طراحی برای ماشین‌کاری (DFM) — دوازده قانون عملی
قطعه‌ای که روی مانیتور بی‌عیب است ممکن است در کارگاه ساخته نشود یا سه برابر گران تمام شود. دوازده قانونی که هزینه ماشین‌کاری را پایین می‌آورند بدون اینکه عملکرد را کم کنند.
ابزار برش یک استوانه چرخان است. هر قانون DFM از همین یک جمله بیرون می‌آید.
۱. گوشه داخلی نمی‌تواند تیز باشد
فرز گرد است، پس هر جیب گوشه گرد دارد. اگر در مدل گوشه تیز بگذارید، یا ساخته نمی‌شود یا با وایرکات ساخته می‌شود که چند برابر گران است.
قانون: شعاع گوشه داخلی را حداقل یک‌سوم عمق جیب بگذارید، و ترجیحاً معادل یک ابزار استاندارد: R3، R5، R6، R8.
شعاع بزرگ‌تر یعنی ابزار بزرگ‌تر، یعنی برداشت سریع‌تر، یعنی ارزان‌تر. R2 در یک جیب ۴۰ میلی‌متری، سازنده را مجبور می‌کند کل جیب را با فرز ۴ میلی‌متری بتراشد.
۲. عمق جیب را محدود کنید
هرچه ابزار بلندتر باشد، لرزش بیشتر و دقت کمتر.
قانون: عمق جیب حداکثر ۳ تا ۴ برابر قطر ابزار. اگر جیبی ۶۰ میلی‌متر عمق و ۱۲ میلی‌متر عرض دارد، عملاً غیرقابل ساخت است.
۳. کف جیب گرد است، نه تخت
فرز انگشتی سرگرد کف را کاملاً تخت نمی‌کند. اگر کف تخت لازم دارید، بنویسید — سازنده ابزار سرتخت می‌گذارد. اگر لازم ندارید، شعاع کف را در مدل بگذارید.
۴. سوراخ عمیق را کم کنید
قانون: عمق سوراخ حداکثر ۴ برابر قطر با مته معمولی. بیشتر از آن، مته مخصوص و چند مرحله برداشت لازم است.
و: از سوراخ با قطر غیراستاندارد پرهیز کنید. Ø۱۰ با مته استاندارد زده می‌شود؛ Ø۱۰٫۳ یا برقو می‌خواهد یا بورینگ.
۵. رزوه را کور و عمیق نکنید
رزوه کور یعنی قلاویز باید در ته سوراخ متوقف شود — ریسک شکستن قلاویز.
قانون: عمق رزوه حداکثر ۲ تا ۳ برابر قطر پیچ. رزوه M8 عمیق‌تر از ۲۴ میلی‌متر هیچ استحکام اضافه‌ای نمی‌دهد؛ پیچ قبل از رزوه پاره می‌شود.
و برای سوراخ کور، ۳ تا ۵ میلی‌متر عمق اضافه بعد از انتهای رزوه بگذارید تا قلاویز جا داشته باشد.
۶. سطوح گیره‌گیری را در طراحی ببینید
قطعه باید جایی گرفته شود. اگر همه سطوح شیب‌دار یا منحنی باشند، سازنده باید فیکسچر بسازد و هزینه‌اش روی قطعه شما می‌نشیند.
قانون: حداقل دو سطح تخت موازی یا یک سطح تخت به‌علاوه یک سوراخ موقعیت‌یاب در قطعه بگذارید.
۷. تعداد استقرار (Setup) را کم کنید
هر بار که قطعه از گیره باز و در وضعیت جدید بسته شود، هم زمان می‌رود و هم خطا وارد می‌شود.
قانون: تا جای ممکن همه سوراخ‌ها و جیب‌ها را در یک یا دو جهت طراحی کنید. قطعه‌ای که از پنج طرف ماشین‌کاری لازم دارد، پنج برابر گران‌تر از قطعه‌ای است که از یک طرف تمام می‌شود.
۸. زیرتراش را حذف کنید
زیرتراش (Undercut) یعنی ناحیه‌ای که ابزار از بالا به آن نمی‌رسد. ساختنش ابزار مخصوص، وایرکات یا اسپارک می‌خواهد.
اگر واقعاً لازم است (مثلاً شیار خارپشتی)، از ابعاد استاندارد استفاده کنید. اگر لازم نیست، حذفش کنید.
۹. دیواره نازک نگذارید
دیواره نازک زیر فشار ابزار می‌لرزد و می‌لنگد.
قانون: حداقل ضخامت دیواره ۰٫۸ میلی‌متر برای فلز و ۱٫۵ میلی‌متر برای پلاستیک. برای دیواره بلند، بیشتر.
۱۰. تلرانس تنگ را فقط جایی بگذارید که کار می‌کند
این پرهزینه‌ترین اشتباه است. هر پله سخت‌گیری، هزینه را غیرخطی بالا می‌برد. تلرانس‌گذاری را جدی بخوانید.
۱۱. متن و حکاکی را ساده کنید
حکاکی روی قطعه با فرز انجام می‌شود و زمان‌بر است. اگر شماره فنی لازم است، حکاکی لیزری یا مارک‌زنی بعد از ماشین‌کاری ارزان‌تر است.
۱۲. از ابعاد استاندارد شروع کنید
اگر قطعه شما ۴۸ میلی‌متر قطر دارد، سازنده باید از میلگرد ۵۰ شروع کند و ۲ میلی‌متر بتراشد. اگر ۵۰ طراحی کنید و فقط جایی که لازم است بتراشید، هم ماده کمتر می‌رود هم زمان.
همین درباره ورق (ضخامت‌های استاندارد)، لوله (قطرهای استاندارد) و پروفیل صادق است.
چک‌لیست سریع پیش از فرستادن
- [ ] همه گوشه‌های داخلی شعاع دارند و شعاعشان استاندارد است؟
- [ ] عمق هیچ جیبی بیش از ۴ برابر عرضش نیست؟
- [ ] همه سوراخ‌ها قطر استاندارد دارند؟
- [ ] رزوه‌ها عمق منطقی دارند و سوراخ کور فضای اضافه دارد؟
- [ ] قطعه از حداکثر دو جهت ماشین‌کاری می‌شود؟
- [ ] دو سطح تخت برای گیره‌گیری وجود دارد؟
- [ ] تلرانس تنگ فقط روی سطوح کاری است؟
- [ ] ابعاد اولیه از استاندارد بازار شروع می‌شوند؟
اگر مدلی دارید که می‌خواهید پیش از سفارش بررسی شود، بفرستید. اغلب دو سه تغییر کوچک هست که ده تا سی درصد از هزینه ساخت کم می‌کند بدون اینکه قطعه ذره‌ای بدتر کار کند.