Die Entwicklung von Teilen, Komponenten oder Produkten für eine reibungslose Fertigung mit dem Ziel, ein besseres Produkt zu geringeren Kosten herzustellen, wird als Design for Manufacturing (DFM) bezeichnet. Dies geschieht durch Vereinfachung, Optimierung und Verfeinerung des Produktentwurfs. Das Akronym DFMA (Design for Manufacturing and Assembly) wird manchmal synonym mit DFM verwendet.  

Die fünf Prinzipien des DFM  

Während des DFM-Prozesses werden fünf Prinzipien untersucht:  Prozess Design Material Umwelt Compliance/Testen Idealerweise sollte DFM früh im Designprozess stattfinden, lange bevor Werkzeuge hergestellt werden. Zudem sollte ein gut durchgeführter DFM alle Beteiligten einbeziehen – Ingenieure, Designer, Auftragsfertiger, Formenbauer und Materiallieferanten. Das Ziel dieses „interdisziplinären“ DFMs ist es, den Entwurf auf allen Ebenen zu hinterfragen, um sicherzustellen, dass er optimiert ist und keine unnötigen Kosten enthält.  

Frühes DFM spart Kosten und Aufwand  

Ein frühes DFM hat den Vorteil, dass Änderungen während des Produktlebenszyklus kostengünstiger und einfacher umzusetzen sind. Mit fortschreitendem Entwurfsprozess werden Änderungen teurer und schwieriger zu implementieren. Frühes DFM ermöglicht schnelle Änderungen an günstigeren Stellen.  

Die Bedeutung der Zusammenarbeit der Stakeholder  

Die frühzeitige Einbindung aller Beteiligten, sei es bei der Entwicklung eines neuen Produkts oder bei der Optimierung eines bestehenden Produkts, erleichtert den DFM-Prozess. Die grundlegende Idee dabei ist, den ursprünglichen Entwurf kritisch zu hinterfragen und zu verbessern. Dies beinhaltet das Prüfen der ursprünglichen Zeichnungen, das Auseinandernehmen des Produkts, das Studieren konkurrierender Produkte sowie das Einholen von Informationen von Experten und Lieferanten.  

Die fünf Prinzipien des DFM im Detail  

Prozess: Die Wahl des richtigen Fertigungsprozesses ist entscheidend, um die Kosten niedrig zu halten. Dabei werden Faktoren wie Teilemenge, Material, Oberflächenkomplexität und Toleranzen berücksichtigt.  
Design: Der Designprozess muss den Grundsätzen der Fertigung entsprechen. Hierbei geht es um Aspekte wie Wandstärke, Textur, Rippen und Übergänge zwischen dicken und dünnen Merkmalen.  
Material: Die Wahl des richtigen Materials ist wichtig, um die gewünschten Eigenschaften des Endprodukts zu erzielen. Mechanische, thermische und optische Eigenschaften sowie Farbe und elektrische Eigenschaften spielen hierbei eine Rolle.  
Umwelt: Das Produkt muss so gestaltet sein, dass es den vorgesehenen Umweltbedingungen standhalten kann, ohne Beeinträchtigungen der Funktion.  
Compliance/Testen: Produkte müssen Sicherheits- und Qualitätsstandards entsprechen. Dies kann branchenspezifische, von Dritten festgelegte oder firmeninterne Standards umfassen.  

Die Kunst der richtigen Toleranzen im DFM

Toleranzen sind ein kritischer Aspekt im DFM. Unangemessen enge Toleranzen können die Fertigungskosten in die Höhe treiben und Komplexität hinzufügen. Daher ist es wichtig, Toleranzen basierend auf dem Fertigungsprozess, dem verwendeten Material und der Sensibilität der Merkmale für Variationen festzulegen.  

Der Weg zum erfolgreichen DFM Prozess

Ein erfolgreicher DFM Prozess führt zu einer Reduzierung der Fertigungskosten, ohne die Leistung zu beeinträchtigen. Dies wird erreicht, indem die Anzahl der Teile minimiert, standardisierte Teile verwendet, modulare Baugruppen erstellt und die Montage vereinfacht wird. Zudem muss der Entwurf umwelt- und testgerecht gestaltet sein.  

Fazit: DFM - Schlüssel zum Erfolg in der Produktentwicklung  

DFM ist eine unverzichtbare Methode, um die Herstellungskosten zu senken und die Produktqualität zu steigern. Durch die Einbeziehung aller Beteiligten, die Beachtung der fünf Prinzipien des DFM und die richtige Festlegung von Toleranzen wird eine optimierte Produktentwicklung ermöglicht. Ein gut durchgeführter DFM spart Zeit, Geld und Aufwand und führt zu einem qualitativ hochwertigen Endprodukt, das den Erwartungen der Kunden gerecht wird.