עיבוד שבבי - מה זה ולמי זה מתאים?
עיבוד שבבי הוא ענף שלם המתמקד בעיבוד חומרי גלם ליצירת מוצר או עצם כלשהו. טכניקת העיבוד שונה מטכניקות ייצור אחרות כיוון שבתהליך העיבוד המכונה מסירה שכבות מחומר הגלם בצורה מדויקת עד שמגיעים לתוצאה הרצויה . שיטה זו היא קדומה יותר מהדפסות תלת מימד. היתרון הגדול של טכניקת עיבוד שבבי, היא הדיוק והתוצאה העדינה והמדויקת.
מנכ''ל חברת GILAD RM
מהן מכונות CNC לעיבוד שבבי?
המכונה CNC או בשמה המלא – computer numerical control, היא מכונה תעשייתית המיועדת לעיבוד שבבים באמצעות חריטה וחיתוך. היתרון המשמעותי של המכונה היא המהירות והדיוק שלה.
מכונות CNC נשלטות ישירות מהמחשב בו מותקנת תוכנת תיב"מ, ומאפשרות מעבר מתכנון לייצור כמעט ללא שימוש בשרטוטי נייר. מכונת CNC היא סוג של רובוט הניתן לתכנות, ומאפשרת עבודה חוזרת ורציפה במשך מספר ימים, תוך בדיקה מתמדת של איכות החלק המיוצר באמצעות חיישני לייזר וחיישנים נוספים.
למי עדיף להשתמש בעיבוד שבבי במקום בהדפסה תלת מימדית?
הכל תלוי במוצר הסופי ובשימושים שלו. כבר בשלב התכנון, לרוב קל להכריע באיזו שיטה להשתמש.
אם הצורך הוא לייצר חלקים מדוייקים ומורכבים ביותר עם התאמות עדינות של חלקים קטנים, עיבוד שבבי עשוי להיות הפתרון הטוב ביותר. עיבוד שבבי מייצר חלקים במהירות ודיוק מרשימים.
לעומת זאת, אם הצורך הוא בייצור חלקים עם צורות מורכבות וייחודיות והמהירות לא משחקת תפקיד חשוב, ההדפסה התלת מימדית היא פתרון מצויין. הדפסה תלת מימד מאפשרת לייצר חלקים בצורות וגדלים מורכבים בצורה יעילה.
כיצד מתבצע התהליך?
תהליך העיבוד השבבי מתחלק ל4 שלבים עיקריים:
שלב 1 - תכנון ופיתוח
תהליך זה כולל תכנון השבב, בחירת החומרים ותוכנית הייצור. ככל שהתוכנית ייצור מפורטת יותר כך גם התוצאה תהיה מדויקת יותר.
שלב 2 - חיתוך וחריטה של הבסיס
המכונה תיצור את הבסיס של המוצר שממנו בהמשך תחרוט את הדקויות הקטנות של המוצר עצמו.
שלב 3 - חיתוך וחריטה של שכבות השבב
בתהליך הזה המכונה תסיר שכבות לא נחוצות מהבסיס שיצרה עד שתגיע לצורה של המוצר שהגדרנו בתהליך התכנון.
שלב 4 - בקרת איכות וסיום
לאחר שהמכונה סיימה לחרוט, תתבצע בדיקה שהכל נעשה באופן תקין ולא התפספסו שום פרטים. המוצר החדש יהיה מוכן לשימוש לאחר בדיקת איכות מעמיקה.
חומרי גלם לעיבוד שבבי
בטכנולוגיית עיבוד שבבי ניתן לכרסם ולעבד מגוון רחב של חומרים ממתכות ועד חומרי גלם מפלסטיק. עיבוד מתכות באמצעות מכונות לעיבוד שבבי נחשב לתעשייה מפותחת, ולתחום שלא מפסיק להמציא את עצמו מחדש. השימוש בטכנולוגיה הזאת נפוץ בעיקר כאשר ישנו צורך בייצור רכיבים פנימיים בעיבוד שבבי מדוייק, ועבור לקוחות המעוניינים בייצור אבי טיפוס, סדרות קטנות או סדרות בינוניות.
סוג חומר גלם | פירוט חומרים | יתרונות שימוש |
עיבוד שבבי פלסטיק | דלרין, אוקולון, ניילון, טפלון ועוד | קיים מגוון רחב לעיבוד שבבי פלסטיק המיועד לייצור חלקים שונים. סוגי הפלסטיק השונים נבדלים בתכונותיהם: עמידות לחום, משקל, עמידות לשחיקה, חוזק ועוד. |
עיבוד שבבי מתכת | סגסוגות שונות של פלדות אל-חלד, נחושת ועוד | מתכת שמישה בתעשיות רבות. מתכת עמידה יותר מחומרי גלם אחרים. |
עיבוד שבבי עץ | סוגים נפוצים הם עץ הדקל והאורן. | בסוגים שונים של עץ משתמשים בעיקר לדגמים שונים או לתעשיות עיצוב. |
שאלות תשובות
החל מחלקי מכונות, רכיבים ואביזרים ייחודיים עד חלקי מחשבים וחלקי רכב. התהליך והיכולת להשתמש במגוון חומרי גלם מאפשרים לנו להגיע לכל תחום ולכל רמת מורכבות באמצעות עיבוד שבבי. כמובן לכל מוצר צריך להתאים את חומרי הגלם, המכונה וגם השיטה בה ניצור את המוצר או האב טיפוס.
שתי הטכנולוגיות נועדו לעיבוד שבבי. כרסום באמצעות CNC מאפשר הסרה של חלקים גדולים יותר מחומר הגלם ולעצב את בסיס המוצר.
חריטה באמצעות CNC נועדה בשביל לחרוט על פני החומר באופן עדין יותר מ כרסום, במסלולים המוגדרים מראש.
לדוגמא אם נרצה לכתוב משהו על המוצר, נשתמש בשיטת החריטה.
קריטריונים שיש לקחת בחשבון כאשר מייצרים מוצר בטכנולוגיית עיבוד שבבי
סוג חומר הגלם
מרבית היצרנים בוחרים לעבוד כיום עם אלומיניום כחומר גלם וזאת בשל תכונותיו הגמישות (אינו מצריך החלפה תכופה של כלי העיבוד בשל בלאי), וגם כי ניתן להפחית משמעותית את זמני הייצור באמצעות שיטה זו.
קיים מגוון רחב לעיבוד שבבי פלסטיק המיועד לייצור חלקים שונים. סוגי הפלסטיק השונים נבדלים בתכונותיהם: עמידות לחום, משקל, עמידות לשחיקה, חוזק ועוד.
מורכבות החלקים
מכונת עיבוד שבבי – CNC פועלת בדרך כלל על בסיס שלושה צירים. בשוק קיימות מכונות לעיבוד שבבי חריטה, המבצעות במקביל גם פעולת כרסום (טובות במיוחד לייצור חלקים עגולים). בעזרת מחרטה מכרסמת ניתן לייצר חלקים כאלה בצורה אופטימלית. ישנם חלקים הדורשים ביצוע יותר גמיש (כלומר פעולה באמצעות מספר צירים – עד חמישה).
תקנים
יש להקפיד על קיומם של תקני ISO, המעידים על איכות ייצור גבוהה של מוצרים.
גודל המכונה
לעיתים קיים צורך ביצירת פריטי עיבוד שבבי קטנים במיוחד, ולעיתים יותר גדולים (מעל 1,000 מ״מ) המיועדים בדרך כלל לתחום הרפואה ורפואת שיניים. חלקים גדולים יותר (מעל 5 מ"מ) ניתן לייצר בנוחות באמצעות מכונות רגילות (חלקים עד אורך של כ-1,000 מ"מ בכרסום ו-300 מ"מ בחריטה).
גודל היצרן
במידה והלקוח מעוניין לייצר בכמויות קטנות – בית מלאכה קטן יספיק לצורך כך. במידה והלקוח מעוניין לייצר בכמויות גדולות יותר – אנו נייצר בסין תוך פיקוח ומעקב צמוד על כל מהלך הייצור.
אמצעי בדיקה ובקרת איכות
בייצור מוצרים בעיבוד שבבי ממוחשב CNC יש צורך ברמות דיוק גבוהות במיוחד (לעיתים עד מאיות ואלפיות המילימטר), כאשר התהליך הזה מתבצע באמצעות מכונה ממוחשבת הנקראת XYZ. מכונה זו היא מעין ״רובוט״ שאליו מזינים את מידות החלק הרצוי והוא מבצע בדיקה מקיפה של המוצר.