大胆な主張のように聞こえるかもしれませんが、私は20年間インベストメント鋳造に携わってきましたが、ほとんどのエンジニアがコスト削減は工場の現場で行われるもの、つまりサイクルとサプライチェーンから効率を絞り出すことだと考えていることに気づきました。しかし、私の経験では、コスト削減のための最も強力な手段は生産ラインではなく、試作段階のCADワークステーションにあります。
真実は、機械加工や製造に最適化された設計が、鋳造に最適であることはめったにないということです。プロトタイプでは重要でない機能のように見えるものが、大量生産では複雑さ、スクラップ、コストの主な要因になることがあります。
お金はどこへ行くのか？隠れたコスト要因
初期設計でよく見られるものと、それがどのようにして単位コストを静かに押し上げているのかを分析してみましょう。
- 「鋳造不可能な」形状: これは大きな問題です。たとえば、鋭い内部コーナーは悪夢です。凝固中にホットスポットが生成され、収縮による多孔性や亀裂が生じます。結果はどうでしょう? 最終的にはスクラップ率が高くなり、その代償を払うことになります。R 付きコーナーに単純に変更することは、設計上の好みというだけではありません。金属が均一に流れて冷却されるため、歩留まりが劇的に向上します。不適切に配置されていた 1 つの鋭いコーナーによって、複雑なマニホールドのスクラップが 8% 増加した例もあります。
- 「後で機械加工しよう」という考え方: これはいつも目にします。設計者は、後でドリルで穴を開けなければならない深くて小径の穴のある材料の塊を指定します。材料費は高く、機械加工には膨大な時間がかかり、工具の摩耗も激しいです。部品を再設計して 鋳込み穴を組み込むだけで、たとえ穴が少し大きめで仕上げリームだけで済む場合でも、機械加工コストだけで定期的に 20～30% 削減できました。鋳造工程では、ほとんどコストをかけずにこれらの特徴を形成できます。
- 過剰設計と均一な壁厚: 不均一な壁厚は、高品質の鋳造品の敵です。反り、ヒケ、内部応力の原因になります。しかし、多くの設計では不必要に壁厚が厚くなっています。エンジニアリング チームと協力して不要な質量を取り除き、壁の厚さのバランスをとることで、次の 2 つのことを実現しています。1) より堅牢で信頼性の高い部品を作成すること、2) 材料の使用量を削減することで、製造するすべてのユニットで直接的かつ継続的な節約になります。
私のファイルからの実際の例
匿名のケース スタディを紹介します。クライアントが、大型油圧システム用のブラケットを持ってきました。元の設計は、4.2 kg の製作および機械加工された溶接物でした。強力でしたが、労働集約的でコストがかかっていました。
共同の製造性考慮設計 (DFM) レビュー中に、一見小さな変更を提案しました。3 つの別々の溶接プレートを、強度のために内部リブが付いた単一の中空の薄壁鋳造品に統合するという変更です。
- The result?
- 部品の重量は 2.8 kgに減り、材料が 33% 削減されました。
- 製造ステップの数は 12 (切断、溶接、応力除去、複数の機械加工) から 4 (鋳造、熱処理、ショットブラスト、最小限の機械加工) に減りました。
- 単位コストは 18%.
- 溶接不良がなくなったため、最終的な部品はより強く、より一貫性が増しました。
18% の節約は金属価格の交渉から生まれたものではなく、 生産ツールを一切カットしないよう考案された、よりスマートな設計から生まれました。 除去することです。 the production tooling was ever cut.
私たちがコラボレーティブ エンジニアリングを提供する理由 プロトタイプを完成する前に You Finalize Your Prototype
私たちのプロセスは、図面に対して見積もりを出すだけではありません。袖をまくって「なぜ？」と尋ねることです。なぜこの形状なのか？なぜこの許容差なのか？なぜこの材料なのか？
具体的で実用的な変更を強調した詳細な DFM レポートを提供します。次のような提案が考えられます。
- パターンをきれいに取り出せるようにドラフト角度を追加します。
- 応力集中を防ぐために接合部を変更します。
- 低コストでパフォーマンス ニーズを満たす、より鋳造しやすい合金を提案します。
目標は、部品を単に 鋳造しやすくするだけでなく、鋳造に最適なものにすることです。 可能にします 鋳造しやすくすること 。 最適な 鋳造を実現すること。 to cast.
では、自分の質問に答えてみましょう。 はい、試作段階での小さな設計変更で 15% 以上確実に節約できます。 実際、これは例外ではなく規則だと思います。部品の実際のコストは、設計ライフサイクルの最初の 10% で確定します。金型が作られ、生産が始まると、交渉力は失われます。
見積もりのために CAD ファイルを送るだけでなく、課題をお知らせください。30 分間のエンジニアリングレビューをスケジュールして、一緒に 15% を見つけましょう。それは目に見えないところに隠れているはずです。