בעולם של תעשיית הייצור המכאני – על כל גווניו והיבטיו הרבים -עיבוד שבבי מהווה את התחום הרחב והשימושי ביותר של תהליכי הייצור. למעשה אין כיום תעשייה בעולם שלא עושה שימוש בשבבים, בין אם כחלק מתהליכי ייצור ישירים של מוצרים ומערכות ובין אם במסגרת חלקים ורכיבים מיוחדים של מיכון ייצור אשר יוצרו בעצמם בטכניקות עיבוד מתקדמות. לכן חשוב מאוד לכל מי שעוסק בהיבט כלשהו של ייצור, פיתוח מוצרים ואף ייבוא ושיווק של רכיבים ומוצרים שונים להבין מה זה העיבוד השבבי.
במדריך מקיף ושימושי זה תבינו מהו עיבוד שבבי, מה היתרונות של טכנולוגיות העיבוד השונות, כיצד התחום פועל ומה ניתן לייצר דרך פתרונות עיבוד מתקדמים וחכמים.
ההגדרה הבסיסית של עיבוד
בהגדרה הבסיסית והמכלילה ביותר של מגוון טכניקות העיבוד הזמינות כיום, מדובר על תהליכי ייצור תעשייתיים שבהם מסירים שכבות מדויקות של חומר מ"גושים" או לוחות של חומר גלם כלשהו, זאת ליצירת רכיב מוגמר, מדויק ולפי תכנון מקדים קפדני, לרוב תכנון וייצור באמצעות מחשב.
טכניקת העיבוד שונה לגמרי מטכניקות ייצור אחרות כמו יציקות, הדפסות תלת מימד או יצירת תוצרים דרך ביצוע מניפולציות שונות לחומר הגלם (כיפוף, עיוות וכו'). בעיבוד שבבים מתחילים עם "גוש" אחד של חומר גלם ובאמצעות תהליכי עיבוד מתקדמים, ראשי עיבוד מתאימים ומכונות משוכללות מסירים שכבות וחלקים של חומר הגלם עד שמגיעים לצורה המיועדת של אותו רכיב ספציפי.
אם תראו למשל סרטון של תהליך ייצור, התהליך כולו מהפנט וממש נראה כמו סוג של "קסם". מגוש של חומר גלם – מתכתי בדרך כלל אך לא רק – המכונה מסירה שכבות בצורה מדויקת ועדינה ויוצרת תוצרים מורכבים ומדויקים, עם רמת דיוק חסרת פשרות אפילו של עד אלפית מילימטר (מיקרונים)
אלו חומרי גלם מתאימים לעיבוד השבבי?
לתהליך העיבוד השבבי משתמשים בחומרי גלם רבים מאוד, כאשר כמובן שיש להתאים את ראש העיבוד וסוג המכונה לחומר הגלם הייעודי וכמו כן לאור מהות תהליך הייצור (הסרת שכבות מגוש יחיד של חומר גלם) ישנה חובה שהחומר המעובד יהיה עמיד וקשה מספיק לעמוד בסוג זה של עיבוד וייצור.
עיקר העבודה של תעשיית העיבוד השבבי היא עם מתכות שונות, כאשר מתכות אלו חייבות להיות קשות ועמידות מספיק כדי שבתהליך העיבוד ייווצרו שבבים קטנים מספיק ויהיה אפשר להפיק תוצרים מדויקים שלא יינזקו בתהליך הייצור. מתכות אלו כוללות למשל סגסוגות פלדה שונות ומתאימות, פליז, אלומיניום, נירוסטה / פלדת אל-חלד, ארד וכן הלאה.
לצד מתכות, יש מכונות וראשי עיבוד ייעודיים לחומרי גלם אחרים. אלו כוללים מכונות CNC מתקדמות של עץ או מוצרי עץ כמו MDF ומכונות עיבוד לחומרי פלסטיק שונים, בעיקר חומרים תרמו-פלסטיים למיניהם.
עיבוד שבבי קונבנציונאלי מול CNC
זהו נושא קריטי להבנת העולם המרתק והמגוון של טכניקות עיבוד שבבי וכדי להבין מה האפשרויות שלכם בבואכם לקבל שירותי ייצור.
לאורך שנים רבות, ייצור בטכניקות השונות בוצע באמצעות מכונות ידניות עם רמות מורכבות ושכלולים טכנולוגיים שונים – מכונות אלו נקראות מכונות קונבנציונאליות. במכונות אלו המפעיל עצמו – שחייב להיות ממש אומן בתחומו – מפעיל את המכונה ולפי תכנון מקדים מייצר רכיבים ותוצרים מדויקים, בתהליך שבמהותו הוא ידני של הזזת ראש העיבוד, חומר הגלם המעובד ושאר אלמנטים נדרשים. כך, המפעיל למשל מזיז את ראש העיבוד ו/או את חומר הגלם על צירי העבודה – X, Y ובחלק מהמכונות גם Y (מאוזן, מאונך וגם למעלה ולמטה) ובעדינות ומקצועיות אין קץ מסיר שכבות של החומר המעובד כדי להפיק את התוצר המבוקש.
לעומת זאת, כיום התחום התקדם מאוד טכנולוגית ומקצועית ורוב תהליכי הייצור הם כבר מבוססי מחשב, כאשר הכוונה המעשית היא לעיבוד בטכנולוגיית CNC. אלו מכונות אוטומטיות ומשוכללות מאוד, אשר מקבלות קוד מחשב הכולל למעשה את התכנון המקדים והמפורט של הרכיב שיש לייצר וממירות אותו לתכנית עבודה מדויקת ומוקפדת המספקת ביצועי עיבוד מעולים וחסרי תחרות.
עיבוד CNC מאפשר להגיע לרמת דיוק חסרת פשרות, ייצור מהיר וגם הפקת תוצרים עם צורות הנדסיות מורכבות מאוד. המכונה יכולה להחליף אוטומטית ראשי עיבוד לפי שלב הייצור של הרכיב הספציפי ובאמצעות מערכת מחשב חכמה ומנועים רגישים במיוחד ראשי העיבוד וחומר הגלם זזים כדי לאפשר ייצור בכל צירי ומישורי העבודה. בכל הנוגע לדיוק, איכות ייצור ואפשרות לייצר רכיבים סופר מורכבים בטכניקות עיבוד , מכונות CNC מספקות את התוצאות הטובות ביותר.
מדוע צריך ייצור באמצעות עיבוד שבבים?
העיבוד השבבי הפך לכה מרכזי ומהותי לכל תעשיות הייצור בעולם משום שטכניקות ייצור אלו מאפשרות להגיע לרמת דיוק גבוהה מאוד, לייצור אמין ומהיר של רכיבים מדויקים וגם כי במקרים רבים יש צורך ברכיב המיוצר כולו מגוש יחיד של חומר גלם כדי לספק חוזק, עמידות ושלמות הנדסית חסרת תחרות.
בזכות שלל היתרונות והיכולות של ייצור באמצעות טכניקות ומיכון עיבוד מתקדמות, גם התעשיות בעלות דרישות האיכות והדיוק הגבוהות ביותר מסתמכות המון על רכיבים המיוצרים בשיטות אלו. הכוונה היא לתעשיות כמו תעופה וחלל, ייצור ציוד ומכשור רפואי, תעשיית הרכב, ביטחון, ייצור רכיבים וחלקים למכונות מורכבות ומוצרי צריכה יוקרתיים בקטגוריית הפרימיום.
טכניקות מרכזיות של תהליך העיבוד השבבי
עולם העיבוד השבבי כולל טכניקות ייצור רבות שכל אחת מהן שונה וייחודית ואחראית כמובן לביצוע משימות אחרות, כאשר יחד טכניקות אלו מהוות מכלול שלם המאפשר להגיע להישגים ההנדסיים והיצרניים הגדולים שתהליכי עיבוד שבבי מאפשרים היום, עם רמות דיוק ואיכות חסרות פשרות.
ישנן מכונות המסוגלות לבצע רק משימת עיבוד אחת ולעומתן יש מכונות CNC משוכללות וגדולות היכולות לבצע מגוון רחב במיוחד של משימות, על בסיס החלפה אוטומטית או ע"י מפעיל של ראש העיבוד המתאים ועם פעולה מורכבת של מנועים מדויקים ושלל מערכות טכנולוגיות.
טכניקות הייצור והעיבוד העיקריות שאותן יש להכיר בעיבוד שבבי, גם כי הן מהוות את עיקר שיטות העיבוד של מתכות וחומרי גלם בתחום וגם כדי לדעת מהן האפשרויות הזמינות לייצור ועיבוד, הן למשל:
כרסום – Milling
הטכניקה המרכזית והעיקרית ביותר ככל הנראה בעיבוד שבבי. כרסום הוא הסרה מדויקת של שכבות מחומר הגלם, לרוב מתכת אך לאו דווקא, כדי ליצור עיצוב או צורה מסוימת. כפי שניתן להבין משם הטכניקה, ראש העיבוד המתכתי כמו "מכרסם" בחומר הגלם המעובד. מכונות כרסומת, הקיימות בתצורת מכונות קונבנציונאליות/ידניות וגם מכונות CNC משוכללות, מאפשרות ומתאימות בעיקר לעיבוד מדויק ומורכב של משטחים, מתכות בצורת "קובייה" שמעצבים לחלק המיועד וגם לעיבוד של מתכות וחומרי גלם במישורים גיאומטריים אחרים.
חריטה – Turning / Lathe
פעולת החריטה שונה מפעולת הכרסום, כאשר במחרטה חומר הגלם המעובד מסתובב בתנועה צירית מהירה, וראש עיבוד ייעודי מסיר שכבות עדינות של חומר גלם בהתאם לתנועה הצירית-סיבובית של החומר, זאת בסימטריות ואחידות מושלמת ועם שליטה מדויקת על עומק ומידת החריטה. באופן טבעי והגיוני, חריטה משמשת לעיבוד של חלקים ציריים.
השחזה – Grinding
טכניקת העיבוד השבבי של החזקה דומה במהותה לחריטה, אך עם דיוק אפילו רב יותר והסרה עדינה וקטנה יותר של חומר גלם. הפעולה יכולה למשל לכלול השחזה של להב מעובד לחדות מקסימאלית, אך לאו דווקא, כאשר הכוונה המכאנית היא הסרה עדינה ומדויקת של שכבות דקות של חומר גלם, לרוב בתנועה סיבובית-צירית, כדי להגיע לרמת דיוק מירבית ובלי סטיות תקן מהתכנון ההנדסי הממוחשב. השחזה היא הסרה עדינה במיוחד של שכבות מחומר הגלם המעובד. גם כאן יש משחזות קונבנציונאליות ומשחזות CNC.
קידוח – Drilling
בתהליכי עיבוד שבבי מסוימים יש כמובן צורך לבצע קידוחים בחומר הגלם שאותו מעבדים, בעיקר כדי ליצור חורים ופתחים בתוצר המוגמר. הקידוח דומה במהותו לפעולת הכרסום, אך שכאן מדובר באופן כללי ועיקרי על קידוח של חורים ופתחים מלאים בחומר. מכונות קידוח לעיבוד שבבי פועלת כמו מקדחה רגילה שאתם מכירים, רק באופן מדויק יותר ועם מגוון אדיר של ראשי קידוח לייצור הקדחים האיכותיים והמדויקים ביותר.
ארוזיה – Erosion
הארוזיה היא טכניקת עיבוד שבבי חדשה יחסית, כאשר השם שלה מגיע מהמילה הלועזית שמשמעותה "שחיקה". עיבוד באמצעות ארוזיה מאפשר ליצור צורות ועיצובים מאוד מורכבים, עדינים ומדויקים על חומר גלם שאותו מעבדים, בעיקר משטחים מישוריים אך לאו דווקא. הארוזיה כוללת תהליך עיבוד משולב של יישום כימי-חשמלי המשפיע על המתכת המעובדת יחד עם טכניקות מכאניות סטנדרטיות יותר.
נפוץ לראות שימוש במכונות ארוזיה לחיתוך של חומרי גלם מוליכים חשמלית ולפעולות שיקוע מדויקות של משטחים למשל.
חיתוך לייזר – Laser Cutting
טכניקה מתקדמת טכנולוגית אשר הולכת וצוברת תאוצה ופופולאריות וגם הופכת זולה יותר ליישום. הלייזר הוא למעשה קרן אור ממוקדת מאוד, כאשר יש סוגים שונים של לייזר בתעשייה. בעיבוד שבבי וייצור, משתמשים בלייזר כדי ליישם חיתוכים מאוד מדויקים, מהירים וגם מורכבים בלוחות ומשטחי מתכת, לבצע דפוסי חירור מדויקים במשטחים ויריעות וכיוצא באלו. הלייזר הממוקד והחזק חותך את המתכת בדיוק רב ומאפשר להגיע גם לחיתוכים מאוד מורכבים ומעוצבים.
לרוב לצד עיבוד וחיתוך מתכות באמצעות לייזר משתמשים גם בטכניקות ואלמנטים נוספים להשלמת תהליכי הייצור – כגון ריתוכי מתכת, צביעה בטכניקות מתקדמות, הרכבה של מערכות ותוצרים, הבטחת ואבטחת איכות מתקדמות וכו'.
חברת יעקובוביץ עם ניסיון של למעלה מ- 40 שנה בתחום תשמח לתת לכם את השירות הרצוי.
מוזמנים לפנות אלינו בטלפון: 09-8853440 או להשאיר פרטים כאן ואנו ניצור אתכם קשר בהקדם.
