עיבוד שבבי הוא תהליך המשמש לייצור מוצרי מתכת רבים, אך ניתן להשתמש בו גם בחומרים כמו עץ, פלסטיק, קרמיקה וחומרים מרוכבים. עיבוד ה-CNC מכסה תהליכים רבים ושונים כגון כרסום, חריטה, חרטה, קידוח, השחזה, שחיקה... וכו'.
עיבוד שבבי הוא תהליך שבו חומר (לעיתים קרובות מתכת) נחתך לצורה ולגודל סופיים רצויים על ידי תהליך של הסרת חומר- מבוקר. התהליכים שיש להם את הנושא המשותף הזה, הסרת חומרים מבוקרת, ידועים היום ביחד בשם ייצור מחסור, בהבדל מתהליכים של הוספת חומרים מבוקרת, הידועים בשם ייצור תוסף. בדיוק מה שרומז החלק ה"נשלט" של ההגדרה יכול להשתנות, אבל זה כמעט תמיד מרמז על שימוש בכלי מכונות (בנוסף רק לכלים חשמליים וכלי עבודה ידניים).
עיבוד שבבי הוא חלק מייצור של מוצרי מתכת רבים, אך ניתן להשתמש בו גם בחומרים כמו עץ, פלסטיק, קרמיקה וחומרים מרוכבים. אדם שמתמחה בעיבוד שבבי נקרא מכונאי. חדר, בניין או חברה שבהם מתבצעת עיבוד שבבי נקראים חנות מכונות. מרבית העיבודים המודרניים מתבצעים על ידי בקרה מספרית ממוחשבת (CNC), שבה משתמשים במחשבים לשליטה בתנועה ותפעול של הטחנות, המחרטות ומכונות חיתוך אחרות. זה מגביר את היעילות, מכיוון שמכונת ה-CNC פועלת לא מאוישת ולכן מפחיתה את עלויות העבודה עבור חנויות מכונות.
המשמעות המדויקת של המונח עיבוד שבבי התפתחה במהלך המאות וחצי האחרונות ככל שהטכנולוגיה התקדמה. במאה ה-18, המילה מכונאי התכוונה פשוט לאדם שבנה או תיקן מכונות. עבודתו של אדם זה נעשתה ברובה בעבודת יד, תוך שימוש בתהליכים כגון גילוף עץ ו-זיוף ידני ושיוף-ידני של מתכת. באותה תקופה, טוחנים ובוני סוגים חדשים של מנועים (כלומר, פחות או יותר, מכונות מכל סוג שהוא), כמו ג'יימס וואט או ג'ון וילקינסון, יתאימו להגדרה. שם העצם machine tool והפועל למכונה (מכונות, עיבוד שבבי) עדיין לא היו קיימים.
בסביבות אמצע המאה ה-19, המילים האחרונות נטבעו כשהמושגים שהם תיארו התפתחו לקיום נרחב. לכן, בתקופת המכונות, עיבוד שבבי התייחס (מה שאנו יכולים היום לכנות) תהליכי העיבוד ה"מסורתיים", כגון חריטה, קידוח, קידוח, כרסום, סיכה, ניסור, עיצוב, הקצעה, קידוח ודפיקה. בתהליכי עיבוד "מסורתיים" או "קונבנציונליים" אלו, נעשה שימוש בכלי מכונות, כגון מחרטות, מכונות כרסום, מכונות מקדחה, או אחרים, עם כלי חיתוך חד כדי להסיר חומר כדי להשיג גיאומטריה רצויה.
מאז הופעתן של טכנולוגיות חדשות בעידן שלאחר מלחמת העולם השנייה, כגון עיבוד שבבי פריקה חשמלית, עיבוד שבבי אלקטרוכימי, עיבוד שבבי קרן אלקטרונים, עיבוד פוטוכימי ועיבוד שבבי קולי, ניתן להשתמש ברטרונום "עיבוד שבבי קונבנציונלי" כדי להבדיל בין הטכנולוגיות הקלאסיות הללו מהחדשות. בשימוש הנוכחי, המונח "עיבוד שבבי" ללא הסמכה מרמז בדרך כלל על תהליכי העיבוד המסורתיים.
בעשורים של שנות ה-2000 וה-2010, כאשר ייצור תוסף (AM) התפתח מעבר להקשרי המעבדה והאב-טיפוס המוקדמים שלו והחל להיות נפוץ בכל שלבי הייצור, המונח ייצור חיסור הפך למקומו נפוץ באופן רטרונמי בניגוד לוגי ל-AM, מכסה את המונח בעצם כל הסרה מהבטן שכוסה בעבר גם בהסרה בעבר. שני המונחים הם למעשה מילים נרדפות, אם כי השימוש הממושך-במונח עיבוד שבבי נמשך. זה דומה לרעיון שתחושת הפועל של מגע התפתחה בגלל ריבוי הדרכים ליצור קשר עם מישהו (טלפון, אימייל, IM, SMS וכן הלאה) אך לא החליף לחלוטין את המונחים הקודמים כמו להתקשר, לדבר או לכתוב אליו.
שלושת תהליכי העיבוד העיקריים מסווגים כחריטה, קידוח וכרסום. פעולות אחרות הנכללות בקטגוריות שונות כוללות עיצוב, הקצעה, שעמום, שבירה וניסור.
· פעולות סיבוב הן פעולות המסובבות את חומר העבודה כשיטה העיקרית להזזת מתכת כנגד כלי החיתוך. מחרטות הן כלי המכונה העיקרי המשמש בחריטה.
· פעולות כרסום הן פעולות שבהן כלי החיתוך מסתובב כדי להביא קצוות חיתוך להיצמד לחומר העבודה. מכונות כרסום הן כלי המכונה העיקרי המשמש כרסום.
· פעולות קידוח הן פעולות שבהן מייצרים או מחזקים חורים על ידי הבאת חותך מסתובב עם קצוות חיתוך בקצה התחתון במגע עם חומר העבודה. פעולות הקידוח נעשות בעיקר במכבשי מקדחים אך לעיתים במחרטות או במפעלים.
פעולות שונות הן פעולות שבאופן קפדני לא עשויות להיות פעולות עיבוד שבבי, שכן ייתכן שהן אינן פעולות לייצור ספייס אבל פעולות אלו מבוצעות בכלי מכונה טיפוסי. הברקה היא דוגמה לניתוח שונה. הברקה לא מייצרת שבר, אך ניתן לבצע במחרטה, בטחנה או מקדחה.
חומר עבודה לא גמור הדורש עיבוד יצטרך לחתוך חומר כלשהו כדי ליצור מוצר מוגמר. מוצר מוגמר יהיה חומר עבודה העומד במפרטים שנקבעו עבור חומר עבודה זה על ידי שרטוטים הנדסיים או שרטוטים. לדוגמה, חומר עבודה עשוי להיות בעל קוטר חיצוני ספציפי. מחרטה היא כלי מכונה שניתן להשתמש בו ליצירת קוטר זה על ידי סיבוב חומר עבודה מתכתי, כך שכלי חיתוך יכול לחתוך מתכת, ליצור משטח חלק ועגול התואם לקוטר ולגימור פני השטח הנדרשים. ניתן להשתמש במקדחה כדי להסיר מתכת בצורת חור גלילי. כלים נוספים שעשויים לשמש לסוגים שונים של הסרת מתכות הם מכונות כרסום, מסורים ומכונות שחיקה. הרבה מאותן טכניקות משמשות בעיבוד עץ.
טכניקות עיבוד מתקדמות כוללות עיבוד CNC מדויק, עיבוד פריקה חשמלית (EDM), שחיקה אלקטרו-כימית, חיתוך לייזר או חיתוך סילון מים לעיצוב חלקי עבודה ממתכת.
כמיזם מסחרי, עיבוד שבבי מבוצע בדרך כלל בחנות מכונות, המורכבת מחדר עבודה אחד או יותר המכילים כלי מכונות עיקריים. למרות שחנות מכונות יכולה להיות פעולה עצמאית-, עסקים רבים מקיימים מכונות פנימיות התומכות בצרכים המיוחדים של העסק.
עיבוד שבבי דורש תשומת לב לפרטים רבים כדי שחומר עבודה יעמוד במפרטים המפורטים בשרטוטים ההנדסיים או בשרטוטים. מלבד הבעיות הברורות הקשורות למידות נכונות, ישנה בעיה של השגת הגימור הנכון או חלקות פני השטח על חומר העבודה. הגימור הנחות שנמצא על פני השטח המעובדים של חומר עבודה עלול להיגרם מהידוק שגוי, כלי משעמם או הצגה לא הולמת של כלי. לעתים קרובות, גימור משטח גרוע זה, המכונה פטפוט, ניכר על ידי גימור גלי או לא סדיר, והופעת גלים על המשטחים המעובדים של חומר העבודה.
עיבוד שבבי הוא כל תהליך שבו נעשה שימוש בכלי חיתוך כדי להסיר שבבי חומר קטנים מחומר העבודה (חומר העבודה מכונה לעתים קרובות "העבודה"). לביצוע הפעולה נדרשת תנועה יחסית בין הכלי לעבודה. תנועה יחסית זו מושגת ברוב פעולת העיבוד שבאמצעות תנועה ראשונית, הנקראת "מהירות חיתוך" ותנועה משנית הנקראת "הזנה". צורת הכלי וחדירתו למשטח העבודה, בשילוב תנועות אלו, מייצרים את הצורה הרצויה של משטח העבודה המתקבל.
פעולות עיבוד שבבי
ישנם סוגים רבים של פעולות עיבוד שבבי, שכל אחת מהן מסוגלת ליצור גיאומטריה מסוימת של חלק ומרקם פני השטח.
בסיבוב, כלי חיתוך עם קצה חיתוך יחיד משמש להסרת חומר מחומר מסתובב כדי ליצור צורה גלילית. התנועה העיקרית מסופקת על ידי סיבוב חומר העבודה, ותנועת ההזנה מושגת על ידי הזזת כלי החיתוך באיטיות בכיוון המקביל לציר הסיבוב של חומר העבודה.
קידוח משמש ליצירת חור עגול. זה מושג על ידי כלי מסתובב שיש לו בדרך כלל שניים או ארבעה קצוות חיתוך סליליים. הכלי מוזן בכיוון מקביל לציר הסיבוב שלו לתוך חומר העבודה כדי ליצור את החור העגול.
במשעמום, כלי עם קצה מחודד בודד מכופף מועבר לחור עשוי גס בחומר מסתובב כדי להגדיל מעט את החור ולשפר את דיוקו. זוהי פעולת גימור עדינה המשמשת בשלבים האחרונים של ייצור המוצר.
רימינג היא אחת מפעולות גודל המסירה כמות קטנה של מתכת מחור שכבר קדח.
בכרסום, כלי מסתובב עם קצוות חיתוך מרובים מועבר באיטיות ביחס לחומר כדי ליצור מישור או משטח ישר. כיוון תנועת ההזנה מאונך לציר הסיבוב של הכלי. תנועת המהירות מסופקת על ידי חותך הכרסום המסתובב.