医療用電極パッドは技術的に機能する場合もありますが、効率的に製造するのは依然として困難です。

図面上では設計は簡単に見えますが、製造に入ると、メーカーは材料の動作、公差、工具、組立、検査、パッケージング、および生産の拡張性を考慮する必要があります。

ここが製造のための設計 (DFM)が重要になります。

DFM は、設計の開発中に製品が実際にどのように製造されるかを考慮するエンジニアリング アプローチです。

電極パッドの OEM プロジェクトの場合、DFM は、高価なツールの変更、生産の遅れ、品質の問題が発生する前に、潜在的な製造上の問題を特定するのに役立ちます。

OEM 開発は多くの場合、顧客の仕様から始まります。

お客様はすでに以下のものを持っている可能性があります。

• 製品寸法
• 電極の形状
• 材料要件
• コネクタ仕様
• ヒドロゲルの要件
• 梱包要件
• 業績目標

ただし、仕様は必ずしも製品を製造するための最適な方法を定義するものではありません。

2 つの設計は同様に機能する可能性がありますが、製造の複雑さは大きく異なります。

次のことが必要になる場合があります。

• より複雑なツール
• 材料の無駄が増える
• より厳しい製造公差
• 追加の手動操作
• より困難な検査

もう 1 つは、より単純で安定した製造プロセスで同じ目的の機能を達成できる可能性があります。

DFM は、量産を開始する前にこれらの違いを特定するのに役立ちます。

DFM は、単に製造を容易にするために製品を変更するものではありません。

目的は、以下の間の最適なバランスを見つけることです。

• 製品の機能
• 製造の実現可能性
• 品質
• 料金
• スケーラビリティ

電極パッドの場合、この評価には複数の領域が含まれる場合があります。

電極パッドの形状は、材料の変換方法に直接影響します。

メーカーは以下を評価する可能性があります。

• 全体の寸法
• コーナー形状
• 狭いセクション
• カットアウト
• 穴
• タブ
• コネクタエリア
• フィーチャ間の距離

非常に小さいフィーチャまたは複雑なフィーチャを含む設計には、より特殊なツールが必要になる場合があります。

これは必ずしもデザインを製造できないという意味ではありません。

代わりに、エンジニアリング チームは、提案された形状が選択した製造プロセスに適切かどうかを判断する必要があります。

同じ電極形状でも、使用される材料に応じて異なる動作をする可能性があります。

たとえば、裏材の材質が異なれば、次のような特性が異なる場合があります。

• 柔軟性
• 厚さ
• ストレッチ性
• 表面特性
• ダイカット動作-

同様に、ヒドロゲルまたは接着剤システムが異なれば、コーティング、積層、保管、加工中に異なる挙動を示す可能性があります。

したがって、DFM は次の点を考慮する必要があります。素材と製造工程の関係、どちらかを独立して評価するのではなく。

多くの電極パッドは複数の層を使用しています。

簡略化された構造には次のものが含まれます。

バッキング

↓

導電層

↓

ハイドロゲル/導電性接着剤

↓

剥離ライナー

新製品を開発するとき、エンジニアは以下を評価することがあります。

• レイヤー数
• 層の厚さ
• 材料の適合性
• 調整要件
• ラミネートシーケンス
• エッジ構成
• ダウンストリーム変換要件

別の層を追加すると、製品要件が解決される可能性がありますが、製造がさらに複雑になる可能性もあります。

DFM は、追加の複雑さが正当化されるかどうかを判断するのに役立ちます。

すべての次元に同じレベルの精度が必要なわけではありません。

製品開発におけるよくある間違いの 1 つは、実際に必要かどうかを考慮せずに、すべての寸法に対して非常に厳しい公差を指定することです。

許容誤差を厳しくすると、次のことが増加する可能性があります。

• 工具の要件
• 検査要件
• 制作難易度
• 材料廃棄物
• 製造コスト

優れた DFM レビューでは次のことが求められます。

どの次元が機能的に重要であり、どの次元が合理的により柔軟に対応できるでしょうか?

この違いは、製品がプロトタイプから量産に移行するときに大きな違いを生む可能性があります。

電極パッドは通常、ダイカットなどのプロセスを使用して変換されます。

したがって、製品設計は、選択したツール戦略と互換性がある必要があります。

エンジニアリング チームは次のことを検討できます。

• 金型構造
• 切断形状
• 工具の耐久性
• 特徴の間隔
• 材料の厚さ
• 切込み深さ
• 生産量

小規模なプロトタイプでは機能する設計でも、大量生産では別のツールのアプローチが必要になる場合があります。{0}}

DFM は、プロジェクトの早い段階でこれらの考慮事項を特定するのに役立ちます。

DFM では、原材料をどのように効率的に最終製品に変換できるかについても考慮します。

ロールベースの製造では、製品のレイアウトが材料の使用率に影響を与える可能性があります。{0}

たとえば、技術者は、複数の電極形状が材料ウェブ上にどのように配置されるかを評価する場合があります。

目標は、不必要なものを最小限に抑えることです。

• 無駄を取り除く
• 製品間のギャップ
• 未使用素材
• 生産スクラップ

生産量が増加するにつれて、これはますます重要になります。

ユニットあたりの追加の材料の無駄は少量であっても、数十万または数百万のピースにわたって増加すると、重大な問題になる可能性があります。

製品設計は、その製造に利用できる製造プロセスと互換性がある必要があります。

一般的な評価では、次のことが考慮されます。

素材→コーティング→ラミネート→スリット→型抜き→検査→梱包

既存の製造ワークフローでは確実に処理できない機能が設計に導入されている場合、エンジニアリング チームは次のことを行う必要がある場合があります。

考慮する：

• 代替ツール
• 異素材構造
• 変更されたジオメトリ
• 追加のプロセス手順
• さまざまな機器

これらの問題は早期に特定されるほど、対処が容易になります。

DFM は、完成品の検査方法も考慮する必要があります。

寸法は技術的に測定可能な場合もありますが、生産規模で効率的に検査するのは困難です。

したがって、エンジニアは次のことを検討できます。

• どの次元が重要か
• どの機能に検査が必要か
• 検査はどのように行われるのか
• 自動検査が可能かどうか
• 合格基準が明確に定められているか

製造は簡単でも、一貫した検査が難しい製品は、必ずしも十分に最適化された設計であるとは限りません。{0}

DFM の最も重要な概念の 1 つは次のとおりです。プロトタイプの成功が自動的に製品化の準備を意味するわけではありません.

プロトタイプは以下を使用して作成できます。

• 手動組み立て
• 仮設工具
• 少量の材料
• 追加のオペレータ介入
• より柔軟な受け入れ基準
• 大量生産は違います。

商業生産ラインでは、次のことを考慮する必要があります。

• 再現性
• プロセス能力
• 工具寿命
• 材料の入手可能性
• 生産速度
• 検査
• 収率
• 料金

したがって、質問は次のようなものだけであってはなりません。

「この電極パッドを作れますか？」

また、次のようにする必要があります。

「この電極パッドを必要な量で安定して作ることはできるでしょうか？」

DFM レビューでは、本番環境の問題になる前に潜在的な問題を特定できます。

例えば：

ツーリング前

エンジニアは、ツールが不必要に複雑になる可能性のある形状を特定できます。

材料購入の前に

大量生産を約束する前に、材料の適合性を確認できます。

量産前

製造パラメータと検査要件を評価できます。

商業発売前

潜在的な生産ボトルネックを特定して対処できます。

これにより、多額の開発コストがすでに投資された後で、根本的な製造上の問題が発見される可能性を減らすことができます。

重要な違いがあります。

DFM は、製造が難しいという理由だけで機能を削除することを意味するものではありません。

一部の機能は次の場合に不可欠となる場合があります。

• 臨床応用
• 製品性能
• ユーザーエクスペリエンス
• デバイスの互換性
• 製品の差別化

DFM の目的は、これらの決定が製造に及ぼす影響を理解することです。

たとえば、顧客が特定の用途に特定の電極形状を必要とする場合、その形状を削除することが解決策ではない可能性があります。

代わりに、エンジニアは以下を調査できます。

• より良いツール
• 代替材料構造
• さまざまなプロセスパラメータ
• Web レイアウトの改善
• 異なる生産シーケンス

これは、OEM 開発においてエンジニアリングのコラボレーションが特に重要になる点です。

理想的には、DFM を開始する必要があります最終工具と量産の前に.

実際の OEM 開発シーケンスは次のようになります。

ステージ 1 - の製品要件

目的の製品の機能と仕様を定義します。

↓

ステージ 2 - の予備設計

形状、材料、構造、コンポーネントの要件を策定します。

↓

ステージ 3 - DFM レビュー

製造の実現可能性、工具、公差、材料、検査を評価します。

↓

ステージ 4 - プロトタイプ

評価と検証用のサンプルを作成します。

↓

ステージ 5 - 設計の最適化

エンジニアリングの結果に基づいて設計またはプロセスを変更します。

↓

ステージ 6 - ツール

承認された設計に基づいて生産ツールを開発します。

↓

ステージ 7 - パイロット プロダクション

本格的な製造の前に製造プロセスを評価します。{0}

↓

ステージ 8 - 量産

定義されたプロセスと品質管理を備えた商業生産に移行します。

このアプローチは、生産ツールがすでに完成した後に製造上の問題を発見するよりもはるかに効率的です。

エンジニアリングレビューの品質は、プロジェクトの開始時に入手可能な情報に部分的に依存します。

役立つ情報には次のようなものがあります。

• 製品図面
• CADファイル
• 対象寸法
• 材料要件
• 層構造
• ヒドロゲルの要件
• コネクタの要件
• 対象用途
• 目標生産量
• 梱包要件
• 規制または市場の要件

すべてのプロジェクトで最初のディスカッション時にこれらすべての情報が必要なわけではありません。

ただし、目的の製品が明確に定義されているほど、メーカーは生産の実現可能性をより効果的に評価できます。

サプライヤーを評価するときは、次のことを尋ねることを検討してください。

貴社のエンジニアリング チームは、ツーリングの前に私たちの設計をレビューしてもらえますか?

これは、サプライヤーがエンジニアリング サポートを提供しているのか、それとも主に製造ベンダーとして業務を行っているのかを識別するのに役立ちます。

製造可能性を考慮して設計変更を推奨できますか?

有能な OEM パートナーは、製品の意図された機能を不必要に変更することなく、製造への影響について話し合うことができる必要があります。

公差はどのように評価しますか?

どの次元が重要であると考えられるのか、またその理由を尋ねます。

材料の利用をどのように最適化しますか?

これは、大規模プロジェクトに特に関係します。{0}

プロトタイプから量産までどのように移行しますか?

その答えによって、サプライヤーのエンジニアリングおよび製造プロセスがどの程度成熟しているかがわかります。

当初の仕様どおりに設計を製造できない場合はどうなりますか?

強力なエンジニアリング プロセスでは、単にプロジェクトを拒否するのではなく、代替案を提供する必要があります。

1 回限りの注文の場合、製造価格が最大の関心事になる場合があります。{0}

ただし、長期的な OEM プログラムでは、エンジニアリングのコラボレーションがより重要になる可能性があります。{0}

製品のデザインは進化する可能性があります。

素材が変更になる場合がございます。

生産量が増加する可能性があります。

パッケージはリニューアルされる場合がございます。

新しい市場では追加の要件が導入される可能性があります。

製品の製造ロジックを理解しているメーカーは、多くの場合、これらの変更により効果的に参加できます。

これにより、OEM 製造が単純なものから変わります。

「仕様書送付→商品受け取り」

関係性:

「設計→設計→検証→製造→改善」

コラボレーション。