Utilizzo del MIM per la produzione su larga scala

Produrre un componente di alta qualità con tempi di produzione brevi e il minor costo totale è fondamentale per il successo complessivo di un'azienda e del suo componente finale. Per la produzione su larga scala di componenti piccoli e complessi, lo stampaggio a iniezione di polveri metalliche (MIM) è il processo più efficiente.

In OptiMIM, siamo esperti nel portare il vostro progetto dal tavolo da disegno alla produzione di massa. Il nostro processo di stampaggio a iniezione di polveri metalliche non solo si presta alla scalabilità grazie all'automazione, alla capacità per grandi lotti e a un investimento iniziale relativamente ridotto, ma i nostri ingegneri sono anche esperti nell'ottimizzazione della supply chain e dei processi di convalida.  

Per rispondere a tutte le vostre domande sul perché lo stampaggio a iniezione di polveri metalliche sia il metodo più semplice per produrre su larga scala, abbiamo interpellato John O'Donnell, Business Development Manager di OptiMIM e ingegnere meccanico con oltre 30 anni di esperienza nel settore, specializzato nella progettazione e nello sviluppo di prodotti.

Perché è importante progettare per la scalabilità?

Parliamo spesso dell'importanza di progettare per la producibilità (DFM), ma anche la scalabilità deve essere al centro della progettazione del prodotto. Dopo aver considerato il coinvolgimento precoce del fornitore e la trasparenza, integrare la scalabilità nel processo ci consente di realizzare stampi in grado di supportare un improvviso aumento della domanda produttiva o persino modifiche delle caratteristiche progettuali. Consultando i nostri ingegneri progettisti nelle prime fasi dello sviluppo del componente, possiamo comprendere meglio le variabili e definire una roadmap funzionale per il cliente, in grado di portare sul mercato un componente di successo.

Come posso aumentare la produzione mantenendo il controllo?

Esistono diverse aree in cui i fornitori possono non riuscire a consegnare un componente di qualità, ad esempio non pianificando possibili interruzioni produttive o variazioni dei volumi. È importante considerare l'intero ciclo di vita del progetto e creare una roadmap. Nello sviluppo della roadmap, la documentazione delle variabili di processo diventa la chiave del successo. Il processo dovrebbe essere orientato meno alla consegna dei componenti al cliente nel minor tempo possibile e più alla standardizzazione dell'intero processo e alla riduzione progressiva dei tempi di consegna. L'enfasi sulla documentazione delle procedure e della formazione evita la perdita di conoscenze relative a fasi e controlli fondamentali quando la produzione aumenta. I produttori devono essere in grado di reagire e adattarsi agli imprevisti e, con i processi corretti in atto, il successo è inevitabile.

Come posso aumentare il volume di produzione?

L'impiego di tecniche di scalabilità, come il Predictive CPK Modeling, può garantire che gli aumenti di volume siano realizzati in modo efficace ed efficiente. Tolleranze e dimensioni vengono analizzate per ottenere il livello di CPK, ovvero la capacità di processo sostenuta, che possiamo mantenere durante la produzione. Vengono identificate tutte le variabili del processo produttivo, dalla consistenza del feedstock alle variazioni di stampaggio. Grazie alla modellazione, possiamo ottimizzare la supply chain e aumentare la capacità più rapidamente. E per molti di voi, il time-to-market è l'aspetto più importante.

Eliminate gli ostacoli alla scalabilità con OptiMIM

Abbiamo visto diversi produttori di dispositivi medici cadere nella trappola di utilizzare un processo produttivo "rapido", come la lavorazione meccanica da barra, per convalidare il prototipo e arrivare sul mercato il più velocemente possibile. Sebbene questi processi possano creare un prototipo funzionale, non sono scalabili lungo l'intero ciclo di vita del programma. Pertanto, quando questi produttori di dispositivi medici passano a un nuovo processo per aumentare la produzione di massa, devono ricominciare da zero la convalida del processo, ritardando il progetto di diversi mesi. Inoltre, l'uso di processi diversi per il prototipo e il componente finale può comportare considerazioni progettuali differenti, a seconda delle capacità di ciascun processo.

Con OptiMIM possiamo produrre prototipi pienamente funzionali per convalidare il vostro progetto in un modo scalabile per l'intero ciclo di vita del prodotto. Anziché dover passare da un altro processo e affrontare una nuova convalida e potenziali riprogettazioni, gli ingegneri OptiMIM possono guidare il vostro programma dalla concezione alla produzione di massa, consentendovi di sfruttare l'intera gamma dei vantaggi del processo MIM. Quanto prima veniamo coinvolti, tanto maggiore è il valore che possiamo integrare nel vostro componente.

Quali vantaggi apporta l'automazione al progetto?

Altre tecniche produttive, come la lavorazione meccanica, sono in grado di realizzare geometrie complesse, ma quando si tratta di aumentare la capacità produttiva, lo stampaggio a iniezione di polveri metalliche risulta superiore. Con un processo completamente automatizzato, potete passare molto rapidamente da bassi ad alti volumi senza elevati costi generali. Implementando l'automazione nel processo produttivo, aumentate i tempi di produzione, riducete gli scarti di materiale e ottenete una migliore qualità e ripetibilità del prodotto con tempi di consegna più brevi, così da ricevere più rapidamente i vostri ordini.

Potete fornire un esempio di controlli automatizzati del processo?

Ad esempio, uno dei nostri processi automatizzati, il Pressure Sensor Cavity Monitoring (PSCM), consente una maggiore complessità del componente, controlli di processo stabilizzati e una maggiore cavitazione dello stampo. Possiamo quindi aumentare la quantità e la capacità produttiva annuale, mantenendo un controllo rigoroso e semplificando la transizione alla produzione di massa. Il sistema PSCM ci consente di effettuare regolazioni fini dello stampaggio in tempo reale, un aspetto estremamente importante per la costanza della capacità di processo sostenuta del componente.  Senza questo sistema, potremmo riscontrare maggiori variazioni di tolleranza tra un componente e l'altro. Il sistema PSCM mantiene inoltre le macchine più stabili e operative più a lungo.

Come posso ridurre il costo della scalabilità con il MIM?

Nel decidere se il MIM sia il processo giusto per un progetto, è importante valutare la scalabilità rispetto ad altre tecnologie. È inoltre importante considerare la complessità del componente e il periodo per il quale il prodotto dovrà essere realizzato, per determinare il metodo più conveniente.

Ad esempio, scegliere la lavorazione meccanica per un componente che richiede più piazzamenti e che dovrà essere prodotto nell'arco di tre-cinque anni potrebbe risultare costoso a causa del tempo macchina necessario per completare l'ordine. Un centro di lavorazione ha inoltre una capacità limitata, con il possibile conseguente aumento dei costi nel tempo per macchine aggiuntive o più fornitori, introducendo rischi inutili nella supply chain.

Uno dei vantaggi distintivi del MIM è la possibilità di aumentare la capacità con lo stesso ingombro utilizzato per i prototipi, aggiungendo così ROI lungo il ciclo di vita del progetto. Con il MIM, è possibile aggiungere cavitazione alle macchine di stampaggio esistenti anziché aggiungere altre macchine al processo: ciò significa un investimento inferiore per volumi da moderati a elevati.

Considerazioni finali sulla scalabilità

Scalabilità non significa dover produrre milioni di pezzi all'anno. Significa semplicemente mantenere un solido controllo del processo durante il passaggio alla produzione su vasta scala. La chiave consiste nel mantenere i controlli sul prodotto e sul processo senza degradare la capacità. Se ritenete che il vostro componente possa trarre vantaggio dal processo MIM, contattate uno dei nostri ingegneri progettisti, che potrà illustrarvi i vantaggi in relazione al vostro progetto.