undefined
Factory Office Facility: Industrial Engineer Drafting Blueprints of a Heavy Industry Machine Parts on a Computer CAD Software. Modern Technological Industry 4.0 Research and Development Center.

Design for Manufacturing (DfM) Gids

Complete gids voor Design for Manufacturing principes en best practices voor efficiënte productie. Leer hoe je producten ontwerpt die kosteneffectief geproduceerd kunnen worden.

15 min leestijd
3.2k views
Laatst bijgewerkt: Dec 2024

1. Introductie tot Design for Manufacturing (DfM)

Design for Manufacturing (DfM) is een fundamentele filosofie in productontwerp die stelt dat producten vanaf het begin moeten worden ontworpen met productie-efficiëntie in gedachten. Het doel is om producten te creëren die niet alleen functioneel zijn, maar ook kosteneffectief en efficiënt te produceren zijn.

Waarom DfM belangrijk is

  • • Reduceer productiekosten met 20-40%
  • • Verkort ontwikkeltijd met 30-50%
  • • Verbeter productkwaliteit en consistentie
  • • Verminder complexiteit in productieprocessen
  • • Verhoog schaalbaarheid voor massaproductie

2. Fundamentele DfM Principes

Simplificatie

Reduceer het aantal onderdelen, features en complexiteit waar mogelijk. Elk extra onderdeel verhoogt kosten en assemblage-tijd.

Voorbeeld:

Een behuizing die oorspronkelijk uit 8 onderdelen bestond, werd herontworpen tot 3 onderdelen door slim gebruik van clips en integratie van features.

Standaardisatie

Gebruik standaard materialen, afmetingen, en bevestigingsmiddelen om tooling kosten te verlagen en leverancier-efficiëntie te verhogen.

Voorbeeld:

Gebruik standaard M3, M4, M5 schroeven in plaats van custom maten voor 60% kostenbesparing op bevestigingsmiddelen.

3. Materiaalselektie voor DfM

De juiste materiaalkeuze is cruciaal voor kosteneffectieve productie. Overweeg niet alleen functionele vereisten, maar ook productie-geschiktheid, beschikbaarheid en kosten.

Materiaal Productieproces Kosten Voordelen Beperkingen
ABS Injection Molding €€ Goede impact sterkte, bewerkbaar Beperkte chemische bestendigheid
Aluminum 6061 CNC Machining €€€ Lichtgewicht, corrosiebestendig Hogere materiaalkosten
PLA 3D Printing Milieuvriendelijk, prototyping Lage temperatuurbestendigheid
Stainless Steel 316 CNC/Welding €€€€ Extreem corrosiebestendig Moeilijk te bewerken

Materiaal Selectie Criteria

  • Mechanische eigenschappen: Sterkte, stijfheid, taaiheid
  • Omgevingsfactoren: Temperatuur, vochtigheid, chemicaliën
  • Productie-geschiktheid: Bewerkbaarheid, vorm complexiteit

Kosten Overwegingen

Materiaalkosten 40-60%
Bewerkingskosten 20-30%
Verspilling 10-20%

4. Assemblage Design

Assemblage Principes

✓ Doe Dit

  • • Assembleer van boven naar beneden
  • • Gebruik zelf-lijnende features
  • • Minimaliseer bevestigingsmiddelen
  • • Ontwerp voor automatisering

✗ Vermijd Dit

  • • Complexe assemblage-volgorde
  • • Verborgen bevestigingen
  • • Fragiele onderdelen
  • • Handmatige passing-vereisten

5. Kostenoptimalisatie

Kosten Verdeling

Materiaal 40-60%
Bewerking 20-30%
Assemblage 15-25%
Overhead 10-15%

Kostenbesparing Tips

  • Materiaal Optimalisatie

    Kies goedkopere materialen waar functionaliteit toelaat

  • Proces Selectie

    Match productieproces aan volume en complexiteit

  • Design Simplificatie

    Verminder onderdelen en complexiteit

6. Productieprocessen & DfM

Verschillende productieprocessen hebben unieke DfM richtlijnen. Begrijp de mogelijkheden en beperkingen van elk proces om optimaal te kunnen ontwerpen.

3D Printing DfM Guidelines

Design Overwegingen

  • • Overhangs < 45° voor support-vrij printen
  • • Minimale wanddikte: 0.8mm (FDM), 0.4mm (SLA)
  • • Vermijd volledig gesloten holtes
  • • Gebruik teardrop vorm voor horizontale gaten
  • • Bridging max 5mm zonder support
  • • Graduele overgangen i.p.v. scherpe hoeken

Voordelen & Beperkingen

Complexe geometrieën mogelijk
Geen tooling kosten
Snelle prototyping
Beperkte materiaalselektie
Oppervlakteafwerking variabel

CNC Machining DfM Guidelines

Design Overwegingen

  • • Gebruik standaard tool diameters (3, 6, 10, 12mm)
  • • Minimale radius = 50% van tool diameter
  • • Vermijd diepe, smalle zakken (L/D > 4)
  • • Ontwerp voor tool toegankelijkheid
  • • Vermijd onderbrekingen in materiaaldoorsnede
  • • Gebruik machinale toleranties (±0.1mm standaard)

Voordelen & Beperkingen

Hoge precisie mogelijk (±0.01mm)
Uitstekende oppervlakteafwerking
Breed scala aan materialen
Beperkte complexiteit
Materiaalverspilling

Injection Molding DfM Guidelines

Design Overwegingen

  • • Uniforme wanddikte (2-4mm typisch)
  • • Trekhoeken: 0.5-2° voor ontvorming
  • • Minimale radius: 0.5mm voor binnen hoeken
  • • Vermijd diepe ribben en ondersnijdingen
  • • Plaats material flow strategisch
  • • Overweeg deellijn placement vroeg

Voordelen & Beperkingen

Zeer lage stukkosten bij volume
Hoge productie snelheid
Uitstekende oppervlakteafwerking
Hoge initiële tooling kosten
Lange ontwikkeltijd

7. Praktijkvoorbeelden

Case Study 1: Behuizing Redesign

Voor DfM Implementatie

  • 12 separate onderdelen
  • 24 verschillende schroeven en bevestigingen
  • Complexe assemblage volgorde (8 stappen)
  • Productiekosten: €45 per stuk
  • Assemblage tijd: 25 minuten
  • Tooling kosten: €15,000

Na DfM Implementatie

  • 4 geïntegreerde onderdelen
  • 8 standaard schroeven + snap-fit clips
  • Straightforward assemblage (3 stappen)
  • Productiekosten: €28 per stuk
  • Assemblage tijd: 8 minuten
  • Tooling kosten: €8,500
38%
Kostenbesparing
68%
Snellere Assemblage
43%
Lagere Tooling

Case Study 2: Mechanisch Onderdeel Optimalisatie

Origineel Design

Probleem: Complex 5-axis CNC bewerkt onderdeel met veel fijn detail werk

  • • Bewerkingstijd: 4.5 uur per stuk
  • • Materiaalverspilling: 85%
  • • Kwaliteitsuitval: 12%
  • • Kosten: €180 per stuk

DfM Oplossing

Aanpak: Redesign voor 3-axis CNC + 3D printed inserts

  • • Bewerkingstijd: 1.2 uur per stuk
  • • Materiaalverspilling: 45%
  • • Kwaliteitsuitval: 3%
  • • Kosten: €75 per stuk

Sleutel DfM Principes Toegepast:

  • • Vereenvoudigde geometrie voor 3-axis bewerking
  • • Geïntegreerde functies om assemblage te verminderen
  • • Materiaalkeuze optimalisatie
  • • Hybride productie-aanpak
  • • Standaard toleranties waar mogelijk
  • • Geoptimaliseerde material flow

8. DfM Checklist

Design Validatie

Productie Validatie

Download Complete Gids

Download deze complete DfM gids als PDF met alle checklists en voorbeelden.

Terug naar Alle Gidsen

Quick Reference Guide

DfM Snelle Wins

  • Reduceer onderdelen

    Combineer functies waar mogelijk

  • Standaardiseer

    Gebruik standaard maten en materialen

  • Vereenvoudig assemblage

    Ontwerp voor eenvoudige montage

Veel Gemaakte Fouten

  • Over-specificatie

    Onnodig strikte toleranties

  • Productie negeren

    Geen overleg met productie team

  • Late DfM toepassing

    DfM pas na design fase