Qu’est-ce que la conception pour la fabricabilité ?

La conception pour la fabricabilité, souvent appelée DFM (Design for Manufacturability), est le processus de conception d’une pièce afin qu’elle puisse être fabriquée de manière efficace, constante et économique, tout en respectant ses exigences fonctionnelles.

Dans le domaine de la fabrication sur mesure, la DFM est importante car de petits choix de conception peuvent avoir un impact majeur sur le temps d’usinage, la complexité des outillages, le contrôle des tolérances, l’état de surface, le coût de production et le délai de livraison.

Chez Innova Forge, l’examen DFM aide les clients à identifier les éventuels problèmes de fabrication avant le début de la production. L’objectif n’est pas de modifier la fonction de la pièce, mais de garantir que la conception peut être fabriquée conformément aux spécifications, avec moins de risques et de coûts inutiles.

Pourquoi la conception pour la fabricabilité est importante

Une conception peut sembler correcte sur le logiciel CAO, mais cela ne signifie pas toujours qu’elle est facile à fabriquer. Certaines caractéristiques peuvent nécessiter des outillages spéciaux, plusieurs mises en place, un usinage plus lent, davantage de contrôles ou des finitions supplémentaires.

La DFM permet de :

• Réduire le temps d’usinage inutile
• Améliorer la planification des tolérances
• Éviter les géométries difficiles ou coûteuses
• Réduire la complexité des outillages et des bridages
• Améliorer la constance de l’état de surface
• Réduire les risques de production
• Faciliter la validation des prototypes
• Améliorer la reproductibilité pour la production
• Aider à maîtriser le coût et le délai de livraison

Un bon examen DFM permet souvent d’identifier de petites modifications qui rendent la pièce plus facile à produire sans affecter sa fonction.

La DFM pour l’usinage CNC

Pour les pièces usinées en CNC, la fabricabilité dépend du matériau, de la géométrie, de l’accès des outils, de l’épaisseur des parois, des angles internes, de la profondeur des trous, des tolérances et de l’état de surface.

Les points courants à prendre en compte pour la DFM en usinage CNC :

• Éviter les cavités inutilement profondes
• Éviter les parois extrêmement minces dans la mesure du possible
• Utiliser des diamètres de trou standard lorsque c’est réalisable
• Adopter des tolérances réalistes
• Ajouter des congés lorsque des angles internes vifs ne sont pas nécessaires
• Éviter les caractéristiques difficiles à atteindre
• Réduire le nombre de mises en place nécessaires
• Choisir des matériaux faciles à usiner
• Identifier clairement les dimensions critiques

L’usinage CNC est flexible, mais une géométrie complexe peut augmenter le coût et le délai de livraison.

La DFM pour le moulage par injection

Pour les pièces moulées par injection, la DFM se concentre sur la moulabilité, l’épaisseur des parois, les angles de dépouille, les nervures, les bossages, les contre-dépouilles, le retrait, l’emplacement des portes, la texture de surface et l’écoulement du matériau.

Les points courants à prendre en compte pour la DFM en moulage par injection :

• Maintenir une épaisseur de paroi constante
• Ajouter des angles de dépouille pour l’éjection de la pièce
• Éviter les contre-dépouilles inutiles
• Concevoir soigneusement les nervures et les bossages
• Tenir compte du retrait et du gauchissement
• Vérifier l’emplacement de la ligne de joint
• Planifier l’emplacement des portes et des éjecteurs
• Choisir une résine adaptée
• Prendre en compte les surfaces d’aspect

Une pièce moulée doit être examinée avant la fabrication du moule, car les modifications du moule sont coûteuses une fois celui-ci réalisé.

La DFM pour la tôlerie et la découpe laser

Pour les pièces en tôle, la DFM prend en compte l’épaisseur du matériau, le rayon de cintrage, la distance entre les trous et les lignes de pliage, les dégagements de pliage, le développement plat, le sens de formage, le soudage et les finitions.

Les points courants à prendre en compte pour la DFM en tôlerie :

• Utiliser un rayon de cintrage adapté
• Éloigner les trous des lignes de pliage
• Éviter les pattes trop étroites
• Vérifier l’épaisseur du matériau
• Prendre en compte le sens du pliage
• Ajouter des dégagements de pliage si nécessaire
• Planifier les finitions et les revêtements
• Prendre en compte l’épaisseur de la peinture poudre le cas échéant

Une bonne DFM en tôlerie améliore la constance des pièces, réduit les risques de fissuration et facilite une fabrication efficace.

Tolérances et DFM

Le sur-tolérancement est l’une des causes les plus fréquentes de coûts de fabrication inutiles. Toutes les dimensions ne nécessitent pas un contrôle strict.

Une approche DFM rigoureuse permet d’identifier :

• Quelles sont les dimensions critiques
• Quelles dimensions peuvent utiliser des tolérances standard
• Quelles caractéristiques influencent l’assemblage et la fonction
• Quelles sont les surfaces d’aspect
• Quelles dimensions nécessitent un contrôle
• Quelles tolérances peuvent augmenter fortement le coût

Les tolérances serrées ne doivent être utilisées que là où elles sont indispensables, pas sur toute la pièce.

Choix du matériau et DFM

Le choix du matériau fait également partie de la DFM. Un matériau aux bonnes caractéristiques théoriques peut être coûteux, difficile à usiner, compliqué à finir ou inadapté à l’application.

L’examen DFM permet de comparer les matériaux selon :

• La résistance mécanique
• Le poids
• L’usinabilité
• La résistance à la corrosion
• Les performances thermiques
• La résistance chimique
• Les possibilités de finition de surface
• Le coût
• Le délai de livraison
• La disponibilité

Parfois, un matériau alternatif peut améliorer la fabricabilité sans compromettre la fonction de la pièce.

Finition de surface et DFM

La finition de surface peut influencer la conception de la pièce, les tolérances et la planification de la production. Par exemple, la peinture poudre ajoute une épaisseur, l’anodisation peut modifier l’aspect selon la nuance d’aluminium, et le polissage nécessite des surfaces accessibles.

La DFM doit prendre en compte :

• Quelles sont les surfaces d’aspect
• Quelles sont les surfaces fonctionnelles
• Les zones nécessitant un masquage
• L’épaisseur de la finition
• La couleur ou la texture de la finition
• Les exigences de manipulation
• L’impact sur les caractéristiques d’assemblage

La finition de surface doit être définie dès le début, et non après la fabrication de la pièce.

DFM pour prototype et DFM pour production

Un prototype peut être conçu pour tester l’assemblage, la fonction ou l’aspect. Une pièce de production doit être reproductible, économique et adaptée à des quantités plus importantes.

La DFM de prototype se concentre sur la rapidité et la validation. La DFM de production met davantage l’accent sur la constance, la reproductibilité, la maîtrise des coûts, les outillages, les contrôles et les finitions.

Pour de nombreux projets, la meilleure approche consiste à réaliser d’abord un prototype, analyser les résultats, puis optimiser la conception avant la production.

Conclusion

La conception pour la fabricabilité aide les clients à réduire les risques avant le début de la production. Elle relie l’intention de conception aux exigences pratiques de fabrication.

Un bon examen DFM permet d’améliorer le coût, le délai de livraison, la qualité, la constance et la préparation à la production. Il permet également d’éviter des modifications coûteuses à un stade avancé du projet.

Chez Innova Forge, nous réalisons des examens DFM pour l’usinage CNC, la tôlerie, la découpe laser, le moulage par injection, la fabrication de moules, l’impression 3D et les projets allant du prototype à la production.

Besoin d’un examen de fabricabilité ?

Téléversez votre fichier CAO, votre dessin, les exigences de matériau et les notes du projet. Notre équipe examine votre conception et identifie les points pratiques liés à la fabrication avant le lancement de la production.