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
Chemical machining (CM) is the controlled dissolution of workpiece material (etching) by means of a strong chemical reagent (etchant). In CM material is removed from selected areas of workpiece by immersing it in a chemical reagents or etchants; such as acids and alkaline solutions. Material is removed by microscopic electrochemical cell action, as occurs in corrosion or chemical dissolution of a metal. This controlled chemical dissolution will simultaneously etch all exposed surfaces even though the penetration rates of the material removal may be only 0.0025–0.1 mm/min. The basic custom machining takes many forms: chemical milling of pockets, contours, overall metal removal, chemical blanking for etching through thin sheets; photochemical machining (pcm) for etching by using of photosensitive resists in microelectronics; chemical or electrochemical polishing where weak chemical reagents are used (sometimes with remote electric assist) for polishing or פירוק בור and chemical jet machining where a single chemically active jet is used. A schematic of chemical machining process is shown in Figure 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)