עיבוד שבבי הוא תהליך ייצור שבו מעבדים גוש חומר גלם בגישה של הורדת חלקים מיותרים, עד לקבלת הצורה הרצויה. אפשר לגשת לעיבוד חומרי גלם בכמה צורות שונות. במבט על, ישנה הגישה הישירה של לקיחת גוש חומר ושינוי צורתו ("עיבוד פלסטי"). נאמר מוט מתכת, אשר מפתלים כדי ליצור חלק של מעקה מתכת. גישה נוספת, שהיא לרוב מתקדמת יותר, היא גישה של הוספת שכבות חומר, עד לקבלת תוצאה רצויה. הדוגמה הקלאסית-מודרנית לכך, היא הדפסת תלת ממד והתחום ידוע כ-additive manufacturing. עיבוד שבבי עובד כאמור בגישה שונה – הסרת חלקים מגוש חומר הגלם. בדוגמה מעולם הפיסול, הדבר דומה לגוש שיש גדול שממנו הפסל מוריד חלקים. לבסוף "מתגלה" הפסל, אשר היה עד כה חבוי בדמיונו ובתוך הגוש חסר הייחוד. במהלך תהליך זה, מסירים מחומר הגלם עוד ועוד "שבבים" וזהו מקור הכינוי לשיטה זו – עיבוד שבבי.
כשם שפסל עובד בעזרת מגוון רחב של כלים כדי להוריד חלקים מגוש השיש בהתאם לצורך, כך גם בעיבוד שבבי. אפשר להסיר באמצעותו חלקים מאובייקט שעליו עובדים, בגדלים שונים ובצורות מבוקשות. תודות למכונות מתקדמות מסוג זה, תמצאו אצל ספק מקצועי ואיכותי מענה לכל דרישה כמעט בתחום, למשל במחלקת תבניות ועיבוד שבבי של חברת י.ש.ר תעשיות פלסטיק. מכונות העיבוד השבבי עצמן גמישות מאוד ביכולות שלהן – אפשר למקם או להזיז את גוש חומר הגלם לפי הצורך, ב-3 צירי תנועה וגם באופנים נוספים. אפשר כמובן להזיז בצורה מגוונות גם את הראשים שמעבדים אותו. למעשה, זהו תחום טכנולוגי מורכב, ותיק ומתקדם מאוד היום. כאשר הכול מכוון למטרה אחת – השגת התוצר המדויק שהלקוח מעוניין בו. אז מה רוצים לייצר? בגדול, אפשר לתאר זאת כשני סוגים של מוצרים. מחד, עסקים רבים זקוקים לייצור המוני של מוצריהם. פתרון מהיר וזול מספיק, להשגת כמויות גדולות של מוצר איכותי לפי דרישתם. עיבוד שבבי משתלב פעמים רבות בתהליכי ייצור כאלה, כאשר אוטומציה (עליה נרחיב בהמשך) מסייעת להאיץ ולהוזיל זאת. מאידך, עסקים זקוקים לעיתים דווקא לייצור כמויות קטנות מאוד ואפילו לפריט בודד. למשל, במסגרת פיתוח מוצר, כאשר זקוקים למודלים ופרוטוטייפים, שכן עיבוד שבבי מאפשר לממש זאת במהירות ובעלות משתלמת. כמובן, הוא יתאים גם למצבים שבהם דרוש משהו באמצע – מוצר מוגמר או חלקים למוצר כזה, אך בכמויות קטנות יחסית. אנו חיים כידוע בחברה של שפע צרכני, אשר מתבטא במגוון רחב של מוצרים. עסקים רבים עוסקים בהצעת מענה לביקוש של צרכנים בתחומים שונים. הדבר מוביל לצורך בייצור רב אפשרויות ועיבוד שבבי הוא אחד מסוגי הפתרונות המרכזיים לכך.
רשימת הדברים שאפשר לייצר בצורה כזו ארוכה מאוד. הינה כמה דוגמאות בולטות:
·חלקי מנוע לרכב – מנועי רכבים חייבים לעבוד היטב ולאורך זמן, בטמפרטורות גבוהות מאוד וכל זאת מבלי להיפגע. לכן, מדובר בחלקים מחומרים חזקים במיוחד. כמו כן, מנוע רכב הוא מערכת סגורה אשר עובדת במהירות גבוהה מאוד. הדיוק חיוני לשם פעולתה התקינה והיעילה.
·חלקים למערכות אופטיות – גם באופטיקה הדיוק חשוב מאוד בדרך כלל.
·חלקים למטוסים – בעולם התעופה ישנה כידוע הקפדה גדולה במיוחד על איכות הייצור. מטוס הוא כלי תחבורה שאיננו סלחני לתקלות ולכן, איכות הייצור קריטית לתחום זה.
·חלקים למכונות – מכונות עיבוד שבבי מייצרות גם חלקים למכונות, כולל מכונות עיבוד שבבי.
זו היא כאמור רק רשימה חלקית של דוגמאות. אחד הדברים המשותפים לכל סוגי החלקים האלה הוא הצורך בדיוק רב. ניקח למשל ייצור חלקים מכניים למטרות מתקדמות, כולל חלקים נעים למגוון מוצרים כגון מכונות תפירה. במכונות חייבים דיוק כדי שהמנגנונים יעבדו היטב וללא תקלות. כמו כן, מכונות שונות עושות שימוש בחלקי מתכת כדי להשיג חוזק רב של החומר, כך שתתקבל עמידות. המטרה היא שחלקי המכונה לא יישחקו או יישברו בקלות, ולכן חייב להשתמש בחומר חזק המחייב עיבוד באמצעות מכונות מתאימות (למשל, לא מעשי לעבד גוש פלדה באמצעות מסורית מתכת או איזמל פסלים), כאן נכנסות לתמונה כל המכונות המתקדמות של עולם העיבוד השבבי.
לעיבוד שבבי יתרונות רבים אשר בזכותם הוא זוכה לפופולאריות גדולה כל כך לאורך השנים. יתרונות העיבוד השבבי כוללים:
·רמת דיוק גבוהה – כפי שהזכרנו, עיבוד שבבי מאפשר להשיג דיוק גבוה בייצור. למעשה, אפשר לבצע היום עיבוד בשיטה זו עד לרמות של אלפית המילימטר!
·חומרים עמידים – יכולת לעבד היטב, במהירות ובקלות חומרים חזקים ועמידים מאוד.
·חומרים גמישים – העיבוד השבבי מספק כרסום ספוגים באמצעות CNC. שימוש ידוע לכך, שבוודאי נתקלתם בו לא פעם, הם ספוגים לריפוד הפנים של ארגזי נשיאה. הכוונה לארגזים שמותאמים לסט כלים למשל, אשר צריך לוודא שיוחזקו בארגז באופן מסודר. כך שהם ממוקמים בתוך הספוג, שגם "עושה סדר" וגם מגן על חפצים רגישים, ככל שישנם בארגז.
·התאמה אישית – יכולת לייצר מוצרים מיוחדים שאי אפשר לרכוש כמוצר מוכן. כלומר, התאמה אישית מרבית לדרישותיכם.
צריכה להיות כמובן התאמה בין חומרי הגלם לבין חלקי המכונה שנמצאים איתם באינטראקציה ואופני העיבוד שבהם משתמשים. זאת כדי שהתהליך ישיג את התוצאה הרצויה במדויק ולא יזיק לחומר. כלומר, שהתהליך יסיר רק את מה שדרוש ובאופן הדרוש, מבלי לפגוע בחומר ובצורתו. בפועל, אפשר ליישם עיבוד שבבי על קשת רחבה של חומרים שימושיים. זו יכולה להיות מתכת רכה יחסית כגון אלומיניום, אך גם מתכת קשה דוגמת פלדה. אפשר לעבד גם סוגי מתכת יותר מיוחדים כמו ברונזה, פליז או נירוסטה. אף על פי שמתכות לסוגיהן מהוות חומר בולט מאוד בהיסטוריה של העיבוד השבבי עד היום, הסיפור לא מסתכם בכך ולמעשה אפשר לעבד בצורה כזו גם מוצרי פלסטיק ואפילו עץ. flexible manufacturing systems (FMS) הן מערכות שבהן אפשר להחליף ראשים לשם עבודה על חומרים שונים, כולל באופן אוטומטי.
המבחר הרחב של האפשרויות הטכניות, מאפשר להשיג מגוון תוצאות, היקפי עבודה שונים וכדומה. לכן יש לא מעט סוגים של מכונות עיבוד שבבי ובהם:
מכונת עיבוד שבבי אשר פועלת כמחרטה מסתובבת. לדוגמה בעבודת נגרות לשם חריטת גליל עץ, כחלק מעיצוב של רגל דקוראטיבית לשידה למשל.
"כרסומת" אשר מבצעת מגוון פעולות "כרסום" של האובייקט שיש לעבד.
CNC הם ראשי התיבות Computer Numerical Control (בקר ממוחשב נומרי). בעוד ששני סוגי המכונות הקודמים שציינו הם ידניים, מכונת CNC היא מכונת עיבוד שבבי ממוחשבת. יש בכך יתרונות עצומים כולל דיוק מרבי, מהירות רבה ויכולת לעבוד היטב ברצף ולאורך זמן רב. האוטומציה מאפשרת לכלול בפעולת המכונה גם משימות משלימות, כגון בדיקת איכות של המוצר. כל זאת מתבצע בניהול דרך מחשב – החל משלב התכנון, דרך העברת התכנון למכונה לביצוע ועד לפיקוח על התקדמות הייצור. פורמט זה מזרז ומקל את התהליך כולו. אין צורך בתוכניות על נייר, אם כי אפשר כמובן להדפיס שרטוטים ותוכניות ייצור ככל שעולה הצורך. מכונות CNC מחברות למעשה את עולם הייצור המכאני המתקדם של ההיסטוריה הלא רחוקה, עם העולם המודרני של המחשוב והאוטומציה. גם המצאת והתפתחות המחשב האישי סייעה רבות לקדם זאת, היא הביאה את המחשוב המתקדם בעלות משתלמת גם להישג ידם של עסקים קטנים ובינוניים. היא אף
תרמה בהיבט מזעור הציוד שדרוש. היכן שיש מכונות עיבוד שבבי שמבצעות פעולה מהירה ורבת עוצמה, באופן אוטומטי, ישנם גם סיכונים שונים – הן למפעילי המכונות והן לחפצים שמעבדים כך. עם הזמן, התפתחו אמצעי הגנה שונים כדי לפתור אתגרים אלה. ובכלל, עולם העיבוד השבבי הוא היום עולם ותיק ובשל מאוד, כך שהוא מספק מענה מעולה לכל היצרנים באשר הם.
הורדת שכבה או נקודה מגוש חומר יכולה כמובן להתבצע בצורות רבות. בעבודה ידנית אפשר להשתמש באיזמל, אפשר לקדוח, לנסר, לשבור חתיכות קטנות בפטיש ועוד. באופן דומה, גם מכונות עיבוד שבבי מאפשרות לבצע מניפולציות כאלה באופנים שונים, בהן:
בעוד שכרסום, קידוח וחריטה הן דוגמאות נפוצות ואופייניות לטכניקות עיבוד שבבי, קיימות גם גישות בכיוון שונה מאוד. לייזר למשל, מאפשר לבצע עיבודים מאוד מדויקים ואף לבצע חורים (כמו פעולת קדיחה).
גם אלקטרו ארוזיה היא שיטה יוצאת דופן, מהבחינה שהיא לא מבוססת על מכניקה אלא על חשמל וכימיה. זהו עיבוד שמיועד להשגת דיוק גבוה מהרגיל והוא מיושם על חלקים מוליכי חשמל. זאת, מאחר שהתהליך מבוסס על העברת ניצוצות (פריקת מתח גבוה) בין החלק לבין משטח מתכתי אחר.
פעולה שמוכרת לכולנו. במקרה זה, מכונות עיבוד שבבי מבצעות אותה בצורה מדויקת במיוחד וגם בווריאציות רבות לפי הצורך.
כרסום הוא שיטת העיבוד השבבי הנפוצה ביותר. יש לכך ואריאציות רבות, אך במבט כללי, זו היא הפעולה הבסיסית של "כרסום" הדרגתי של חומר הגלם.
סיבוב גוש חומר הגלם על ציר ולחיצת סכין ייעודית כלפיו וכתוצאה מכך מתקבלת חריטה סימטרית. גישה זו מיושמת בעיקר על חלקים עגולים.
כפי שהבנתם, העיבוד השבבי הוא "להיט" מתמשך ומסיבות טובות. זו היא גישת ייצור שככל הנראה תישאר איתנו גם בעתיד. לכל מי שעוסק בייצור מוצרים מסוגים שונים, מומלץ וחשוב להכיר אותה.
אנו בישר תעשיות פלסטיק מאמינים שאין דבר שאי אפשר ליצור. כל רעיון יכול להתגבש למוצר באמצעות התהליך הנכון והצוות הנכון שיגרום לו להפוך למציאות.
הרעיון והצורך שלכם חשוב לנו ואנחנו מסורים לתהליך שיפיח חיים במוצר, משלב האפיון ועד לרגע בו אנחנו מחזיקים את התוצאה הסופית.
תקנים
