היתרונות של הציוויליזציה שאנו נהנים ממנה כיום נובעים בעיקרם מהאיכות המשופרת של המוצרים הזמינים לנו. ניתן להשיג את השיפור באיכות הסחורה עם עיצוב נכון שלוקח בחשבון את הדרישה הפונקציונלית כמו גם את היבטי הייצור שלה. תהליך התכנון שיטפל כראוי גם בתהליך הייצור יהיה האידיאלי. זה יבטיח שמוצר טוב יותר יהיה זמין בעלות חסכונית.
הייצור מעורב בהפיכת חומרי גלם למוצרים מוגמרים שישמשו למטרה כלשהי. בעידן הנוכחי הולכות וגדלות הדרישות לביצועי המוצר באמצעות תכונות אקזוטיות רצויות כגון עמידות לטמפרטורות גבוהות, מהירויות פעולה גבוהות יותר ועומסים נוספים. אלה בתורם ידרשו מגוון של חומרים חדשים ועיבוד הקשור אליהם. כמו כן, תנאי עבודה קפדניים הרצויים בפעילות התעשייתית המודרנית מעמידים דרישות גדולות לענף היצרני.
יתר על כן, הכלכלה של פעולת הייצור היא שיקול חשוב מאוד. להיות ערעור אסתטי בר קיימא. לכן, יש צורך שהמהנדס ייתן מחשבה נכונה על היבטים שונים של ייצור.
תהליכי ייצור הם נושא בסיסי מאוד מכיוון שהוא מעניין לא רק למהנדסי מכונות אלא גם לאלה כמעט מכל תחומי ההנדסה. זה כך מכיוון שההנדסה בכללותה נועדה לספק חומרים שונים למאכל אדם. עבור מוצרים שונים כגון מכונות צמח הנדרשות לכימיקלים, אזרחיים, חשמליים, אלקטרונים, טקסטיל וכו', תהליך הייצור מהווה מרכיב חיוני.
לכן, הבנה מפורטת של תהליכי הייצור חיונית לכל מהנדס. זה עוזר לו להעריך את היכולות, היתרונות וגם את המגבלות של תהליכי הייצור השונים. זה בתורו עוזר בעיצוב נכון של כל מוצר הנדרש עבורו. ראשית, הוא יוכל להעריך את כדאיות הייצור מהעיצובים שלו. הוא גם עשוי לגלות שיש יותר מתהליך אחד זמין לייצור מוצר מסוים ולכן הוא יכול לבחור נכון בתהליך אשר ידרוש את עלות הייצור הנמוכה ביותר ויספק את המוצר באיכות הרצויה. הוא עשוי גם לשנות מעט את העיצוב שלו כדי להתאים לתהליך הייצור המסוים שהוא בוחר
ייצור מוגדר כהפיכה למוצר הניתן לשימוש. הייצור נשאר כמלאכה עד המהפכה התעשייתית הראשונה לקראת סוף המאה ה-18 עם נפחים נמוכים והפקות- יחידות. זה דרש מבעלי מלאכה מיומנים במיוחד לייצר את החלקים באופן אינדיבידואלי ולהתאים אותם כאשר נדרשה ההרכבה. זה היה תהליך איטי ויקר, אבל בהיעדר מכונות כלשהן, זה היה הדבר היחיד שהיה אפשרי. הזמינות של מנוע הקיטור וכבשני הפחם- הביאה את ההמצאה של מספר מכונות מונעות בכוח קיטור- כדי להגדיל מאוד את יכולת הייצור. מספר רב של המצאות הקשורות לכלי מכונות התרחשו במהלך המאה ה-19 ונמשכו במאה ה-19. לקראת סוף המאה ה-19 עם המצאת החשמל וחומרי הנדסה טובים יותר, פעולות הייצור הפכו ליותר פרודוקטיביות. ההתפתחויות ברכבי בראשית המאה ה-20 מהוות תרומה לצמיחה של מגוון שיטות ייצור ושיטות ייצור.
ישנם מספר רב של תהליכים העומדים לרשות המהנדס לייצור. ניתן לסווג תהליכים אלה באופן נרחב לארבע קטגוריות.
(א) תהליכי יציקה (ב) תהליכי גיבוש
(ג) תהליכי ייצור (ד) תהליכי פינוי מטריאלי
1. תהליכי יציקה
אלה התהליכים היחידים שבהם נעשה שימוש במתכת נוזלית. יציקה היא גם אחד מתהליכי הייצור העתיקים ביותר הידועים. זה דורש הכנה של חלל בדרך כלל בחומר עקשן כדי להידמות באופן הדוק לחפץ הסופי שייעשה. מתכת מותכת מוזגת לתוך חלל תבנית עקשן זה ומאפשרת לה להתמצק. החפץ לאחר ההתמצקות מוסר מהתבנית. תהליכי יציקה משמשים באופן אוניברסלי לייצור מגוון רחב של מוצרים. התהליך העקרוני מבין אלה הוא יציקת חול שבו חול משמש כחומר עקשן. התהליך מתאים באותה מידה לייצור של אצווה קטנה מאוד וגם בקנה מידה גדול מאוד.
חלק מתהליכי היציקה האחרים לצרכים מיוחדים הם:
- יציקת תבנית- קבועה
- למכור-יציקת עובש
- דיוק-יציקת השקעות
- יציקה צנטריפוגלי
- יציקה
- יציקת תבנית- בפסטר
יציקת מתכת מותכת בבית היציקה:
2. תהליכי גיבוש
אלו הם תהליכי ייצור במצב מוצק הכוללים כמות מינימלית של בזבוז חומר וייצור מהיר יותר. בתהליך היווצרות ניתן לחמם את המתכת לטמפרטורה שהיא מעט מתחת לטמפרטורת הסולידוס ואז מופעל כוח גדול כך שהחומר זורם ולוקח את הצורה הרצויה. הצורה הרצויה נשלטת באמצעות ערכת כלים הנקראת dies, אשר עשויה להיות סגורה לחלוטין או סגורה חלקית במהלך הייצור. תהליכים אלה משמשים בדרך כלל עבור קצבי ייצור בקנה מידה גדול-. אלה בדרך כלל חסכוניים ובמקרים רבים משפרים גם את התכונות המכניות.
חלק מתהליכי יצירת המתכת הם:
- מתגלגל
- שחול
- שחרר זיוף
- ציור חוט
- חישול הקש
- פעולות גיליון מתכת
- זיוף נסער
3. תהליכי ייצור
אלו הם תהליכי ייצור משניים שבהם חומרי הגלם ההתחלתיים מעובדים על ידי כל אחד מהליכי הייצור שתוארו קודם לכן. זה בעצם כרוך בחיבור חלקים באופן קבוע או זמני כדי שיבצעו את הפונקציה הדרושה. ניתן להשיג את החיבור על ידי אחד או שניהם של חום ולחץ ו/או חומר חיבור. רבים ממבני הפלדה שאנו רואים מגולגלים תחילה ולאחר מכן מחוברים יחדיו על ידי תהליך ייצור.
חלק מהתהליכים המעניינים בקטגוריה זו הם:
- ריתוך קר
- ריתוך גז
- ריתוך בקשת חשמלית
- הלחמה
- ריתוך התנגדות חשמלית
- הלחמה
- ריתוך תרמיט
4. תהליכי פינוי חומרים
אלו גם תהליכי ייצור משניים שבהם החומר הלא רצוי הנוסף מוסר בצורה של שבבים מהחומר הריק על ידי כלי קשיח יותר על מנת לקבל את הצורה הסופית הרצויה פינוי החומרים הוא בדרך כלל תהליך הייצור היקר ביותר מכיוון שנצרכת יותר אנרגיה וכן נוצרת הרבה חומר פסולת בתהליך. עדיין זה נמצא בשימוש נרחב מכיוון שהוא מספק דיוק ממדי טוב מאוד וגימור משטח טוב. זה גם יוצר קווי מתאר מדויקים. תהליכי פינוי חומרים נקראים גם תהליכי עיבוד שבבי.
התהליכים השונים בקטגוריה זו הם:
- טחינה
- מפנה
- קידוח
- עיצוב והקצעה
- ניסור
- כרסום
- עלייה
סדנת עיבוד CNC מדויק:
כל תהליכי הייצור הללו פותחו ברציפות כדי להשיג מוצרים טובים יותר בעלות מופחתת. מעניין במיוחד פיתוח המחשבים והשפעתם על תהליכי הייצור. הופעת המחשבים עשתה הבדל מדהים לרוב תהליכי הייצור שלעיל. הם תרמו רבות הן לאוטומציה והן לעיצוב התהליך.
