עיבוד שבבי
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
עיבוד שבבי הינו הליך ייצור תעשייתי בו מוסר חומר מגוש של חומר גלם ליצירת עצם כלשהו .
בשונה מעיבוד פלסטי בו מקנים לחלק צורה על ידי עיוות, בעיבוד שבבי משתמשים בגוש חומר גלם גדול דיו להכיל את המוצר הסופי כולו ובעזרת מכונות לעיבוד שבבי כגון מחרטות, כרסומות, מסורים, מקדחות ומשחזות מוסר עודף החומר ברמות דיוק המגיעות עד אלפית המילימטר. בתהליך הסרת עודפי החומר משתמשים בכלים מיוחדים (ראשי מקדח, ראשי כרסום, מסורים וכדומה) המחוברים למכונות הנזכרות, והם בעלי צורות שונות המיועדות לשימושים מגוונים ולחומרי גלם רבים.
ישראל היא יצואן חשוב של כלים לעיבוד שבבי. עם החברות הישראליות העוסקות בתחום זה נמנות ישקר, מפעלי מתכת חניתה, וורגוס, גמל-שריד, כרמקס ונוגה הנדסה.
תוכן עניינים |
[עריכה] חומרי גלם
לא כל המתכות נוחות לעיבוד שבבי. עופרת למשל, אינה נוחה לעיבוד כזה מאחר והיא יוצרת שבבים גדולים מאד. הפליז, לעומת זאת, יוצר שבבים קטנים ועדינים ולכן הוא נוח מאוד לעיבוד שבבי. חומרים נפוצים לעיבוד שבבי הם:
- פלדה - למוצרים העומדים בעומס מכני גבוה כגון צירים, גלגלי שיניים, חלקי מנועים ועוד.
- אלומיניום - למוצרים העומדים בעומס מכני בינוני ודורשים משקל נמוך ועמידות בקורוזיה. אלומיניום הינו רך יחסית ונוח לעיבוד שבבי.
- פלדת אל-חלד - משלבת את חוזק הפלדה עם עמידות בקורוזיה.
- ארד (ברונזה) - מיועדת לעיקר חלקים נעים (בעלת מקדם חיכוך נמוך).
- פליז - סגסוגת של ברונזה ומתכות נוספות המיועדת לחלקים בייצור המוני שאינם נדרשים לעמידה בעומס. חלקי פליז ניתן לצפות בציפוי ניקל לצרכי נוי (למשל באביזרי אמבט, ידיות וכו').
- עץ - חומר רך ונוח לעיבוד שבבי, בדרך כלל מעובד במחרטות ליצירת אביזרים גליליים כרגליות רהיטים, קתות וכדומה.
- MDF - חומר רך מלאכותי העשוי מסיבי עץ, משמש לייצור תבניות לואקום פורמינג.
- פוליאוריתן דחוס המסופק במגוון רמות דחיסות וקושי, משמש בעיקר לייצור תבניות.
[עריכה] טכניקות לעיבוד שבבי
פרק זה לוקה בחסר. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהשלים אותו. ראו פירוט בדף השיחה.
[עריכה] עיבוד בארוזיה חשמלית
תהליך המשמש בעיקר לייצור תבניות לתעשיית הפלסטיק. במקום לשחוק את מתכת התבנית באמצעים מכניים כקידוח או כרסום, מנמיכים באיטיות צורה רצויה כלשהי (העשויה לרוב מגרפיט או נחושת) אל עבר לוח מתכת עבה (בדרך כלל פלדה). צורה זו טבולה בנוזל אלקטרוליטי וטעונה במתח גבוה. הניצוצות החשמליים הנוצרים בין שתי האלקטרודות שוחקים את הפלדה במשך כמה שעות ויוצרים עליה את התבנית השקועה המדויקת של הצורה הרצויה.
נוח גם להשתמש בשיטה זו לשינוי צורתם של כלים מפלדה מחוסמת, שכן היא אינה דורשת חיסום מחדש.
[עריכה] עיבוד בסילון מים
מקור שיטה זו עוד בימים שעבדו במכרות פחם עם סילוני מים לסילוק הסלעים שנחצבו או פוצצו. ב-1930 רוסיה התקדמה בחקר סילון המים וניסתה לחתוך את הסלעים עצמם על ידי סילון מים רב עוצמה בלחץ 7000 PSI. בשנות ה-70 פיתחה ארצות הברית מכשירי חיתוך בסילון מים בלחץ 40,000 PSI.
על ידי יצירת כמות מים אדירה העוברת דרך חריץ צר מאוד, חלקיקי המים מקבלים מהירות ותאוצה גדולים. הלחץ האדיר פוגע בחומר המבוקש וחותך אותו. לחץ המים פוגע באזור קטן ביותר בדגם. באזור זה מתפתחים סדקים קטנים ,סילון המים שוטף את החלקיקים שנוצרים כתוצאה מהחיתוך והסדקים מתפתחים ומתקדמים בחומר עד לחיתוך החומר לגמרי.
ישנן שיטות המשתמשות בסילון מים בלבד המתאים למתכות רכות או לחומרים שמתפתחים בהם סדקים במהירות ( חומרים קראמיים). שיטות אחרות משתמשות בעירוב חומר אברזיבי (שוחק) במים לפני ההסנקה לחיתוך חומרים בעלי חוזק רב יותר. לרוב משתמשים בגרפיט או זכוכית לשם כך. לגרפיט יש חוזק רב והוא נשבר בצורה חלקה, זול יחסית ליהלום (600 דולרים לטון גרפיט), הזכוכית קצת פחות חזקה מגרפיט אך היא זולה מאוד (50 דולרים לטון זכוכית).
גודל וכמות חריצי התזת המים מאפשרים שליטה מדויקת בחוזק וכיוון החיתוך. למכשיר החיתוך עצמו ניתן להוסיף מגביר לחץ- מ 20,000 עד ל 50,000 Psi, המאפשר לקבל לחץ גדול ושינוי לחץ כתלות בחוזק החומר שעליו עובדים.
משתמשים בעיבוד שבבי בסילון מים לשימושים הבאים :
- חיתוך פלדות - על ידי סילון המים המעורבב עם חומר אברזיבי ניתן לחתוך פלדות כלים. לרוב לחיתוך זה משתמשים בשיטות המקובלות (חריטה, כרסום וקידוח) אך אותם שיטות גורמות לחום רב בתהליך, דבר הפוגם הן בחומר המועבד והן במיכשור. בחיתוך על ידי סילון לא נוצר חום זה.
- חיתוך עץ - בעזרת סילון מים וחומר אברזיבי ניתן לחתוך ולעבד כמעט כל עץ,החומר האברזיבי משאיר את פני השטח חלקים לחלוטין.
- חיתוך מזון - בעזרת סילון מים ניתן לחתוך בקלות וביעילות מזון. האוכל לא נמעך ונחתך בצורה יפה ונקייה.
- חיתוך מעגלי חשמל - בעזרת סילון דק במיוחד ומדויק ניתן לחתוך חלקים עדינים במעגל חשמלי, ואין ביזבוז רב של חומר.
[עריכה] יתרונות
- אין היווצרות חום שפוגע בחומר.
- לא מייצר אבק או שבבים שמסוכנים לעובד.
- חתך שנוצר הוא דק מאוד.
- יכול להיות תהליך אוטומטי.
- לא משאיר קצוות חדים.
- משקל נמוך של המערכת.
[עריכה] חסרונות
- מספר מוגבל של החומרים הניתנים לעיבוד.
- זמן חיתוך ארוך.
- לפעמים תהליך יקר (גם בגלל שימוש בחומר אברזיבי).
- אם החומר עבה ייתכן שלא יחתך או שיחתך בצורה לא אחידה.
- ייתכן שכניסת הסילון לחומר לא תואמת את יציאת הסילון מהחומר.
ד"ר מוחמד חשיש נחשב למפתח שיטת העיבוד בסילון מים [1]
