Čo je DFM revízia a ako optimalizuje návrh vašich flexibilných sběrnic?

Keď flexibilné sběrnice sa stávajú súčasťou technických diskusií o uvedení výrobku na trh, rýchlo sa začnete stretávať s pojmi ako vodivosť, izolačné vlastnosti a ampér–kapacita. Avšak krok od funkčného prototypu po robustnú, cenovo výhodnú súčiastku vyrábanú v továrni zvyčajne neprechádza dostatočne intenzívnou kontrolou: prehľadom návrhu pre výrobu (DFM). Tím spoločnosti Kinto uskutočnil stovky DFM prehľadov flexibilných sběrníc v elektromobiloch, systémoch energetického úložiska a iných priemyselných aplikáciách výkonových elektronických zariadení. Tu prediskutujeme, čo považujeme za základ účinného DFM.

Definovanie prehliadky DFM pre aplikácie flexibilných sběrníc

Revízia DFM zahŕňa štruktúrované pracovné stretnutie s členmi tímu s rôznorodými zručnosťami, inžiniermi výrobkov, zamestnancami výroby a kvality a dodávateľmi materiálov, a to pred tým, než sa objedná akýkoľvek materiál alebo zakúpi nástrojové vybavenie. Preberajú každý prvok návrhu flexibilného sběrného vodiča, vrátane usporiadania laminovaných fóliových vrstiev, umiestnenia a počtu otvorov a spôsobu tesnenia okrajov. Avšak na rozdiel od zoznamu všeobecných výrobných aspektov, ktoré sa vzťahujú na väčšinu vyrábaných položiek, je revízia DFM veľmi zameraná na konkrétnu aplikáciu. Pri viacvrstvových flexibilných sběrných vodičoch z tenkých fóliových vrstiev, ktoré sa prekladajú a buď zvárajú, alebo laminujú, sa revízia zameriava na problémy ako vplyv flexibility na pripevnenie vývodov, oddeľovanie vrstiev spôsobené vibráciami a tepelné cyklické zaťaženie systému pripevnenia. V spoločnosti Kinto je cieľom takéhoto stretnutia jednoduchý: predchádzať nákladovým problémom vo výrobe tým, že sa potenciálne obmedzenia návrhu odhalia čo najskôr v procese.

Ako recenzia DFM zníži odpad materiálu a náklady na výrobu

Možno najzreteľnejším výsledkom komplexnej analýzy DFM je efektívnosť použitých materiálov. Flexibilné sběrnice sa zvyčajne vyrábajú pomocou laserového rezného alebo presného štampovacieho procesu, pričom významná časť nákladov na materiál súvisí s hrúbkou, tvrdosťou a triedou materiálu jednotlivých vrstiev v balíku. Počas analýzy dizajnu naši odborníci z Kinto skúmajú geometriu s cieľom dosiahnuť efektívne umiestnenie dielov, identifikovať a minimalizovať odpad materiálu a hľadať možnosti predĺženia životnosti pri opakovanom ohybe odporúčaním iného smeru zrna – až po možnosť použitia zliatiny s nižšou vodivosťou, ak je to funkčne prijateľné, čím sa zníži počet vrstiev. Tiež sa analyzujú metódy úpravy okrajov, ultrazvukové zváranie, difúzne zváranie a mechanické ukončenie. Často odporúčame použiť najlacnejšiu vhodnú možnosť za predpokladu, že budú splnené požiadavky na elektrické a mechanické hodnoty pri ťahovej skúške. V praxi sa často predpisujú prísnejšie tolerancie pre rozmery, ktoré nie sú dôležité; ich uvoľnenie môže umožniť použitie rýchlejšieho rezného procesu za nižšie náklady bez akéhokoľvek negatívneho vplyvu na výkon dielu. Všetky tieto opatrenia vedú k výrobe sběrnice s nižšími celkovými nákladmi.

Zvyšovanie spoľahlivosti prostredníctvom zhody schopností procesu

Len preto, lebo rozmery vyzerajú na počítačovej obrazovke správne, ešte neznamená, že sa prenášajú do prijateľného rozsahu v výrobnej hale, kde obmedzenia tolerancií predstavujú skutočný problém kvality. Počas revízií návrhu s ohľadom na výrobu (DFM) sa každý rozmer a každá vlastnosť identifikovaná našimi konštruktérmi vyhodnocuje a priraduje k indexu schopnosti procesu (Cpk) každého príslušného výrobného strediska, pričom sa zvyčajne uprednostňuje hodnota Cpk ≥ 1,33 pre kritické rozmery. Pri flexibilných sběrniciach sa zameriava pozornosť na požadovanú presnosť vzdialenosti medzi otvormi, stabilitu celkovej dĺžky po zložení (stack-up) a rovnomernosť izolačných povlakov. Ak sa hodnota tolerancie dostane do „žltej“ alebo „červenej“ zóny, spolupracujeme s našimi zákazníkmi na navrhnutí upravených geometrií, pridaní referenčných bodov (datum) alebo zmenách postupov zloženia (stacking), čím dosiahneme rovnaký funkčný výsledok, avšak výrazne rozšírime technologické okno. Okrem toho preverujeme prijateľný rozsah ohybu pre každú konfiguráciu sběrnice a poskytujeme optimálny poradie zloženia (stack-up) v fyzickej usporiadaní, aby sme minimalizovali napätia počas tvárnenia a dosiahli vynikajúce správanie proti creepu. Spájanie zámerov návrhu s výrobnou realitou znamená vyhnúť sa dodatočnej úprave po výrobe.

Skracovanie doby vývoja na trh prostredníctvom proaktívneho riešenia problémov

Jednou z najmenej propagovaných výhod prehliadky DFM, hoci pravdepodobne jednou z najdôležitejších pre mnoho vývojových tímov, je jej vplyv na časový plán vývoja. Mnoho oneskorení vzniká kvôli problémom, ktoré sa objavia príliš neskoro na to, aby sa dali rýchlo vyriešiť – napríklad neschopnosť nástrojov uvoľniť sa po prvej vzorke, zváranie, ktoré zlyhá až pri druhej vzorke, alebo izolačný materiál, ktorý sa v peci na tuhnutie nepravidelne zužuje. Prehliadka DFM tieto problémy odhalí oveľa skôr, čím ušetrí týždne opakovaných pokusov a frustrácie. Mnoho našich prehliadok DFM výsledne vedie k záznamu opatrení, ktorý podrobne popisuje každý identifikovaný problém, navrhované riešenie a potrebné overovacie testy, ktoré sa musia uskutočniť pred spustením projektu. Prehliadka Kinto zahŕňa simuláciu vášho výrobného procesu a identifikáciu potenciálnych výrobných úzkych miest, ako napríklad potreba špeciálneho nástrojovania alebo opatrné zaobchádzanie s komplexnými flexibilnými úsekmi. To umožňuje klientom bez obáv objednávať materiály s dlhými dodacími lehotami, upravovať výrobné linky tak, aby vyhovovali špecifickým rozmerom sběračov, a výrazne urýchliť kontrolu prvej vzorky. Komplexná prehliadka DFM často zníži počet potrebných prototypov, čím skráti dodacie lehoty bez ohľadu na zachovanie kvality a spoľahlivosti.

Ale na konci dňa sa revízia DFM nezameriava len na prekonávanie formálnych prekážok, ide o spôsob, ako navrhovať múdrejšie. Váš návrh ideálneho flexibilného sběrnica sa posunie z konceptuálnej možnosti na hmatateľné zariadenie, ktoré je spoľahlivou súčasťou vášho konečného výrobku – bez ohľadu na to, či sa tento výrobok nakoniec použije v desiatkach tisíc automobilov alebo ešte viac. Už od prvého dopytu, ktorý k nám v Kinto dorazí, integrujeme DFM do celého procesu a využívame desaťročia odborných skúseností v oblasti presného výrobného inžinierstva. Poskytujeme poradenstvo v oblastiach, ako sú:

• Výber základných a vrstvených materiálov

• Výber techniky ukončenia

• Miera izolačného krytia

• Kľúčové opatrenia kontroly kvality v každej fáze

Prečo? Máme dôveru v to, že „najlepšia“ sběrnica pre danú úlohu nie je len tá, ktorá umožňuje najefektívnejší tok prúdu, ale aj tá, ktorú dokážeme efektívne vyrobiť v stanovenej lehote a v rámci rozpočtu. To je výhoda DFM a tvorí jadro každého partnerstva s Kinto.