Conception pour la fabricabilité et l'assemblage : Votre guide pour un processus de fabrication plus intelligent

Dans cet article, nous verrons ce qu'est la DFM. Nous verrons comment elle peut vous éviter de perdre du temps et de l'argent et de vous énerver. Vous apprendrez les règles simples de la DFM. Ces règles peuvent transformer une bonne conception de produit en un excellent produit qui rapporte de l'argent. Il s'agit d'un guide qui vous permettra de faciliter la fabrication des produits dès le départ.

Qu'est-ce que la conception pour la fabrication (DFM) ?

Qu'est-ce que la conception pour la fabrication (DFM) ? Pour faire simple, la DFM consiste à concevoir des produits de manière à ce qu'ils soient faciles à fabriquer. L'idée est simple, mais elle est très, très forte. L'objectif principal de la DFM est de rendre le processus de fabrication aussi simple et bon marché que possible. Il s'agit d'un élément essentiel du processus de conception des produits. Cette méthode de travail est parfois connue sous le nom de conception pour la fabrication et l'assemblage (DFMA).

Pensez-y comme si vous construisiez avec des blocs de jouets. Avant de commencer à construire, vous réfléchissez aux blocs dont vous disposez. Vous réfléchissez également à la façon dont ils s'emboîtent les uns dans les autres. Vous ne concevez pas une tour qui nécessite un bloc spécial, unique, que vous ne possédez pas. La DFM est la même chose. Elle amène les concepteurs à réfléchir aux "blocs". Ces "blocs" sont les outils, les matériaux et les méthodes de fabrication qu'ils peuvent utiliser avant de terminer la conception initiale. Le concept de conception consiste ici à relier la partie créative du processus de conception à ce qu'une usine peut réellement faire.

La méthode DFM consiste à réunir les ingénieurs de conception et les ingénieurs de fabrication. Ils se parlent dès le début du projet et le font souvent. Le fait de parler ensemble les aide à trouver et à résoudre les problèmes liés à la fabrication du produit. C'est ce qu'on appelle les problèmes de fabricabilité. Ils peuvent les résoudre bien avant que le produit ne commence à être fabriqué dans le processus de production. Cette étape simple de collaboration est la partie la plus importante de tout bon plan DFM visant à créer la meilleure conception possible. C'est le point principal de la conception pour la fabricabilité.

Pourquoi la DFM est-elle si importante dans le développement des produits ?

Dans tout projet de développement de produit, une grande partie des coûts est décidée très tôt dans le processus de conception. En fait, des études montrent que jusqu'à 80% du coût de fabrication d'un produit est fixé pendant la phase de conception. C'est pourquoi la DFM est si importante. Si vous attendez que la conception soit terminée pour réfléchir à la manière de la fabriquer, vous manquez une très bonne occasion d'économiser de l'argent et du temps. La mise en œuvre de la DFM change la donne.

Si l'on ne met pas l'accent sur la DFM, on peut rencontrer de gros problèmes. Une pièce qui n'est pas simple peut être difficile à fabriquer. Cela peut entraîner des erreurs et du gaspillage. L'utilisation de matériaux spéciaux ou de mesures très précises peut faire augmenter les coûts de fabrication d'un produit. Ces problèmes de fabrication peuvent entraîner des retards et vous priver de bénéfices. J'ai vu des projets échouer parce que le coût de fabrication d'une seule pièce était trop élevé. La conception initiale semblait excellente sur le papier, mais elle posait d'énormes problèmes dans la réalité.

Un bon processus de conception pour la fabrication fonctionne comme un pont. Il relie les équipes de conception et de production. Elle permet de s'assurer que la conception est optimisée pour le processus de fabrication choisi. Le processus de conception pour la fabrication réduit le nombre de modifications de conception à apporter ultérieurement. Moins de modifications signifie que vous pouvez mettre votre produit sur le marché plus rapidement. Cela signifie également que votre équipe sera plus satisfaite. L'ensemble du processus de développement du produit devient plus facile.

Quels sont les principes clés de la conception pour la fabrication ?

Pour bien faire la DFM, vous devez suivre quelques règles simples. Ces principes de conception pour la fabrication vous aident à prendre de bonnes décisions en matière de conception. Ils facilitent la tâche de l'équipe qui fabriquera le produit. Je les appelle les règles d'or d'une conception intelligente des produits. Ces principes clés font une grande différence dans la facilité et le coût de fabrication d'un produit.

La première règle consiste à utiliser moins de pièces. Lorsque vous avez moins de pièces, il y a moins à acheter et moins à suivre. Le processus d'assemblage est également plus simple. Le coût de fabrication s'en trouve immédiatement réduit. Une autre idée maîtresse des principes de la DFM est d'utiliser des pièces communes lorsque c'est possible. Les pièces spéciales sur mesure coûtent cher et sont longues à obtenir. L'utilisation de vis, de boulons et de supports communs facilitera toujours la fabrication de votre produit. Cela simplifiera également le processus de fabrication et d'assemblage. Ces principes de conception pour la fabrication constituent la base de votre travail.

Voici quelques-uns des principes les plus importants de la DFM qui vous aideront à orienter votre travail.

Comment le processus DFM fonctionne-t-il réellement ?

Le processus de conception pour la fabrication n'est pas une simple étape. Il s'agit d'un groupe d'étapes et de contrôles qui se déroulent pendant le développement du produit. Il commence dès que vous avez l'idée d'une première conception. La première étape consiste à faire dialoguer les concepteurs et les experts en fabrication. Cette équipe DFM principale travaillera ensemble du début à la fin.

Ensuite, l'équipe procède à une analyse DFM. Elle examine la conception du produit et pose des questions difficiles. Pouvons-nous fabriquer cette pièce ? Existe-t-il un moyen plus simple ? Quels sont les problèmes susceptibles de se poser ? Cet examen de la conception fait appel à des outils DFM, tels que des programmes informatiques spéciaux ou des listes de contrôle simples. Ces outils les aident à détecter les problèmes potentiels de fabricabilité. L'objectif de cette analyse DFM est de détecter ces problèmes lorsqu'ils sont encore peu coûteux et faciles à résoudre. La DFM vise à améliorer la fabrication.

Lors de l'analyse DFM, l'équipe vérifie tout. Elle examine la forme des pièces, les matériaux choisis et les mesures. Elle vérifie l'ensemble du plan de fabrication et d'assemblage. Le résultat de cette analyse DFM est une liste de suggestions. Les ingénieurs concepteurs utilisent ensuite ces informations pour optimiser la conception. Ce processus de conception, de vérification et d'amélioration se poursuit jusqu'à ce que la conception soit optimisée pour une fabrication aisée. C'est à cela que ressemble une pratique DFM solide.

La DFM peut-elle vraiment simplifier mon processus de fabrication ?

Oui, c'est possible. C'est l'un des principaux objectifs de la DFM. Lorsque le processus de fabrication est simple, il est moins cher. Il est également plus rapide et plus fiable. Lorsque vous concevez des produits en tenant compte de la DFM, vous éliminez activement les étapes difficiles du processus de production. Vous facilitez la vie des personnes qui fabriqueront votre produit.

La DFM est utile à plusieurs égards. Tout d'abord, en simplifiant la conception, vous réduisez le nombre d'étapes nécessaires à la fabrication et à l'assemblage. Moins d'étapes signifie moins de risques d'erreur. Cela signifie également que le processus d'assemblage est plus rapide. Cela peut directement contribuer à augmenter la vitesse de fabrication. Deuxièmement, la DFM vous pousse à utiliser des opérations de fabrication simples et reproductibles. Elle vous oblige à concevoir des pièces qui peuvent être fabriquées avec des outils et des machines normaux. Il s'agit là d'un élément essentiel de la conception pour la fabrication (DFM).

Lorsque vous rationalisez la fabrication grâce à la DFM, vous réduisez également les déchets. Les matériaux sont mieux utilisés. Vous avez moins de pièces à jeter. Cela ne permet pas seulement d'économiser de l'argent. C'est également meilleur pour notre planète. L'objectif d'un bon plan de DFM est de parvenir à une conception optimale. Cette conception doit franchir sans problème toutes les étapes de la fabrication. Il permet d'éliminer les problèmes avant même qu'ils ne surviennent.

Quels sont les principaux avantages de la DFM ?

Lorsque vous utilisez les pratiques de DFM en permanence, vous obtenez d'excellents résultats. Les bonnes choses que vous obtiendrez ne se limitent pas à rendre les produits plus faciles à fabriquer. Un bon plan de DFM peut améliorer l'ensemble de votre entreprise. J'ai vu des entreprises gagner beaucoup plus d'argent simplement en prenant au sérieux leur conception pour la fabrication et leur plan de conception.

La première chose que vous constaterez est une baisse des coûts. En facilitant la fabrication d'un produit, vous réduisez directement les coûts des travailleurs, des matériaux et de l'usine. Cette baisse des coûts de fabrication signifie que vous pouvez soit vendre votre produit moins cher, soit faire plus de bénéfices. Un autre avantage important est la mise sur le marché plus rapide de votre produit. Un produit conçu pour être fabriqué facilement passe par le processus de production beaucoup plus rapidement. Il y a moins de retards et de problèmes à résoudre.

Voici quelques-uns des principaux avantages de la DFM :

• Réduction des coûts de fabrication : La simplification de la conception, l'utilisation de pièces communes et le choix de matériaux appropriés permettent de réduire les coûts de fabrication.
• Une mise sur le marché plus rapide : Un processus de fabrication fluide, avec moins de surprises, vous permet de mettre votre produit à la disposition de vos clients plus rapidement.
• Meilleure qualité du produit : Les conceptions simples comportant moins de pièces ont souvent moins de risques de défaillance. La DFM permet d'obtenir des produits sur lesquels on peut compter.
• Un meilleur travail d'équipe : La DFM fait travailler ensemble les équipes de conception et de fabrication. Cela permet d'abattre les murs entre les groupes et de les aider à travailler en équipe.

Comment commencer à utiliser la conception pour la fabrication ?

Commencer avec la DFM ne doit pas être difficile. Vous pouvez commencer par de petites étapes. L'étape la plus importante pour mettre en œuvre la conception pour la fabrication est de commencer à discuter dès le début de la conception. Réunissez vos ingénieurs concepteurs et vos experts en fabrication dans la même pièce. Laissez-les examiner ensemble les tout premiers dessins et idées.

Élaborez un ensemble de lignes directrices faciles à suivre en matière de conception. Il peut s'agir d'une liste de contrôle sur une page. Elle pourrait contenir des questions telles que : "Pouvons-nous utiliser moins de pièces ? Pouvons-nous utiliser moins de pièces ? Utilise-t-on des vis courantes ? La fabrication de cette pièce nécessite-t-elle un outil spécial ? Ces lignes directrices DFM donnent à votre équipe un plan commun sur lequel travailler. Assurez-vous que toutes les personnes impliquées dans la conception d'un produit comprennent ces principes de base de la DFM.

Vous devez également former votre équipe. Enseignez à vos ingénieurs concepteurs les différents choix qui s'offrent à eux en matière de processus de fabrication. Lorsqu'un concepteur comprend comment une pièce est fabriquée, il peut faire de meilleurs choix. Il commence à penser comme un expert en fabrication. Il est très important d'établir ce partage des connaissances pour que la DFM fasse effectivement partie du mode de fonctionnement de votre entreprise. C'est ainsi que l'on construit un grand programme de DFM.

La fabrication additive modifie-t-elle la conception de la fabrication ?

Oui, c'est le cas, et de manière importante. La fabrication additive, que beaucoup appellent l'impression 3D, modifie certaines des anciennes règles de DFM. Les anciennes méthodes de fabrication, comme le découpage du métal, consistent souvent à enlever de la matière. Avec ces méthodes, il peut être difficile et coûteux de fabriquer des formes complexes. La fabrication additive, quant à elle, permet de construire des pièces couche par couche. Cela ouvre la voie à des possibilités nouvelles et passionnantes.

Cela a donné naissance à un nouveau domaine d'étude appelé "conception pour la fabrication additive" (DFAM). Avec la DFAM, la fabrication de pièces complexes ne coûte pratiquement rien de plus. Vous pouvez créer des formes complexes à l'intérieur d'une pièce. Il est également possible d'assembler plusieurs pièces en une seule pièce complexe. Il serait impossible de fabriquer ces pièces d'une autre manière. L'objectif de la DFM reste le même. Il s'agit de faire en sorte que la fabrication soit aussi bonne que possible. Mais les règles exactes que vous suivez changent.

Par exemple, un principe clé de la DFM consiste à utiliser moins de pièces. La fabrication additive est très efficace à cet égard. Il est possible de prendre un groupe de 10 pièces différentes et de les imprimer en une seule pièce. Cela simplifie considérablement le processus de fabrication et d'assemblage. Mais il faut aussi penser à de nouvelles choses. Il faut penser aux structures de soutien et à la direction de l'impression. Les outils sont donc différents, mais l'idée principale de la DFM est la même. Il s'agit de concevoir pour votre processus de fabrication spécifique. C'est toujours très important.

Quelles sont les erreurs courantes qui nuisent à un bon plan DFM ?

Même lorsque vous faites de votre mieux, les choses peuvent mal tourner. J'ai constaté quelques erreurs courantes qui peuvent affaiblir un plan DFM. La plus grande erreur est d'attendre trop longtemps avant de commencer. Si vous effectuez votre analyse DFM alors que la phase de conception est presque terminée, il est trop tard. Le coût des modifications est élevé. Les gens ne veulent pas revenir en arrière et recommencer. Une DFM réussie commence dès le premier jour.

Une autre erreur consiste à ne pas se parler. La DFM est une activité d'équipe. Si les concepteurs et les experts en fabrication ne se parlent pas, le processus échouera. S'ils ne s'écoutent pas, le processus échouera également. Le processus DFM doit être un partenariat où les gens se respectent mutuellement. Les concepteurs doivent être prêts à écouter leurs idées. Et l'équipe de fabrication doit donner des conseils utiles. Ce lien entre les processus de conception et de fabrication est très important.

Enfin, l'erreur consiste à ne pas prendre en compte l'ensemble du cycle de vie de la fabrication du produit. La DFM ne concerne pas seulement la première fois que vous fabriquez quelque chose. Elle concerne également la conception pour l'assemblage, les essais, l'expédition et les réparations ultérieures. Par exemple, un plan de conception six sigma se préoccupe de la qualité à long terme. Un bon processus DFM tient compte de tous ces aspects. Est-il facile de réparer le produit ? Comment pouvons-nous le rendre moins cher à expédier ? Un processus DFM vraiment efficace prend en compte l'ensemble de la situation. Tous ces éléments ont une incidence sur la conception pour la fabrication.

Comment puis-je m'assurer que mon processus de DFM débouche sur un meilleur produit final ?

L'objectif final de la DFM n'est pas seulement d'obtenir un produit moins cher. Il s'agit également d'un meilleur produit. Pour y parvenir, votre processus de DFM doit se préoccuper de la qualité dès le départ. Un bon processus de DFM doit garantir que la conception n'est pas seulement facile à fabriquer. Il doit également être solide et fonctionner correctement pendant longtemps. Cette approche globale de la conception des produits est très importante.

Utilisez votre processus DFM pour rendre impossible toute erreur lors de la fabrication de votre produit. C'est ce qu'on appelle parfois le "poka-yoke". Vous pouvez utiliser des caractéristiques de conception qui empêchent les pièces d'être assemblées de la mauvaise manière. Par exemple, vous pouvez utiliser un modèle de trou qui n'est pas le même sur tous les côtés. Ainsi, une pièce ne peut être mise en place que d'une seule manière. Ces petits choix de conception, guidés par la DFM, permettent de réduire le nombre d'erreurs sur la chaîne de montage. Il en résulte un produit de meilleure qualité pour le client.

Enfin, il faut toujours continuer à apprendre. Après avoir fabriqué un produit, revenez en arrière et examinez comment les choses se sont déroulées. Quelles parties de votre processus DFM ont bien fonctionné ? Qu'est-ce qui n'a pas fonctionné ? Que pourriez-vous améliorer la prochaine fois ? C'est cette façon d'obtenir un retour d'information qui fait d'un bon programme de DFM un excellent programme. Elle vous aide à améliorer vos lignes directrices en matière de DFM. Elle permet également d'améliorer la collaboration entre les équipes de conception et de fabrication au fil du temps. C'est grâce à cette amélioration constante que la DFM vous aide à construire non pas un seul grand produit, mais plusieurs. C'est ainsi que vous vous assurez de la fabricabilité d'un produit et de son succès.

Ce qu'il faut retenir

• Commencer tôt : Le meilleur moment pour penser à la DFM est au tout début du processus de conception. C'est ainsi que l'on économise le plus d'argent et de temps.
• Se parler : La DFM est une question de dialogue entre les ingénieurs concepteurs et les experts en fabrication.
• Restez simple : Les meilleurs modèles sont généralement les plus faciles à réaliser. Utilisez moins de pièces et des pièces communes lorsque vous le pouvez. Il s'agit là d'une des principales idées de la DFM.
• Connaître votre processus : Concevez votre produit en fonction de votre processus de fabrication, qu'il s'agisse de moulage par injection, de découpe de métal ou de fabrication additive.
• La DFM permet d'économiser de l'argent : Le principal avantage de la DFM est la réduction des coûts de fabrication. Cela se traduit par un produit plus rentable.
• Penser au-delà de l'usine : Une bonne DFM pense également à l'assemblage, à l'expédition et aux réparations. Cela permet d'obtenir un meilleur produit au final. C'est l'objectif de la conception pour la fabrication et l'assemblage.