板金の DFM：設計変更をコスト効果で並べるモデル

すべての寸法に厳しい公差を載せた図面は、その代償を三度払います。工程能力、検査時間、そしてスクラップです。板金の大半のフィーチャは、一般公差 ISO 2768-m より厳しいものを必要としません。よくあるのは、機能のためではなく予防的に厳しくされている図面です。

判定は、指示ごとに一つの問いを立てるだけです。この寸法がもっとずれても、何が壊れるでしょうか。何も壊れないなら、その指示は便益のないコストです。厳しい公差を、本当に必要な二、三のフィーチャにだけ残せば、それ以外のすべてから検査と手直しを減らせます。

曲げは一つひとつが段取り、ストローク、そして取り回しの作業です。金型交換を要する曲げは、そうでない曲げより高くつきます。同じ曲げ数のブラケットでも、一方は作業者が部品を反転させて金型を替える必要があり、他方はそのまま通せる、という場合には価格が変わります。

したがって、曲げを一つ減らす価値は、直線的に読むより大きくなります。最も安い曲げは、設計で消した曲げです。当初の設計者が前提として付けただけのフランジ、他所ですでに確保している剛性を重複させる返し、ピアスしたフィーチャで代用できるタブ、いずれもそうです。

合計の列を二つ示しているのは意図的です。材料と切断が支配的な部品では、同じ曲げの変更でも合計の動きは小さくなります。曲げの多い部品では成形が支配的になり、効果は大きくなります。レバーは、何に効かせているかを踏まえて判断しなければなりません。

レーザーとパンチの時間は輪郭長に比例します。ですから長い装飾的な輪郭や密な穴配列は、設計者が無料で付けられるものの中で最も高くつく部類に入ります。小さな穴が二十個並べば、ピアス二十回と輪郭二十本の費用がかかります。スロット一本とメッシュインサートなら、同じ機能を機械時間の何分の一かで満たせることがあります。

コーナーの半径も同じ理由で重要です。鋭い内角は、図面どおりにはレーザー切断できません。ビームが半径を残すからです。図面が鋭角にこだわると、部品には第二の工程が必要になります。少なくとも板厚の半分の半径を指定すれば、その第二の工程がなくなり、費用はかかりません。

表面処理のコストは、面積よりも段取りとマスキングで決まります。とくに小ロットでその傾向が強くなります。標準の RAL は他の仕事と同じバッチに乗せられますが、合わせ込んだ色は自前のバッチが必要です。マスキングするフィーチャはどれも取り回しの工数であり、マスキングが指定されるのは、ふつう図面がそれを考えていないからです。

設計上の手は、マスキングしなければならないフィーチャの数を減らすことです。ねじ部はマスキングするのではなく座ぐりにし、アース点は一度のマスキングで済む場所へ動かし、めっき工程そのものをなくせる素地と表面処理の組み合わせを選びます。

• すべての公差指示を開き、緩めても何が壊れるかを問います。答えが「何も壊れない」ものは消します。
• 曲げを数え、それぞれが何のためかを問います。構造上重複しているものを外します。
• 穴配列と装飾的な輪郭を探し、より少ない輪郭で機能を満たせないかを問います。
• 表面処理の指定を設置環境と照らし合わせます。屋内パネルの特注色は、ふつう便益のないコストです。
• サプライヤーに、どこを変えるかを尋ねます。工場はどの図面にも同じ高くつくフィーチャを見ており、無料でそれを指摘します。