如何完成零件制造：制造工艺选择和供应商资质认证
How to get a part made? Answer four questions in order: can it be made, with which process, to what quality and at what price? This page follows that chain, from a design for manufacturability review and manufacturing process selection to manufacturing cost estimation, 供应商 qualification and the tests that prove the result. Every step ends with a record or a test, so that the part you get is compliant and qualified, not only delivered.
你需要做什么？
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检查可行性
可制造性设计审查：几何形状、公差、材料和体积。
估算成本
制造成本估算：成本动因、模具成本与单位成本和理想成本的比较。
查找经过认证的供应商
ISO 9001 certified 供应商 by process and certificate, and the manufacturing RFQ.
对供应商进行资格审查
供应商资质：审核、首件检验、PPAP 和控制计划。
测试与检查
计量学、无损检测、材料鉴定和测试实验室。
转入生产环境
试运行、变更控制、可追溯性和交付条款。
从何说起呢？
我有一个设计图需要检查。
我有一张图纸，需要报价。
我的部件必须经过认证
我有一个设计图需要检查。
- 终极设计评审清单: close a design phase with manufacturability, regulation, ageing, recyclability, safety and cleanability checks.
- 装配设计（DfA）设计组装起来尽可能简单且成本低廉的产品。
- 塑料设计技巧集锦注塑成型工艺可以实现肋条、夹子、闩锁和活动铰链等功能，但缺乏理论依据。
- 过程失效模式及影响分析（PFMEA）找出制造过程中在制造第一个零件之前可能出现的各种问题。
- “面向制造的设计”课程如何设计工厂能够以预期的成本和质量制造的零件？（附 30 道题的测试）
我有一张图纸，需要报价。
- 可制造性设计（DFM）供应商：提供 DFM 审查以降低生产成本的工程服务。
- 产品价值分析概述在询价之前，先将零件的功能与其成本联系起来。
- 面向工程师的《国际贸易术语解释通则》简介谁支付运输、保险和海关费用，谁承担风险。
- 普氏矩阵：根据多个标准比较各种方案，例如报价或流程。
- 完整的供应商名录：按地图、关键词和类别搜索。
我的部件必须经过认证
- 制造业和工业标准完整框架：符合国际制造标准和规范，从 ISO 9001:2015 开始。
- ISO 9001质量管理体系标准: the most recognized 质量管理 system framework, used for manufacturing certification.
- 首件检查 (FAI)检查流程设置是否正确，以及生产的零件是否符合规格。
- IQ OQ PQ 工艺验证：逐步进行安装、运行和性能验证。
- 质量管理与合规体系课程: management systems, verification and 验证, with a 30-question quiz.
通过可制造性设计评审来检查可行性
A design for manufacturability review, or DFM review, checks that the part can be made, measured and delivered at your volume, in the material you chose. Check four things first: the geometry against the limits of the process, the tolerances and finish you really need, the material and its availability, and the 法规 that apply. Run the review before you order tooling, ask suppliers for their own DFM feedback, and add a process 失效模式及影响分析 to see what could go wrong in production. Tolerances and finish are strong cost drivers, so specify only what the function needs.
- 终极设计评审清单：在设计阶段结束时进行可制造性、法规性、老化性、可回收性、安全性和可清洁性检查。
- 装配设计（DfA）设计组装起来尽可能简单且成本低廉的产品。
- 过程失效模式及影响分析（PFMEA）分析并降低制造和装配过程中的风险，使其能够稳定运行。
- 塑料设计技巧集锦注塑成型特征：卡扣、加强筋、锁扣、活动铰链、加强筋和分型线。
- 20 个最佳清洁设计技巧表面粗糙度小、内半径小、具有自排水形状，适用于食品、医疗和日常用品。
- 塑料消费类电子产品的可拆卸设计：卡扣式结构、单一材料外壳和符合欧盟维修规定的无粘合剂连接。
- Matweb 材料属性数据库：最完整的免费材料属性数据库，涵盖金属、塑料、陶瓷和复合材料。
- 材料科学咨询服务供应商：专家甄选合金、聚合物或陶瓷。
- 少即是多。为什么要设计简约: simple design cuts production cost and improves the 用户体验.
制造工艺选择：主要工艺概览
Manufacturing process selection starts with volume. Processes that need tooling, such as injection molding, die casting and stamping, cost a lot to start and little per part, so they pay back at high volumes. Machining, laser cut sheet metal and 快速成型制造 need little or no tooling and suit prototypes and small batches. Then check material, geometry and tolerance against the table. Each process name links to the suppliers that offer it.
| 过程 | 典型用途和用量 | 注意 |
|---|---|---|
| 数控加工 | 金属或塑料材质的原型制作以及中小批量生产，公差要求严格，无需模具。 | 成本取决于机器加工时间和设置时间。避免使用过深过窄的凹槽、过薄的壁厚和过小的内半径。 |
| 注塑成型 | 塑料零件数量从数千到数百万不等，单位成本低，模具成本高。 | 保持壁厚均匀并添加拔模斜度。倒角会增加模具成本。参见 塑料设计技巧. |
| 压铸 | 大量生产铝、锌、镁合金零件，具有复杂的薄壁结构。 | 模具成本高昂且存在气孔风险。关键表面通常需要后续加工。 |
| 钣金加工 | 从单个零件到批量零件的激光切割和折弯，以及大批量冲压。 | 弯曲半径、孔到边缘的距离和回弹量决定了可行性以及预期的公差。 |
| 金属冲压与锻造 | 大批量生产且强度高的结构件。 | 模具制作成本高昂且耗时，因此在订购之前请确定设计方案。 |
| 焊接与连接 | Frames, enclosures, 压力 parts and assemblies of several pieces. | 变形和焊缝质量。询问哪些焊接工艺和焊工具备资质。 |
| 投资铸造与砂型铸造 | 中等批量、大型零件的复杂金属形状。 | 收缩率、表面光洁度和孔隙率。规划加工余量，并对关键零件进行X射线检测。 |
| 热成型和真空成型 | 大型浅型塑料壳体，模具成本低。 | 深拉伸成型会导致壁厚减薄，且公差要求比注塑成型更宽松。参见 热塑性塑料与热固性塑料. |
| 水压成型 | 利用流体压力形成的空心金属形状和管材。 | 冲压机和模具主要在大批量生产时才能发挥作用，例如汽车零部件行业。 |
| 快速成型制造 | 无需模具即可制作原型、复杂几何形状和小批量产品。 | 表面光洁度、方向相关性能和后处理。在将该工艺用于认证零件之前，必须对其进行验证。 |
| 热处理 和 表面处理 | Secondary operations for hardness, 耐腐蚀性 and finish. | 通常情况下，这些流程本身就是经过认证的，例如航空航天领域的 NADCAP。 |
制造成本估算：哪些因素决定零件价格
制造成本估算包括材料、机器工时和人工、分摊到整个生产规模的模具成本、表面处理、检验和认证、包装和运输。首先，从下往上构建一个成本估算，然后分别订购两到三个批次的报价，以确定模具成本的回收点。比较报价时，应基于以下一个标准：相同的材料证书、公差、检验级别、数量和交货条款。最后，计算总成本，包括废料、返工和延迟交货的成本。
- 产品价值分析概述：函数与成本的价值方程，以及诸如 FAST 之类的函数分析方法。
- 如何通过 15% 降低产品成本（示例）：物料清单审查、功能分析和重新设计，且不损失用户体验。
- 劣质成本 (COPQ)量化由缺陷和流程效率低下造成的损失。
- 成本效益分析在做出重大决定之前，权衡预期成本和预期收益。
- 面向工程师的《国际贸易术语解释通则》简介：规定了运输、保险和海关费用由谁支付以及风险由谁承担的十一条规则。
- 普氏矩阵：根据多个标准（例如流程或报价）从多个备选方案中选择最佳方案。
了解适用哪些标准和认证。
The standards that apply depend on the industry and the product, not on the process. A 医疗器械, a car part and a food container face different requirements even when they are molded the same way. Start from the framework of your industry, note the quality system certificate you expect from the supplier, and list the product standards and test methods the part must meet. Write them into the drawing and the purchase order.
- 医疗器械标准完整框架: standards beyond the usual ones, including ISO 13485 quality management and ISO 14971 risk management.
- 汽车标准完整框架：汽车行业的质量管理和其他标准。
- 航空航天标准完整框架：航空航天领域的设计、生产和运行标准。
- 食品行业标准完整框架：食品安全、质量和一致性标准，包括 ISO 22000。
- 电子元件标准完整框架：电子元件和半导体的标准。
- 家用电器标准完整框架: household appliance standards, 引领 by the IEC 60335 series on electrical safety.
- 机械硬件标准完整框架：机械硬件规范，超出 ISO 9001 对制造商的要求。
- 材料标准完整框架：哪里可以找到金属、聚合物、陶瓷、复合材料、合金和弹性体的标准。
- ISO 9001质量管理体系标准：最受认可的质量管理体系框架。
- ISO标准搜索查找与您的活动或产品相关的标准，然后在 ASTM、IEC 和 ANSI 搜索中查看相关内容。 tools 目录.
寻找通过 ISO 9001 认证的供应商和其他认证制造商
首先从流程入手，然后按认证筛选。目录中的1890家供应商中，约有900家提及了认证或资质：超过650家拥有ISO 9001认证，约250家拥有ISO 14001认证，超过130家拥有IATF 16949认证，约100家拥有ISO 13485认证，约70家拥有AS9100认证。获得ISO 9001认证的供应商其质量管理体系已通过第三方审核。但该证书并不能保证您的产品质量合格，其范围也可能不涵盖您的流程，因此请务必检查其范围和有效期，然后按照下文所述的供应商资质评估流程进行操作。
- 提及 ISO 9001 的供应商：通用质量管理体系认证。
- 提及 IATF 16949 的供应商汽车供应链的质量管理。
- 提及 ISO 13485 的供应商医疗器械质量管理。
- 提及AS9100的供应商：航空航天和国防质量管理。
- 提及 NADCAP 的供应商：经认证的特殊工艺，例如热处理、涂层和焊接。
- 技术采购寻找稀有零部件并审核工厂。
- 监管与合规咨询：符合 CE、FDA 和 UL 标准的设计级准备。
- 可制造性设计（DFM）供应商：提供优化设计以降低生产成本的工程服务。
撰写一份制造行业的询价单，提供可比报价。
制造询价单（RFQ）能将您的图纸转化为可供比较的价格。将同一份资料包发送给两到三家合格的供应商，并分别询问模具成本、各数量单位的单价以及交货周期。供应商需要猜测的信息越少，价格中隐藏的假设就越少。
- 图纸和 3D 模型：零件名称、编号和版本，以免有人引用过时的版本。
- 材质和等级：需提供相关证明文件，例如材质测试报告。
- 数量和预测：询问两到三个数量级的价格，并说明生产零件的年需求量。
- 公差和表面光洁度：仅标记关键特征，因为每增加一个严格的公差都会增加成本。参见 过程能力指数（Cpk）.
- 标准、检验和文件：证书、检验级别和 首件检验 报告。
- 包装、标签和交付条款：用以下方式定义它们 国际贸易术语解释通则.
- 报价格式：模具成本、每种数量的单价、交货时间和有效期，分别列出。
- 回复日期：报价截止日期以及回答问题的人员。
供应商资质认证：审核、首件检验和生产件批准程序 (PPAP)。
Supplier qualification confirms that a supplier has the systems, capacity and controls to deliver your part, then proves it on the part itself. Audit the supplier against your requirements. Then approve the part: a first article inspection checks the first parts against every requirement of the drawing, and a PPAP package, asked by automotive buyers, proves that the process can make the part repeatedly. In regulated sectors the process is validated in steps, installation, operation and performance, and documented under 良好生产规范. Agree the acceptance criteria, the sampling plan and the control plan before the first order.
- 首件检查 (FAI)验证流程是否设置正确，能否生产符合要求规格的零件，通常用于新零件或变更。
- 审计确保合规性，提供保证，并找出改进的机会。
- 生产控制计划控制生产过程的质量，使产品始终符合客户的规格要求。
- 验收取样：在无法进行 100% 检查的情况下，接受或拒绝大批量货物。
- IQ OQ PQ 流程验证：完整理论与实践：安装、运行和性能鉴定，以及每个步骤的关键活动。
- 从 GMP 到 cGMP：完整的母带制作指南：良好生产规范的 10 项核心原则，从书面程序到验证和设施设计。
- 污染控制策略和洁净室26个最佳实践：设施和设备设计、人员、公用设施、原材料和零部件。
- 确认与验证（V&V）：对照规范检查和对照需求检查之间的区别。
测试和检验以验证零件
Testing proves what a certificate cannot. Dimensional inspection checks geometry, non-destructive testing finds hidden defects, material identification confirms the 合金 or polymer, and environmental and reliability tests show how the part ages. Choose methods from the risks in your process FMEA, and check that the measuring system is itself capable before you trust its numbers. Use accredited labs when a standard or a customer requires it.
- 测量系统分析（MSA）: assess whether a measurement system gives trustworthy data for 过程控制 and product acceptance.
- 过程能力指数（Cpk）：流程在规范限度内保持良好状态的程度，用于供应商质量和公差设定。
- 如何利用统计过程控制（SPC）优化质量：控制图在实时过程监控中的基本原理、核心原则和作用。
- 材料鉴别技术及正向材料鉴别 (PMI)：常用技术、无损检测和质量控制。
- 用于识别塑料的逻辑树和图表：简单、有条理的测试，用于识别未知塑料。
- 处理 V&V、制造和质量方面的一次性缺陷和异常值：对罕见事件进行统计检测和处理。
- Compliance Testing：验证产品是否符合特定法律、法规或标准。
顺利进入生产阶段，避免意外情况发生。
在批量生产前，先进行试生产，验证模具、装配和质量控制，并根据测量结果决定是否继续生产。然后控制变更：每一项工程变更都必须经过正式的订单流程，以便明确其成本和质量影响。保持可追溯性，以便将缺陷追溯到具体批次，并在合同中明确交货条款和包装要求。从首批批次开始监控关键指标。
- 从实验室到市场：试生产的作用计划并开展试点项目，以验证工具、装配和质量控制，并做出是否继续的决定。
- 工程变更单 (ECO)：最大限度地减少中断和成本的最佳实践：正式的工作流程、变更看板、根本原因分析和控制成本的指标。
- 所有生产关键绩效指标 (KPI) 均用于监控和提高生产效率：以机器为中心的指标和以单位为中心的指标。
- 产品设计和制造中的校验和防止贴错标签、条形码扫描错误和代价高昂的召回。
- Poka-Yoke: Best Tips for Error-Proof Processes：通过设计防止装配错误。
- 8D问题解决：综合指南: a structured team 方法 to solve a recurring quality problem, for example with a supplier part.
看看零件是如何制造的
Seeing a process helps you judge feasibility and cost. These 工厂参观 and process guides show how real parts are formed, joined and finished.
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零件制造过程中适用的规则
- 首先确定产量。产量决定了工艺系列的选择，并决定模具投入是否划算。
- 只需明确功能所需即可。每一项严格的公差要求和特殊的表面处理都会增加成本和风险。
- 给供应商提供完整的信息：功能、环境、预测和标准，而不仅仅是图纸。
- 比较报价时，请仅基于一个标准。 普氏矩阵.
- 证书表明存在质量体系，但并不代表您的零件合格，因此请批准首件样品。 第一条检查.
- 在支付模具费用之前，务必确定设计方案。钢材切割完成后再做更改成本最高。参见 工程变更单.
- 在制造第一个零件之前，先商定好测量方法：包括量具、抽样方案和验收标准。参见 测量系统分析.
- 按批次保存记录：材料证书、检验报告和工艺数据，以便追溯缺陷。
- 当数量或风险允许时，选择第二个关键零部件供应商。
- 测试零件时，应使其在与实际使用条件相符的环境下进行测试，而不仅仅在工作台上进行测试：例如温度、振动、清洁和老化等条件。参见 可靠性与生命周期测试供应商.
寻找认证供应商、测试实验室、大学和空缺职位
按流程划分的供应商
测试和检验实验室
- 无损检测（NDT）X光、CT扫描和超声波检查。
- 计量与尺寸检测：三坐标测量机、三维扫描和激光跟踪。
- 检测与测量系统视觉系统和自动化计量。
- 故障分析对故障部件进行根本原因调查。
- 化学与材料分析光谱学、色谱法和扫描电镜。
- 环境应激测试：HALT、HASS 和热循环。
- 可靠性和生命周期测试: MTBF 验证和疲劳试验。
- 电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）测试电磁兼容性和干扰。
- 声学与振动测试噪声基底和共振分析。
- 校准服务：可追溯至NIST的校准。
- 航空航天测试AS9100 和 DO-160 标准。
- 汽车测试：IATF 16949，碰撞和振动标准。
- 医疗器械验证：ISO 13485 合规性验证和确认服务。
- 安全认证：UL、CSA、ETL 和 TUV 测试。
大学、研究和就业
接受制造和质量设计方面的培训
“面向制造的设计”课程教授如何设计工厂能够以预期成本和质量生产的零件。“质量管理与合规体系”课程涵盖了受监管和标准驱动的制造所需的框架。每门课程都包含一个30道题的测验，以检验您的学习水平。
- ISO 9001质量管理体系标准：最受认可的质量管理体系框架。
- 朱兰三部曲（质量三部曲）质量规划、质量控制和质量改进是三个相互关联的过程。
- 全面质量管理（TQM）：一种人人都能改进流程、产品和文化的理念。
- 质量的七个基本工具石川图解技术，例如因果图。
- 过程能力指数（Cpk）：流程在规范限制范围内的保持程度。
编辑精选
编辑为本主题挑选的页面：首先是供应商名录，然后是九个关于可行性、技术、价格、资质、测试和生产的指南。
如何定制零件：常见问题解答
制造工艺选择是如何进行的？
先考虑产量，然后是材料、几何形状和公差。注塑成型和压铸等模具制造工艺适合大批量生产。机械加工、钣金加工和增材制造适合原型制作和小批量生产。 进程表 进行比较，每个名称都对应一家供应商。在最终确定设计方案之前，请与供应商确认选择。
如何估算零件的制造成本？
将材料费、按车间单价计算的加工时间、设置费和模具费除以批量大小、精加工费、检验费、包装费和运费加上管理费用和利润。这种自下而上的方法在了解工艺流程和产量后最为准确。对于早期概念，根据类似零件进行快速估算就足够了。 产品价值分析 展示了如何将功能与成本联系起来。
什么是工具投资？它何时才能带来回报？
模具是指为单个零件制造的模具、冲模和夹具。这是一项固定成本，分摊到每个生产的零件上。盈亏平衡点是模具成本除以每个零件相对于不使用模具的工艺所节省的成本。低于该产量时，机械加工、钣金加工或增材制造通常更经济。
如何公平地比较报价？
所有报价均应基于相同标准：相同的图纸版本、材料和证书、公差、检验级别、数量、包装和交货条款。同时，请注明每份报价不包含的项目，例如模具、样品或测试。 国际贸易术语解释通则 明确运输费用由谁承担，风险由谁承担。 普格矩阵 有助于根据多个标准对选项进行评分。
制造行业的询价单应该包含哪些内容？
请发送图纸及其修改稿和3D模型，材料及等级、数量及预估、公差及表面光洁度、适用标准、所需检验及文件、包装、交货条款以及您需要报价的日期。请分别列出模具成本、各数量单位的单价和交货周期。 询价单核对表 以上列出了每一项。
通过 ISO 9001 认证的供应商能保证什么？
独立机构已根据 ISO 9001 标准对供应商的质量管理体系进行了审核，因此相关程序、记录和纠正措施均已存在。但这并不保证特定部件完全符合您的要求，且证书范围可能不涵盖您的流程。请索取证书，核实其范围和有效期，然后再对部件进行资质认证。参见 ISO 9001.
如何在不降低质量的前提下降低价格？
仔细审查物料清单和每个零件的功能，放宽功能不需要的公差和表面处理要求，使用标准材料和尺寸，并根据所选工艺进行设计。比较批量折扣，并在选择最低报价之前计算劣质产品的成本。参见 如何将产品成本降低15% 和 低质量的代价.