Průvodce návrhem pro výrobu (DFM) měděných sběrnic za účelem snížení nákladů při výrobě na zakázku

Návrh pro výrobu je nejlepším přístupem ke snížení nákladů a zlepšení kvality. Malé změny v návrhu mohou vést ke snížení výrobních nákladů a doby výroby měděných sběrných lišt používaných v bateriových systémech elektrických vozidel, rozvodech energie a aplikacích obnovitelných zdrojů energie. Přepracované specifikace jsou běžným problémem u mnoha inženýrů, kteří nadměrně specifikují funkce, čímž zvyšují složitost obrábění bez přidané funkční hodnoty. Můžete získat vhled do svých návrhových rozhodnutí a omezení, abyste vytvořili návrh se stejnými elektrickými a mechanickými vlastnostmi za nižší cenu. Mnoho zákazníků se na Kinto obrátilo s žádostí o optimalizaci návrhu měděných sběrných lišt pro výrobu součástí s vysokou přesností a úzkými tolerancemi. Tento průvodce poskytuje cenné pokyny k zásadám DFM, které nevyžadují žádné náklady, ale zajišťují spolehlivost výrobků.

Zjednodušte vzory a rozestupy otvorů

Vrtání otvorů je jedním z nejrozšířenějších procesů při výrobě měděných sběrných lišt a každý otvor zvyšuje náklady na tento proces. Pro každý otvor je nutná příprava nástrojů, opotřebení nástrojů a kontrola. Úspora nákladů: Počet montážních nebo připojovacích bodů by měl být omezen pouze na požadované množství. Vyhněte se také velkému množství malých otvorů, které vyžadují několik výměn nebo speciální vrtáky. Zajistěte dostatečnou vzdálenost mezi otvory a mezi otvory a okrajem sběrné lišty. Měď je poměrně měkký materiál a umístění otvorů příliš blízko okraje může způsobit deformaci nebo trhliny při razení nebo vrtání. Obecně by měly být otvory umístěny minimálně ve vzdálenosti 1,5 násobku tloušťky materiálu od okraje a vzdálenost mezi otvory by neměla být menší než tloušťka materiálu. Pokud má být sběrná lišta pokovována, vzniká otázka: Je nutné, aby byly všechny otvory zcela vyplněny povlakem, nebo je pro vaše použití postačující částečné pokovování? Všechny tyto drobné úpravy dohromady vedou k výraznému zkrácení celkového času cyklu.

Optimalizovat poloměry ohybu pro vlastnosti mědi

Měď se chová při ohýbání jinak než ocel a její reakce se výrazně liší podle slitiny a tepelného zpracování. Pokud je poloměr ohybu pro požadovanou slitinu a tepelné zpracování příliš malý, může dojít k prasklinám, povrchovým vadám nebo bude nutné provést dodatečné žíhání, což může být časově náročné a nákladné. Optimální poloměr ohybu pro vnitřní stranu ohybů u většiny aplikací měděných sběrných lišt je jedna až dvě násobky tloušťky materiálu. U měkčích tepelných zpracování (žíhaná měď) lze dosáhnout úzkých poloměrů, avšak při použití v vibrujících aplikacích může být mechanická pevnost nedostatečná. Tepelná zpracování použitá během výrobního procesu, která vedou k tvrdšímu stavu materiálu, se ohýbají obtížněji a vyžadují širší poloměry. Je tedy vhodné již v rané fázi procesu spolupracovat se zpracovatelem za účelem výběru vhodného tepelného zpracování, které vyváží elektrickou vodivost, mechanickou pevnost a tvárnost. Dále je třeba vzít v úvahu směr ohýbání vzhledem ke směru válcování měděného plechu. Ohýbání mědi kolmo ke směru válcování (nikoli ve směru válcování) snižuje riziko povrchového praskání. Ačkoli přesné stroje firmy Kinto umožňují vytvořit širokou škálu jedinečných geometrií, ty, které respektují přirozené vlastnosti tváření mědi, jsou vždy méně nákladné.

Snížení sekundárních operací prostřednictvím chytrého návrhu

Sekundární operace, jako je odstraňování ohrubů, maskování při pokovování nebo více průchodů, představují významný nákladový faktor. Pokud jsou tyto kroky sníženy nebo úplně eliminovány, pak dobře navržený sběrný vodič plní svou funkci. Nepožadujte netypické tloušťky, které je nutné speciálně válcovat, nebo které vyžadují nadměrné broušení povrchu. Vyhněte se maskování požadovaných částí stěn kvůli přítomnosti automatických pastí v pokovovacím roztoku nebo kvůli ručnímu maskování. Pokud jsou vyžadovány flexibilní spoje sběrných vodičů, může být vhodnější integrovat laminované šunty do hlavního těla sběrného vodiče místo složitých flexibilních propojek, které je nutné svařovat do místa nebo připevňovat šrouby k tělu sběrného vodiče. Navrhujte ploché a nepřerušované povrchy, aby bylo možné je snadno izolovat pomocí lepicí pásky, práškového nátěru nebo tepelně smrštitelného pouzdra. Úzké kanály a těžko přístupné oblasti způsobené ostrými rohy vyžadují ruční dokončení. Zaoblené rohy a dostatečně velké poloměry zaoblení pomáhají snížit koncentraci napětí a zároveň umožňují automatizované dokončovací procesy.

Strategie tolerance, která vyvažuje přesnost a náklady

Přesnější tolerance vždy zvyšují výrobní náklady. Tento nárůst není lineární – snížení tolerance z 0,10 na 0,05 může způsobit, že náklady na obrábění a kontrolu vzrostou více než dvojnásobně. Nezadávejte přesnější tolerance, než je nutné. Neuvádějte toleranci u rozměru, pokud nebude ovlivňovat tvar nebo funkci součásti. Některé součásti, například sběrnice v mnoha jednotkách, které se při montáži mohou kompenzovat pružným deformováním, nemusí vyžadovat extrémní polohovou přesnost ve směru délky a šířky. Stanovte kótování a tolerance tak, aby bylo možné použít symboly geometrického kótování a tolerování (GD&T), a aplikujte tolerance pouze na kritické prvky, které ji skutečně potřebují – například polohy montážních otvorů nebo rozměry související s montážními rozhraními. Tím se výrobci nepodává mylný dojem, že všechny prvky vyžadují nejvyšší přesnost. Výrobní kapacity Kinto jsou velmi vysoké. Abychom mohli vyrábět zakázkové geometrie v souladu s našimi možnostmi, povzbuzujeme zákazníky, aby uplatňovali přísné tolerance pouze tam, kde je to pro funkci součásti skutečně nezbytné. Úspory z dosažení nižších požadavků na přesnost lze investovat do jiných typů materiálů, vysoce kvalitnějších komponent nebo rozšířených prototypových aktivit. Použití této metodiky návrhu pro výrobu (Design for Manufacturing) již v počátečních fázích návrhu vám pomůže snížit celkové náklady a dosáhnout cenově efektivních řešení.