虑到制造良好的小批量或“桥式”铝模具可以持续数千个周期,一些工具能够生产超过20万个零件,制造商将这种模具视为更昂贵的钢模具的可行替代品绝对是有意义的。钢模具最终可能是需要的,但如果铝可以无限期地做好这项工作,那么丢弃完全可用的铝模具就没有什么意义了