DFM案例報告及檢討具備能力

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1. 前言

DFM，全名為Design for Manufacturing（可製造性設計），其核心目標在於在產品的初期設計階段就將所有可能影響製造的因素納入考慮，進行全面評估並及早提供給設計團隊。這樣做可以對零件、產品或組件的設計進行深度優化，從而有效地降低零件數量，並且在保持質量的前提下，減少生產產品的經濟成本和製造難度。

對於產品設計的過程來說，DFM的實施確保了在產品功能的保證之下，充分考慮到可製造性，使得零件和各種工藝更加便於製造。此舉能夠將產品的開發時間、經濟成本以及品質控制在可接受的範圍之內。產品設計者的創新思維固然重要，但任何產品的量產化都必須通過合理的製程才能實現。每一種製程都有其自身的限制和規範，提前了解並適應這些限制和規範，可以避免後期反覆的修改，進一步降低整體零件的生產成本。

以下是要進行DFM檢討的具備能力(主要以射出成形產品的檢討分析)，我把它拆成以下分幾大類需求說明。

2. 軟體的應用

所有產品都源於3D設計。然而，當產品設計存在缺陷時，試模生產階段肯定會出現問題；即便3D設計完美無缺，試模生產階段也可能會遇到問題或是設變修改，因為可能涉及到模具設計的影響或是組件的組裝性問題。

因此，在做產品分析時，利用專業軟體對圖檔進行深度分析和仔細檢查至關重要，以確認是否存在可能的潛在問題。因此，CAD軟體的運用顯得尤為重要，如Proe(creo)、UG、Solidword等軟體。

對於想往工程領域發展的人來說，懂得應用CAD軟體是一項必須的技能(圖1)。因為當你需要開始審查DFM報告時，就代表你已經位於產品開發的前端，必須具備進行產品審查或模具審查的能力。這不僅能提前發現並處理問題，也有助於減少後期模具修改的次數以及提高生產良率，因為公司在進行報價時會將良率因素考慮進去。

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3. 產品結構分析

在產品設計的過程中，產品的結構設計與外觀設計兩者是密不可分的，它們的關係常常充滿了矛盾與取捨。工程師必須深刻理解這兩者之間的關聯，並且妥善協調它們之間的相互影響，以達到客戶能夠接受的產品狀態。

專業的工程師應具備預測產品結構可能存在的缺陷，並且能夠提出具體且實用的修改建議，引導客戶進行適當的設計調整。畢竟，產品設計的最終目標始終是確保生產的順利進行。如果在工程師的報告中明確指出了產品存在的結構不合理之處，而客戶選擇忽視，那麼客戶也需要對此承擔一定的責任。

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4. 表面加工製程

表面處理是一種通過物理或化學方式，在材料表面形成一層具有特定或多種特性的覆蓋層的技術。這種處理能夠顯著提升產品的外觀、觸感和功能等多方面的效果，其中包括電鍍、蝕刻、噴漆、印刷等。
這種製程對於產品和模具都有其固有的限制和規定。工程師需要深入了解這些工藝的影響，例如：

(a) 蝕刻對於脫模角度的影響，以及對應力的影響。
(b) 印刷或噴漆對塑膠表面附著力的影響。
(c) 當產品表面需要做高光處理時，結構的肉厚比就需要做出調整。

在分析和檢討涉及表面處理的製程時，工程師需要花費更多的時間來進行檢討和確認。因為如果這種表面處理沒有被充分檢討，所需進行的修改通常會比較大，這對生產過程可能造成較大的影響。

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5. 模具結構分析

產品的結構設計對模具可能產生各種問題和影響，例如薄鋼問題，尖鋼現象，倒扣結構，或者斜銷退模行程不足等。在這裡，工程師的職責不僅是要識別這些問題，而且還要能提出實際可行的修改方案和模具調整建議。

特別是在當前，手持式產品的設計越來越小巧，許多錯綜複雜的undercut結構都被壓縮在一起。同時，還必須保持產品的外觀和尺寸規範。這些都是在進行產品檢討時需要特別注意的點。因此，工程師在進行檢討和提出解決方案時，必須全面考慮所有這些因素，以確保產品的可製造性和功能性。

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6. 模流分析

模流分析是一種在虛擬射出成形機中模擬射出成形過程的技術，它使我們能夠在這個虛擬環境中進行實驗和參數調整，並在實驗過程中發現問題並提出解決方案。

模流分析可以被比喻為人體健康檢查，它的目的是為了預防或減少未來可能出現的大問題。在產品開發階段，模流分析能夠幫助我們發現模具設計或產品設計的潛在問題，進而降低產品成型後可能出現的成型缺陷。

對於大型零件和外觀件來說，模流分析的重要性尤其突出。因為大型模具的修模成本極高，有時僅僅拆解一個模具就可能需要半天的時間。透過模流分析，我們可以在早期就預見並避免這些成本和時間的浪費。

然而，模流分析的準確性還是需要依賴經驗法則來配合(圖2-1) (圖2-2)。如前所述，CAE視為診斷工具是一種更理想的方式。不同的操作者和判讀者可能會產生不同的結果，因此，判讀者的專業知識和經驗是關鍵。

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模流分析檢視器應用

7. 總結

看完上述的說明，如果你有DFMEA（設計失效模式分析）的概念，你會發現製作一份產品的DFM報告，其實就是差不多是在做了一份簡易的產品DFMEA。針對產品在結構、加工、以及成型上可能出現的問題進行深入的分析與討論。透過系統化的方式，預先評估可能產生的問題，有效地降低風險，並且明確地提供具體的改善方案。對於有興趣深入了解DFMEA的人，可以上網查詢相關的內容與說明。

有時候，會遇到一些工程師，他們可能因為某些不必要的堅持(圖3)，結果出事了，他們會將自己的責任撇清推給廠商(或是其他部門)，說這是你射出的問題，這是你模具的問題，這樣的人不管你去哪裡都會遇的到。因此，確保DFM報告的內容寫得清楚明確，釐清責任的範圍，這不僅能避免將問題的影響波及到你，同時也是一種保護自己的重要手段。