如何创建准备好从原型转移到生产的零件或产品？查看我们的文章，其中提供了在考虑可扩展性的情况下进行设计的提示和技巧。
从原型过渡到完整的生产运行是一大步，需要大量的准备工作。在这篇博客中，我们将了解在投入生产之前可能需要考虑的设计实践、材料、后处理和其他影响产品可扩展性的因素。
什么是产品可扩展性？
在制造中，“可扩展性”是指零件或产品在不牺牲质量、导致不成比例的成本增加或遇到生产困难的情况下增加产量的能力。
提高零件的可扩展性涉及一种多管齐下的方法，包括零件的设计（包括材料）、用于创建零件的制造流程、供应链优化和持续改进。在接下来的几个部分中，我们将仔细研究产品可扩展性的各个方面，但首先让我们研究一下产品可扩展性与可制造性设计 （DFM） 有何不同。
产品可扩展性与可制造性设计 （DFM） 有何不同？
产品可扩展性和 DFM 可能相关，但绝不是相同的概念。产品可扩展性侧重于处理增加的需求或使用量，而 DFM 则优化产品设计以实现高效、具有成本效益的生产。正如您将在下面看到的，DFM 在产品可扩展性中起着重要作用。
产品可扩展性有哪些好处？
也许很明显，可扩展的产品以多种方式为制造商带来好处。看看以下内容。
- 成本效益。 可扩展的产品通常受益于规模经济，这意味着每单位成本会随着产量的增加而降低。这意味着您的生产成本将更低，同时帮助您在市场上为成品定价具有竞争力的价格并提高您的利润率。
- 灵活性。 借助可扩展的产品，您可以更轻松地适应需求变化，根据需要提高或降低生产水平，而不会造成重大中断或库存过剩。
- 简化操作。 可扩展的产品是简化流程和标准化操作的结果，这本身通常会提高整个生产和供应链的效率，例如缩短交货时间和降低库存成本。
创建可扩展产品涉及哪些挑战？
相反，实现可扩展的产品可能会给您的组织带来一些挑战。应对这些挑战需要结合技术专业知识、战略规划以及整个产品生命周期的持续迭代和改进。
生产能力。制造可扩展性的主要挑战之一是确保生产能力能够在不影响质量或效率的情况下满足不断增长的需求。
供应链管理。在扩展制造流程时，您可能需要随之扩展供应链。这将有助于确保您始终如一地获得保持运行所需的材料和组件。
质量管理。为了保持一致的产品质量，您需要有效的质量控制流程。随着产量的增加，实施这些流程可能会变得具有挑战性，因为它们通常需要持续监控和改进。
库存管理。平衡库存水平以满足波动的需求，同时最大限度地降低持有成本并避免缺货或积压，这是制造可扩展性的重大挑战。
设计和产品可扩展性
优化产品可扩展性的第一步是采取措施优化其设计。在这里，您需要关注以下因素。
- 简化设计。在设计阶段，请考虑如何降低产品或部件的复杂性。也许这意味着使用更少的零件或尽可能少的装配步骤来设计它。
- 可制造性设计 （DFM）。优化您的设计以简化制造，与制造商密切合作以确保与其功能兼容。
- 公差和配合。设计公差可在精度和成本之间取得平衡的零件。这种平衡是关键。具有非常严格公差的零件可能难以制造，但过多地降低成本，您将面临失去功能的风险。
- 标准化和模块化。如果您的零件或产品上的某个功能（如紧固件或连接器）可以标准化，请对其进行标准化。这将极大地有助于降低成本和简化生产。此外，在可能的情况下，设计时要考虑到模块化，以便于组装、拆卸和维修。
材料和产品可扩展性
设计完零件后，就该考虑材料了。以下是为可扩展产品选择材料时需要考虑的一些事项。
- 可制造性。 确保您的材料与您想要使用的制造工艺兼容。对于注塑成型，ABS 或聚碳酸酯等热塑性塑料是首选，因为它们具有熔体流动特性并且能够有效地填充复杂模具。对于 CNC 加工，硬质材料不如延展性材料合适。对于 FDM、SLS 和 MJF 增材制造，我们更喜欢热塑性聚合物，而对于 SLA 增材制造，通常使用热固性聚合物（树脂）。
- 可用性和交货时间。随时可用且交货时间短的材料将有助于确保大规模生产的一致性。例如，铝或钢等金属随处可见，并已建立供应链，因此通常用于制造可扩展的产品。
- 成本效益。就像您的产品设计一样，平衡是关键 – 在这种情况下，性能和成本之间。尼龙或聚丙烯等工程塑料在性能和经济性之间取得了良好的平衡。
- 机械性能。考虑拉伸强度、抗冲击性和刚度等特性，以及您的产品是否需要这些特性。
后处理和产品可扩展性
一旦您的零件制造完成，它可能仍然需要一种或多种后处理技术。在这里，与材料选择和零件设计一样，您需要进行战略性思考。
- 定义目的。后处理的目的可能是获得视觉上吸引人的零件或提高表面强度或质量，例如耐腐蚀性或耐磨性等。这意味着在设计阶段确定这一点至关重要，这样您就可以定义零件的有效区域并选择正确的后处理技术。
- 环境影响。一些后处理技术可能对环境有害，这意味着最好避免冗余进程。如果您的产品用途明确定义（如上所述），您有可能在生产过程中节省大量时间和精力。
- 与自动化的兼容性。 您使用的后处理技术应该能够轻松实现自动化。某些表面处理（例如抛光）具有自动化的潜力，但在做出任何艰难的决定之前，您应该首先咨询您的制造合作伙伴。
- 材料兼容性。 确保您的后处理技术与您选择的材质兼容。例如，退火或应力消除等热处理应根据材料的特性进行定制，以防止变形或材料损坏。
- 复杂的设计。根据您产品的几何形状，可能需要进行后处理以去除支撑材料。例如，在增材制造方面，正确定义打印方向可能有助于减少后处理时间，从而缩短生产时间。
- 正确的公差。 一些后处理技术，例如 III 型阳极氧化，需要高厚度涂层。这意味着您应该始终考虑并规划商品的公差。