עיבוד שבבי הוא קבוצת תהליכי ייצור המבוססים על הסרה מבוקרת של חומר מחלק גולמי באמצעות כלי חיתוך, כדי ליצור חלק מוגמר בעל צורה, מידות ואיכות מוגדרות. בתהליכים אלה החומר המוסר מופיע בצורת שבבים, ומכאן נגזר השם “עיבוד שבבי”.
עקרונות יסוד בעיבוד שבבי
עיבוד שבבי מתבסס על מספר עקרונות פיזיקליים:
- חיתוך מכני – הפרדת חומר מהגוף העיקרי באמצעות כוח מכני
- דפורמציה פלסטית – עיוות החומר עד לנקודת כשל
- חיכוך וחום – היווצרות חום כתוצאה מהחיכוך בין כלי החיתוך לחומר
- בקרת דיוק – שליטה מדויקת במיקום ובתנועת כלי החיתוך
סוגי תהליכי עיבוד שבבי נפוצים
בתעשייה משתמשים במגוון רחב של תהליכי עיבוד שבבי:
- חריטה – הסרת חומר מחלק מסתובב באמצעות כלי חיתוך נייח
- כרסום – הסרת חומר באמצעות כלי סובב רב-להבי הנע ביחס לחלק המעובד
- קידוח – יצירת חורים באמצעות מקדח מסתובב
- שיוף – עיבוד עדין באמצעות גרגירי שחיקה
- השחזה – עיבוד מדויק באמצעות אבן השחזה
- הברגה – יצירת תבריגים פנימיים וחיצוניים
מכונות לעיבוד שבבי
תהליכי עיבוד שבבי מבוצעים באמצעות מגוון מכונות:
- מחרטות – לביצוע פעולות חריטה שונות
- מכונות כרסום – לכרסום משטחים וצורות מורכבות
- מקדחות עמוד – לקידוח חורים במיקומים מדויקים
- משחזות – לגימור מדויק ואיכותי
- מכונות CNC משולבות – מכונות ממוחשבות רב-תכליתיות
- מרכזי עיבוד – תחנות עבודה אוטומטיות המבצעות מגוון פעולות
פרמטרים עיקריים בעיבוד שבבי
לתהליכי עיבוד שבבי מספר פרמטרים קריטיים המשפיעים על איכות התוצאה:
- מהירות חיתוך – המהירות הקווית בה נע כלי החיתוך ביחס לחומר
- מהירות סיבוב – מספר הסיבובים לדקה של הכלי או החלק
- קצב הזנה – המהירות בה מוזן כלי החיתוך אל תוך החומר
- עומק חיתוך – כמות החומר המוסרת בכל מעבר
- גיאומטריית כלי החיתוך – צורת הכלי, זוויות החיתוך וחומר הכלי
חומרים לכלי חיתוך
יעילות תהליכי עיבוד שבבי תלויה במידה רבה בבחירת חומר כלי החיתוך:
- פלדת כלים – לעיבוד חומרים רכים במהירויות נמוכות
- פלדת HSS (High Speed Steel) – לעיבוד במהירויות גבוהות יותר
- קרבידים מצופים – לעיבוד מגוון חומרים במהירויות גבוהות
- קרמיקה תעשייתית – לעיבוד חומרים קשים במיוחד
- יהלום תעשייתי – לעיבוד חומרים קשיחים וגימור עדין
טכנולוגיות מתקדמות בעיבוד שבבי
תחום העיבוד השבבי ממשיך להתפתח עם חידושים טכנולוגיים:
- עיבוד בחמש צירים – מאפשר יצירת צורות מורכבות ביותר
- עיבוד במהירות גבוהה – טכניקות לעיבוד מהיר ויעיל
- עיבוד יבש וחצי-יבש – הפחתת שימוש בנוזלי קירור מטעמים סביבתיים
- מיקרו-עיבוד – עיבוד רכיבים זעירים בדיוק גבוה
- ניטור תהליכים בזמן אמת – מערכות המזהות תקלות ומבצעות התאמות אוטומטיות
יתרונות העיבוד השבבי
עיבוד שבבי מציע מספר יתרונות משמעותיים לתעשיית הייצור:
- דיוק גבוה – יכולת לייצר חלקים בסבולות צרות מאוד
- איכות פני שטח מעולה – אפשרות להשיג גימור חלק במיוחד
- גמישות – יכולת לייצר מגוון רחב של צורות וגיאומטריות
- התאמה לחומרים שונים – אפשרות לעבד כמעט כל סוג חומר מוצק
- יכולת שחזור – אפשרות לייצר חלקים זהים בכמויות גדולות
סיכום
עיבוד שבבי הוא מרכיב יסודי ובלתי נפרד מתעשיית הייצור המודרנית. למרות התפתחותן של טכנולוגיות ייצור חדשות כמו הדפסה תלת-ממדית, עיבוד שבבי ממשיך להיות הטכנולוגיה המובילה לייצור חלקים מדויקים בעלי איכות גבוהה. שילוב טכנולוגיות תיב”ם מתקדמות עם מכונות CNC חדישות פותח אפשרויות חדשות בתחום, ומאפשר ייצור חלקים מורכבים ביעילות ובדיוק שלא היו אפשריים בעבר.