מבוא
תהליכי ייצור לא מסורתיים מוגדרים כקבוצה של תהליכים שמסירים עודפי חומר בטכניקות שונות המערבות אנרגיה מכנית, תרמית, חשמלית או כימית או שילובים של אנרגיות אלו, אך לא משתמשים בכלי חיתוך חדים שכן יש להשתמש בו לייצור מסורתי תהליכים.
קשה מאוד לעבד חומרים קשים ושבירים תהליכי עיבוד עיבוד מסורתיים כגון חריטה, קידוח, עיצוב וכרסום. תהליכי עיבוד לא מסורתיים, הנקראים גם תהליכי ייצור מתקדמים, משמשים כאשר תהליכי עיבוד עיבוד מסורתיים אינם ברי ביצוע, משביעי רצון או חסכוניים מסיבות מיוחדות כמפורט להלן.
- חומרים שבירים קשים מאוד שקשה להדק עבור עיבוד שבבי מסורתי
- כאשר חומר העבודה גמיש או דק מדי
- כאשר צורת החלק מורכבת מדי
פותחו מספר סוגים של תהליכי עיבוד לא מסורתיים כדי לעמוד בתנאי עיבוד נדרשים נוספים. כאשר תהליכים אלה מופעלים כראוי, הם מציעים יתרונות רבים על פני תהליכי עיבוד לא מסורתיים. תהליכי העיבוד הנפוצים הלא מסורתיים מתוארים בסעיף זה.
עיבוד כימי (CM) מבוא
עיבוד כימי (CM) הוא פירוק מבוקר של חומרי עבודה (תחריט) באמצעות מגיב כימי חזק (תצריף). ב-CM חומר מוסר מאזורים נבחרים של חומר עבודה על ידי טבילתו במגיבים כימיים או תחריטים; כגון חומצות ותמיסות אלקליות. חומר מוסר על ידי פעולת תאים אלקטרוכימית מיקרוסקופית, כפי שמתרחשת בקורוזיה או פירוק כימי של מתכת. פירוק כימי מבוקר זה יחרוט בו זמנית את כל המשטחים החשופים למרות שקצבי החדירה של הסרת החומר עשויים להיות רק 0.0025-0.1 מ"מ/דקה. העיבוד הבסיסי המותאם אישית לובש צורות רבות: כרסום כימי של כיסים, קווי מתאר, הסרת מתכת כוללת, הרס כימי לחריטה דרך יריעות דקות; עיבוד פוטוכימי (pcm) לחריטה באמצעות רזיסטים רגישים לאור במיקרו-אלקטרוניקה; ליטוש כימי או אלקטרוכימי שבו משתמשים בריאגנטים כימיים חלשים (לעיתים עם סיוע חשמלי מרחוק) לליטוש או פירוק ועיבוד סילון כימי שבו נעשה שימוש בסילון פעיל כימית יחיד. סכימה של תהליך עיבוד כימי מוצג באיור 6.
כרסום כימי
בכרסום כימי מיוצרים חללים רדודים על צלחות, יריעות, פרזול ואקסטרוזיה. שני חומרי המפתח המשמשים בתהליך כרסום כימי הם צריבה ומסכת. תחריטים הם תמיסות חומצה או אלקליות הנשמרות בטווחים מבוקרים של הרכב כימי וטמפרטורה. מסיכות הם מוצרים אלסטומריים שעוצבו במיוחד, הניתנים להפשטה ביד ועמידים כימית לתכשירים הקשים.
שלבים בכרסום כימי
- הפחתת מתח שיורי: אם לחלק המיועד לעיבוד יש מתחים שיוריים מהעיבוד הקודם, יש להפיג מתחים אלו תחילה על מנת למנוע עיוות לאחר כרסום כימי.
- הכנה: המשטחים עוברים הסרת שומנים ומנקים היטב על מנת להבטיח הן הידבקות טובה של חומר המיסוך והן הסרת החומר האחידה.
- מיסוך: חומר מיסוך מוחל (ציפוי או הגנה על אזורים שאסור לחרוט).
- תחריט: המשטחים החשופים מעובדים במכונה כימית בעזרת תחריטים.
- הסרת מסיכה: לאחר העיבוד, יש לשטוף את החלקים ביסודיות כדי למנוע תגובות נוספות עם או חשיפה לשאריות תחריט כלשהן. לאחר מכן מסירים את שאר חומר המיסוך ומנקים ובודקים את החלק.
יישומים:
טחינה כימית משמשת בתעשיית התעופה והחלל כדי להסיר שכבות רדודות של חומר מלוחות טילים של רכיבי מטוסים גדולים (איור 7), חלקים מחולקים עבור שלדות אוויר.
איור 7: קטע לוח עור טיל המתוכנן על ידי כרסום כימי לשיפור היחס בין קשיחות למשקל של החלק (Kalpakjain & Schmid)