如何避免“过度工程化”你的下一个零件设计

发布于:2022年4月25日Protolabs

当你听到“过度工程”这个词时,你可能会想到所有那些我们都遇到过的过于复杂的产品,它们相对于它们的预期用途来说似乎太复杂了。令人困惑的淋浴龙头控制。洗衣机或烘干机有令人眼花缭乱的反直觉的按钮和设置。你新车的音响设置太奇怪了。好吧,你懂的。

过度工程实际上指的就是过度工程与低效产品相关服务华体会app官网、基础设施、建筑物、设施和机器的开发、维护和操作成本不必要。

但这个概念也指在进入成品的零部件的早期设计和开发阶段有时可能发生的事情。我们已经在Protolabs看到了这一点,在我们被要求制造的零件中。这些问题出现在提交的CAD模型和客户的设计说明、要求或规范中。因此,我们多年来一直与客户合作,帮助他们简化设计和概念,以更好地适应其部件的预期功能,并从根本上避免这种过度设计的困境。

无论是客户要求3d打印部件的尺寸冲突,还是有人要求过度成型的基板使用不必要的昂贵材料,我们都看到这些挑战发生在我们所有的服务线中。因此,我们来看看一些更经常出现的问题。

overmolded部分
Gussets,正如在这里看到的一个独立的老板,提供结构支持和整体稳定性的部分,而不必增加壁厚。

导航注射成型设计问题2022世界杯足球赛时间表

塑料模塑件出现在各种各样的行业:汽车、航空航天、工业设备、医疗、计算机电子等等。而且,通常情况下,在设计这些部分时会出现问题。以下是应对三个关键挑战的建议。

保持成型零件的壁厚一致

这是一个关键的问题,因为创造和保持相对一致的壁厚是塑料注射成型的基本规则之一。2022世界杯足球赛时间表正如我们在我们的壁厚设计提示,忽略这一规则可能导致下沉,扭曲,和不准确或无功能的部件。你可以通过调整几何形状和材料来实现统一的墙壁和功能。使用您的零件报价中包含的可制造性(DFM)设计分析的设计指南和建议,或者我们的应用工程师可以与您合作回答其他问题。

在平整度标注附近公差时要小心

客户的设计有时会要求在不考虑上述潜在的外观缺陷的情况下对零件进行公差翘曲收缩.另一个常见的问题是,我们可以看到和解决的是,当一个很大的部分,相当平坦,但不包括任何平坦callout加强肋骨或任何形式的肋骨.添加排骨以防止所谓的“土豆碎裂”或翘曲。

选择过模基材的弹性体

设计师经常求助于overmolding当第二个模压零件被添加到现有零件如握把、手柄、盖或套筒上时。电动工具、牙刷和手术器械都是例子。一些设计师认为添加过模是用橡胶完成的,事实上,我们的许多客户最初要求用橡胶进行过模。然而,90%的过模零件是完成的弹性塑料因为它更有效,也更实惠。Santoprene和Versaflex等弹性体很受欢迎,这是我们经常使用和推荐的选择。

还有一个值得注意的提醒:材料通常是重要的考虑因素。查看我们的塑料注射成型材料比较指南2022世界杯足球赛时间表,并且,如果您目前正与热塑性材料短缺作斗争,您可以下载我们的指南到塑料注射成型材料的选择2022世界杯足球赛时间表

定制金属零件的CNC加工工艺
在CNC加工零件的设计中微调公差尺寸可以帮助最大化这些零件的质量,降低成本。

避免过度工程化加工零件

客户使用我们的数控加工服务包括铣削和车削能力,用于快速成型和最终用途塑料或金属零件的小批量生产。这里有几个关键的加工挑战要考虑。

避免不必要的表面处理

对于处于开发/原型阶段的客户来说,这主要是一个问题。他们希望自己的部分看起来完美无瑕,所以要求进行高水平的抛光。但是,因为它是一个原型,这个部件还没有真正准备好供公众消费,所以外观并不是真的那么重要。当然,有时设计师确实需要向公司经理或潜在投资者展示原型,因此需要对某个部件进行高度的完成,但通常在这个阶段,这是不需要的。

避免过度容忍

这是另一个关于耐受性的警告这在机械加工中很常见。当客户要求铰孔的公差特别紧时,这种情况经常发生,即使对应的销钉不要求这种公差或精度。不要想太多,如果你愿意,也不要过度设计。我们建议使用标准公差用于加工零件。在Protolabs,我们的标准原型和生产加工公差是+/- 0.005英寸。(0.13毫米)。

考虑你的材料

在塑料加工方面,我们看到客户为他们的零件选择了不必要的昂贵材料,在某些情况下,要求高度专业化的塑料具有化学或耐热性,而这些能力并不真正需要。我们有时可以建议其他更便宜的材料,即更常见的工程级塑料,在某些情况下为客户节省数千美元。有了各种各样的金属和塑料可供选择,我们知道这一点选择材料可能会有点吓人。我们最好的建议是什么?在为加工零件选择材料时,要记住零件的功能。

利用3D打印的能力,避免设计问题

承诺工业级3D打印(增材制造)如今已成为现实,因为越来越多的设计师和工程师不仅将3D打印用于高质量的原型,还用于最终用途的生产部件。在Protolabs,我们提供六种添加方法:直接金属激光烧结(DLS),立体光刻(SLA),选择性激光烧结(SLS),多射流融合(MJF),碳DLS和PolyJet。此外,通过中心,我们的在线供应商分销网络,您可以获得更多的3D打印方法。

避免冲突维度

有时客户会“尺寸过大”一个零件,或者换句话说,要求冲突的尺寸或尺寸。例如,他们可能从正面测量一个孔,或从块的一侧从上到下观察它。但之后,他们会用不同的测量方法显示出该零件背面的另一个特征——从不同的点测量同一零件的两个位置,结果却不一致。

3D打印设计指南信息图
蓝色/蓝绿色为微分辨率(MR),绿色为高分辨率(HR),橙色为普通分辨率(NR)。最小通道和最小Z维同时适用于NR和HR。
注意不现实的容忍

与此相关的尺寸问题是公差过紧或不现实。我们在容忍过于严格的要求中看到了这一点,这些要求造成了一个无法工作的零件设计,从而影响了整个组装流程,推高了成本。你是否感觉到这篇博客的主题是宽容?公差问题实际上出现在每一种制造方法中。看看这个3D打印设计提示有更多关于功能尺寸的细节.也可参考DFM分析包括在您的价格报价更多的指导。

利用工业级3D打印的自由

我们有时称之为“工程不足”。什么意思?嗯,有时我们的客户不理解增材制造几乎无限的能力。当然,3DP是一项相当新的技术,而且有大量不同的添加工艺和材料可用。但是,通常情况下,客户来到3D打印的设计或工程方法来自标准的制造世界。我们欢迎你去发现一个全新的宇宙。而且,值得注意的是,在某些情况下,您可能最终会使用多种制造方法来创建完成的部件,鉴于我们的可用生产方法范围,这是使用Protolabs的一个优势。

简化钣金加工设计

钣金是制造业中用途最广泛的材料之一。我们的钣金加工服务可以制造各种定制零件从钢,铝,黄铜,铜,钛,和更多。与这里讨论的其他服务线一样,我们的客户遇到钣金设计问题,我们可以解决。

保持壁厚均匀

在考虑钣金零件时,要认识到一个基本事实:它们一开始是平的。无论它们的最终形状可能有多复杂,这些部件的壁厚必须始终一致。就像注塑一样,这是一个基本的设计规则。2022世界杯足球赛时间表

在规范中寻求简单

等一下,再看一个宽容的参考!这个问题在钣金制造中也会出现。例如,通常情况下,钣金外壳或外壳为您的整体成品,组装部分或产品,是您的拼图的最后一块,这就是公差出现的地方。如果你的模压或机加工的部分内部的外壳有非常紧的公差,那么你就有一个挑战,以适应钣金外壳的部分。这是消费电子产品零件面临的普遍挑战。最好是追求简单。例如,与其精确指定框上的半径,不如给出一个范围,例如在1.0英寸之间。(25.4毫米)和1.25英寸。(31.75毫米)。更简单的是,我们曾与一些只要求最小或最大航程的客户合作过。 This will allow us—or really any other manufacturer—to use standard, off-the-shelf tooling, thereby saving you time and money.

把金属板想象成工业折纸

钣金制造与其说是科学,不如说是艺术。哦,当然,在你可能使用的任何CAD软件中,在理论上或在网络空间中,它似乎可以做一些事情,但是,物理是什么,它并不总是允许事情按照预期的结果。因此,可以把金属板看作是一种折纸艺术——工业折纸艺术。因此,我们的应用工程师可以指导您完成整个过程,特别是如果您已经设计了多组件组装。

欲了解更多详细信息,请查看我们的钣金加工设计指南

最终,无论您使用何种制造方法,我们都有应用程序工程师随时准备与您就您的设计、原型和最终使用部件进行协作。

如需更多帮助,请随时联系我们的应用工程师877-479-3680或(电子邮件保护)为了让您的下一个设计项目今天开始,只需在几个小时内上传一个3D CAD模型报价。