ישנם סוגים רבים של כלים מיוחדים המשמשים בייצור לייצור כל סוג של מוצר שניתן להעלות על הדעת, מנעליים ועד צוללות וכל מה שביניהם. מכיוון שהמגוון והיישומים שלהם כה רחבים, ברצוננו למקד את תשומת הלב שלנו בכלי גיבוש, ונסביר כיצד הם שונים מכלים אחרים שנמצאים ברצפת המפעל.
כלי גיבוש משמשים להקניית צורה מסוימת על מלאי חומרי הגלם. הגיאומטריה הפיזית של הכלי הופכת לתבנית המשמשת להגדרת הגיאומטריה של החלק שהוא מייצר.
ומכיוון שאיכות הכלי תשפיע ישירות על זמן מחזור הייצור ועל העלות של פרויקט, חשוב שהמפתחים יקבלו את עיצוב הכלי כבר בשלב מוקדם של שלב הפיתוח.
בואו נסתכל מקרוב על איך לעשות זאת.
מהו כלי ייצור?
כאן נגדיר כלי עבודה ככל אחד מהסוגים השונים של אביזרים, מתקנים, ג'יג'ים, תבניות, תבניות, כרסום וחותכים המקנים צורה גיאומטרית לחומר הגלם המשמש לייצור המוני של מוצרים מוגמרים.
סוגים מסוימים של כלי עבודה הם גנריים, כלומר הם יכולים לבצע את אותה משימה על חומר עבודה ללא קשר מהו החומר הזה או הצורה שנוצרה. סוגים אחרים של כלי עבודה מותאמים לביצוע פונקציה ספציפית במוצר מוגמר או חצי מוגמר אחד.
שימו לב ש"כלי עבודה" יכול להתייחס לכלים עצמם, או לתהליך עיצוב וייצורם. כלים כל כך חשובים למוצר האולטימטיבי עד ש"יצרן כלים וקוביות" נחשב לצורת המקצוע הגבוהה ביותר של המכונאי.
כלי גיבוש, הקובעים את הגיאומטריה הפיזית של המוצר, שונים מכלים משניים כגון אחיזת ג'יגים ומהדקים. למרות שאלו חשובים גם עבור פעולות רבות, כלי אחיזה ויישור אינם תלויים בעצמם בצורת החלקים שהם מייצרים, ולמעצבי מוצר אין בדרך כלל קלט או שליטה על צורתם ותפקודם למעט מקרים מיוחדים.
מתקנים ומהדקים הם בדרך כלל חלק מהמכונות והציוד הכלליים השייכים ליצרן. זה לא המקרה עם כלי תבנית הזרקת פלסטיק בהזמנה אישית, למשל.
כלי כזה שייך בדרך כלל ללקוח ומהווה אחוז ניכר מהוצאות הייצור הכוללות שלו. לכן למעצבי מוצר יש תמריץ גדול לשמור על עלות זו נמוכה ככל האפשר, תוך הבטחת התשואה הגדולה ביותר מהשקעתם בכלי עבודה.
מדוע עיצוב כלים חשוב בייצור?
כל סוג של כלי נועד לבצע משימה ספציפית על פריט חצי גמור. מספר המשימות האפשרי הוא למעשה אינסופי, אך התוצאה הסופית הרצויה היא אוניברסלית: האם הכלי עבד כמתוכנן כדי ליצור את הפיצ'ר או לבצע את המשימה במהירות, במדויק, בזמן המהיר ביותר ובעלות הנמוכה ביותר?
חיסכון בזמן ייצור והוזלת עלויות היא אינטרס הן של היצרן והן של הלקוח הסופי, אך לעיתים קרובות יש פשרות בין מהירות, עלות, דיוק ואיכות. זה נכון לא פחות עבור חלקים מוגמרים כמו לכלים המשמשים לייצור אותם.
לכן, השגת הביצועים הטובים ביותר מכלי ייצור פירושה תשומת לב רבה לתכנון כלי עבודה הרבה לפני שהוא נכנס לייצור. הקפדה יתרה בשלב התכנון היא הדרך הטובה ביותר להבטיח את הביצועים הטובים ביותר ולחסוך בעלויות מיותרות כשמגיע הזמן לייצור חלקים.
מהם היסודות של עיצוב כלי עבודה?
לא ניתן לכסות כל החלטה על עיצוב כלי עבודה שמפתח מוצר צריך לקבל בשיתוף עם ספק הייצור שלו. עם זאת, ניתן לצמצם את האפשרויות הללו למספר קטגוריות נפרדות החלות על כל הכלים, ללא קשר לתפקודם.
חומר כלי עבודה
מהו חומר הכלים הטוב ביותר? חומר הגלם הטוב ביותר לייצור כלי ייצור הוא זה שמספק את הביצועים הטובים ביותר עבור היישום שלך, בעלות הנמוכה ביותר ובזמן הקצר ביותר. לכן, הכל תלוי במה אתה צריך שהכלי יעשה, לכמה חלקים, באיזה פרק זמן ובאיזה דרגת דיוק.
כמובן, לא כל סוג של חומר גלם כלי עבודה יתאים לכל יישום. לדוגמה, ניתן להשתמש באלומיניום לייצור כלי תבניות הזרקת פלסטיק מקובלים לחלוטין. עם זאת, אלומיניום לעולם לא יכול לשמש לייצור טחנת חיתוך למכונת CNC.
שוב, זה הכל על התאמת חומר הכלי עם היישום המיועד. לרוב היישומים יש מגוון מצומצם של חומרים מתאימים שהוכיחו את ערכם לאורך שנים רבות של ניסיון מעשי. לפיכך, מפתחי מוצרים צריכים להיות מודרכים על ידי העצה של ספקי שירותי הייצור שלהם.
נפח ייצור ועמידות
אם אתה מתכוון לייצר כמויות גדולות של חלקים מוגמרים, אז אתה צריך כלי שהוא עמיד אם אתה רוצה להימנע מההוצאות של ייצור כלים רבים עבור הפעלת ייצור אחת. זה אומר שהוא חייב להיות עשוי ממתכת קשיחה – קשוח במובן זה פירושו היכולת לסבול מתח חוזר, ולהיות מעוות פלסטית, בלי להיקרע ובלי לשנות את צורתו לצמיתות.
כלים עמידים צריכים להחזיק את הסבילות שלהם לאורך זמן תוך התנגדות לפירוק תרמי, כימי ומכני. וכן, כלים עמידים יקרים יותר וגוזלים זמן להכנה מאשר עמיתיהם קצרי הימים.
סובלנות ודיוק
אם משתמשים בכלי לייצור חלק מוגמר מדויק מאוד, אז הכלי עצמו דורש ייצור זהיר יותר. המשמעות היא שהוא יהיה יקר יותר לייצור וייתכן שיהיה צורך להחליף אותו, או לפחות "לכוון", בתדירות גבוהה יותר כדי לשמור על סובלנות אלו. ניתן לחדד מחדש, לתקן או לכייל כלים עשויים היטב כדי להאריך את תוחלת החיים האפקטיבית שלהם.
זמני מחזור
באיזו תדירות ישמש הכלי במהלך ריצת ייצור רגילה? עבור תבנית יציקה בלחץ, התשובה עשויה להיות אחת לשתי דקות – אם כי במהלך שתי הדקות הללו, התבנית תהיה נתונה ללחצים וחום עצומים. אם הכלי הוא משהו כמו מחט תפירה, הוא יעבור על אופניים מיליוני פעמים ביום ויעשה זאת ללא תלונות עד שיהיה צורך להחליפו.
צמצום זמני הרכיבה לנמוכים ביותר זהה להגברת מהירות העיבוד, וזה יכול להיות דחיפת הכלי עד לנקודה שבה הוא מתחיל להתבלות בטרם עת או אפילו להישבר לגמרי.
אחת הדרכים הטובות ביותר להאריך את חיי הכלי ולהגדיל את מהירות העיבוד היא להשתמש בציפוי סרט דק לאחר השוק על הכלי. ציפוי כרום, ציפוי ניקל, שקיעת אדים פיזית, שקיעת אדים כימית – ציפויים אלה יכולים להגדיל את אורך חיי הכלי וביצועיו. אבל הם מוסיפים הוצאות, ולכן יש לאזן את העלות הזו מול שיעורי פרודוקטיביות גבוהים יותר.
זמן שינוי כלי
היבט אחד של יעילות שלעתים קרובות מתעלמים ממנו הוא השאלה כמה זמן לוקח לשנות או להחליף כלי במכונת ייצור. זה נעשה כאשר הכלי זקוק לטיפול או החלפה. כלים גדולים, כמו תבניות הזרקה, משתמשים במנוף ומנופים כדי להזיז אותם מכיוון שהם גדולים וכבדים מדי עבור מפעיל אנושי, והחלפתם עשויה להימשך שעות.
זמן החלפת הכלים הוא מניע עלות מכיוון שעובדי הייצור עדיין מקבלים תשלום בכל דקה למרות שחלקים לא יורדים מפס הייצור. במידת האפשר, יעילות החלפת הכלים צריכה להיות חלק מחישוב התכנון הראשוני.
כלי עבודה מודולריים
דרך מצוינת נוספת לחסוך בעלויות ייצור כלי עבודה היא לשלב עיצובים מודולריים. המשמעות היא שניתן להחליף רק חלק אחד של הכלי – להב חיתוך, תבנית הטבעה – בעוד שאר מתקן האחיזה של הכלי נשאר במקומו. זה מגביר את היעילות על ידי הפחתת זמן ההשבתה במהלך ריצת ייצור.
סוגי כלים
להלן סקירה כללית של סוגי כלי העבודה הכלליים שניתן למצוא בחנויות מכונות תעשייתיות כגון Be-Cu.com.
כלי חיתוך
כלי חיתוך משמש לחיתוך חומר גלם לחלקים נפרדים או להסרת חומר באופן חיסור ליצירת צורה. חלק מכלי החיתוך הם נייחים בעוד שאחרים נעים כנגד החומר. דוגמאות כוללות כרסניות קצה, חותכים, מקדחות, להבי מסור, מזמרים, סכינים וגלגלי שחיקה.
מת
מתים אינם מסירים חומר אלא יוצרים אותו לצורות שונות. זה נעשה או על ידי הטבעה ולחיצה, או פועל כצורה חלולה שאליה יוצקים חומר גלם נוזלי ומתמצק מאוחר יותר. דוגמאות למתכות הן מכבשי אותיות, אגרוף, תבניות יציקה בוואקום, יציקות יציקות השקעה וכלי הבלטה/הטבעה.
תבניות הזרקה
כלי הזרקה הוא צורה מיוחדת יותר של קובייה. כלי יצירה אלה משמשים ליציקת מתכת בלחץ או הזרקה של פלסטיק. הם מורכבים יותר מקוביות בסיסיות, והם צריכים לעמוד בפני הרבה לחץ פנימי בתוך הכלי. העיצוב של כלים אלה הוא קריטי ביותר בקביעת איכות החלק המוגמר.
כלי עבודה
ישנם סוגים רבים של כלי החזקת עבודה. הם משמשים לשמירה על חומר עבודה במיקום קבוע כך שניתן לבצע עליו תהליכים אחרים. הם כוללים לחיצות, מהדקים, מנגנים, נקודות משיכה, סיכות ואפילו שולחנות עבודה מגנטיים או בעזרת ואקום.
Be-Cu עובדת בשיתוף פעולה הדוק עם כל הלקוחות שלנו כדי להבטיח שעיצובי הכלים המותאמים אישית שלהם יהיו אופטימליים כדי לייצר את החלקים המוגמרים באיכות הגבוהה ביותר בזמן הייצור הקצר ביותר האפשרי. צור איתנו קשר עוד היום כדי לדבר עם מהנדסי תכנון הכלים שלנו, שיכולים להציע לך מגוון פתרונות כדי לעמוד ביעדי פיתוח המוצר שלך.
