שערי
חליפין
שינוי אחרון: 19.5.2017
יחידות מטבעהשער
סל המטבעות
דולר3.593
אירו4.002
ליש"ט4.664
100 יין3.224

סקירת ההרצאות ביום העיון ה-5 בנושא חדשנות טכנולוגית בעיבוד שבבי , 2.11.15
מאת: רועי שני

עיבוד שבבי הינו תחום בולט וחשוב בתעשייה הישראלית. שדה מקצועי זה הינו בעל חשיבות עליונה לתעשיות רבות, וביניהן, תעשיית הרכב, התעופה, הרפואה, האופטיקה והחלל. ככזה, מרכז תחום העיבוד השבבי מחקר ופיתוח ענף וערני - הן בחזית המכשור החדשני והן בטכנולוגיות פורצות דרך.
ב-2 בנובמבר (2015) קיים הפורום לעיבוד שבבי הפועל בלשכת המהנדסים יום עיון מקצועי בנושא, במטרה לעדכן ולהתעדכן בשלל הפיתוחים האחרונים בתחום. את יום העיון ניהל מהנדס אמיר לפיד, יו"ר הפורום לעיבוד שבבי.

בתמונה משמאל: מהנדס אמיר לפיד, יו"ר הפורום לעיבוד שבבי

להלן סקירת ההרצאות שניתנו במסגרת יום העיון:

"דפינה באמצעות ואקום ודפינה מודולרית בשם ALUFIX" – יוליאן יוסף, מנכ"ל MTS הנדסה
דפינה (קיבוע החלק המשובב למשטח העבודה) הינה בעלת חשיבות רבה, מכיוון שהיא משפיעה על כלל מהלך העיבוד. דפינה יציבה ואמינה מונעת רעידות של החלק, מאפשרת שיבוב איכותי ומדויק, חוסכת זמן עבודת מכונות יקר, ומביאה ליעילות כלכלית משמעותית. קיימות שיטות דפינה רבות ומגוונות, ובהרצאתו סקר יוסף מספר שיטות חדשות ובולטות. שולחן הוואקום (VAC-MAT) של חברת Horst Witte הגרמנית הינה טכנולוגיה ייחודית מסוגה, אשר מאופיינת במשטחי גומי מיוחדים בעלי פיות אוויר, המונחים על משטח העבודה ועליהם מונח החלק לעיבוד. בהפעלת המשאבה, נשאב האוויר ופיות האוויר של משטחי הגומי מצמידים אליהם את החלק בחוזקה. שיטה זו יעילה במיוחד כיוון שהיא מהירה, זולה, בעלת דיוקים גבוהים, ניתן לחדור עם הכרסום לצד השני מבלי לפגוע בשולחן, והחזר ההשקעה מהיר.

בתמונה מימין:
יוליאן יוסף, מנכ"ל MTS הנדסה

שיטה נוספת שהוצגה הינה VilMill אשר במסגרתה מונח בד דביק וחד פעמי על שולחן העבודה עליו מקבעים בוואקום את החלק. חסרונה העיקרי של השיטה הוא שלא ניתן להשתמש בנוזלי קירור בתהליך מכיוון שהם ממיסים את הדבק. לסיום, הציג יוסף את טכניקת ה-ALUFIX המבטיחה והחדשנית, שהינה מערכת קיבוע מודולרית דמוית לגו, המאפשרת אין סוף וריאציות וקונפורמציות תלת ממדיות לקיבוע חלקים לשיבוב בכל צורה וצורך העולה על הדעת. המערכת מציגה יציבות ודיוק רב, ומשמשת לעיבוד שבבי בתעשיות הדורשות סטנדרטים גבוהים במיוחד כמו אופטיקה, חלל ותעופה.

"עיבוד במהירויות גבוהות ובביצועים גבוהים" – ד"ר יוסי רוטברג – טכניון (גמלאי) תהליך השיבוב הינו תהליך גזירה מכני-תרמי מצומד ואלים, ולראיה, גרעיני החומר עוברים במהלך השיבוב דפורמציה. עצם הגזירה יוצרת חום המשפיע על החומר, על הכלי ועל המשטח. ככל שהמהירות עולה, כך גם עולה הטמפרטורה. אולם בהרצאתו הציג ד"ר רוטברג משוואה לפיה מעל מהירות מסוימת הטמפרטורה דווקא יורדת. לדבריו, הסיבה נעוצה בשני גורמים, הראשון, שבטמפרטורות אלו החלק המעובד מתרכך מה שמביא לגזירה קלה יותר ויצור חום מופחת. בנוסף, תנועת הכלי המהירה פוגשת אזורים קרים של החלק המעובד מה שתורם לפיזור חום אפקטיבי. כיום, לעיבוד שבבי במהירויות גבוהות יש משמעות כלכלית מרכזית, מכיוון שמדובר בקצב יצור מואץ מה שמוזיל משמעותית את תהליך היצור. במציאות התעשייתית של היום, נערכים פיתוחים ומחקרים רבים במטרה לייעל את העיבוד השבבי במהירויות גבוהות, במטרה לגשר בין הצרכים ודרישות השוק לבין מגבלות הטכנולוגיות הקיימות, ולנסות לבצע אופטימיזציה ואיזון בין מהירות גבוהה, עומק השיבוב והטמפרטורות הגבוהות המלוות לתהליך.
בתמונה למעלה, מימין: ד"ר יוסי רוטברג, טכניון (גמלאי)

"מדידת חלקים השוואתית בתהליך ברצפת הייצור" – עידן לזר, רנישו
בהרצאתו הציג לזר מכשיר חדש אותו פתחו בשם Equator. המכשיר, שעוד לא חגג שנתיים בשוק, מגשר על הפער של ביקורת בתהליך השיבוב ומתאים ליצרנים המנפיקים כמות בינונית-גבוהה של חלקים המעובדים בשיבוב. עד כה האלטרנטיבה הקיימת היא ביקורת על חשבון זמן עבודת מכונות. ה- Equatorמאפשר תהליך בקרה תוך כדי ובמקביל לעבודת המכונות, ועל ידי מפעיל המכונה- מה שמביא לחיסכון כלכלי משמעותי.
המכשיר הינו בגודל של 40X40X40, מונח בסמוך למכונת השיבוב, ובמהלך העבודה מניחים חלקים שזה עתה שובבו על ה-Equator אשר בוחן את ליבו וכליותיו של החלק וקובע באם הוא עומד בסטנדרטיים הפיזיקליים אשר הוגדרו מראש: מידותיו, הטקסטורה, הטמפרטורה, איכות הדפינה ועוד. בסופו של תהליך מחולל הדוחות המשוכלל מפיק פלט מפורט המצביע על מגוון רחב של פרמטרים, תכונות והתנהגות החלק המעובד. מדובר במכשיר השוואתי שאינו אבסולוטי, והמשמעות היא שראשית יש להזין את המכשיר בדגם מאסטר אליו יושוו יתר החלקים שיבחנו. רמת הדיוק של המכשיר גבוהה ביותר ועומדת על שני מיקרון. כיום קיימות אפליקציות של המכשיר המתממשקות עם רובוטיקה, כך שרובוט המחובר למכשיר יוכל לברור באופן אוטומטי כל חלק שזה עתה שובב- באם הוא עומד בסטנדרטים הרצויים ויצא להמשך פס היצור, או שמא הוא תקול ויפלט ויש לכייל את המכשירים או הכלים מחדש.
בתמונה משמאל:  עידן לזר, רנישו

"יישומי כרסום בעיבוד מהיר" – יוסי מרלי, וידיה ישראל
בהרצאתו הציג מרלי כלים שונים מסדרות ייצור מגוונות אותם הם מייצרים, ואשר הם ייעודיים לעבודה במהירות גבוהה. בין יתר האתגרים אליהם נדרשים בחברת וידיה הם מחד צמצום זמן עבודת מכונה על ידי שיבוב מהיר - שמביא ליצור מוגבר, ומאידך לתכנון כלים מיוחדים שעומדים בעומס ובטמפרטורות הגבוהות שמתלווים לעיבוד שבבי מהיר. בהרצאתו, הדגים מרלו מספר כרסומים שתוכננו בדיוק למטרה זו. בשונה מכרסומים רגילים, הכרסומים אותם הציג כללו חלוקה לא שווה של גודל ומרחק השיניים, קוטר להב משתנה, וכן מבנה המאפשר פינוי יעיל של השבבים. תכונות אלו מאפשרות עבודה במהירויות גבוהות ביותר, מאריכות את חיי הכלי באופן דרמטי, מאפשרות שליטה טובה יותר ברוחב השבב ובעומק עיבוד מקסימלי, מאריכות את חיי המכונות ומביאות, לדבריו, לחסכון כלכלי רב.
בתמונה מימין: יוסי מרלי, וידיה ישראל

"נוזלים לעיבוד שבבי- שמני הגנה ובטיחות" – יהונתן אוליקי, חי הפצה
בהרצאתו הציג אוליקי את האפשרויות הקיימות לקירור מכונות לעיבוד שבבי, המתחלקות לחומרים מבוססי שמן וחומרים מבוססי אמולסיות- בהם הוא התמקד. אמולסיה הינה תרכובת של שמן ומים, אשר מה שמאפשר את החיבור ביניהם הינו חומר המכונה 'אמולסיפייר', שתכונותיו הייחודיות מאפשרות למולקולות השמן להתעטף באופן יציב במולקולות מים זעירות בעזרת קשר כימי מסוג ואן דר ואלס. המטרות בשימוש באמולסיות הן להקטין את החיכוך שנוצר במכונות, להגן מפני הטמפרטורות הגבוהות, לסכך את כלי החיתוך, להגן מפני קורוזיה, לייצר יציבות של המערכת, להגן מפני פגעים ביולוגיים וכן למנוע התפתחות מיקרואורגניזמים, ולאפשר לעובד בטיחות בעבודה. קיימים בשוק מגוון תוספים לחומרי הקירור המונעים שחיקה של החומר, ואשר יוצרים בטמפרטורות מסוימות ריאקציה כימית בין הכלי לחלק המעובד שמאפשרת חיתוך טוב יותר. תוספים אלו מבוססים על גופרית, כלור או זרחן אשר בחיבור לאמולסיה מביאים לעבודה אופטימלית. אוליקי חזר והדגיש את הצורך לסנן את האמולסיה באופן רוטיני- מה שמאפשר לה לחזור לתכונותיה המקוריות ומונע צורך בהחלפת נוזל הקירור במשך שנים רבות. לדבריו, הסינון היעיל ביותר הוא בגודל של 15 מיקרון.
בתמונהמשמאל: יהונתן אוליקי, חי הפצה

"רעידה מסוג רטט עקב עירור עצמי" – ד"ר ג'וני ספורי, ישקר
בהרצאה תיאורטית זו פרש ד"ר ספורי בפני המשתתפים אנליזה מדוקדקת אודות רעידות ויציבות של כלים, תופעה אותה חוקר במסגרת עבודתו בישקר לצורך פיתוח כלים חדשים שיעלו פרודוקטיביות, רווחיות ושיפור בביצועים. קיימים שלוש סוגי רעידות במהלך תהליך השיבוב: רעידה מסוג 'תנודות חופשיות' הנוצרת כשהכלי מתנגש עם גוף אחר, 'תנודות מאולצות' המתרחשות כשהכלי נתון תחת עומס מחזורי והתנודות שלדבריו הן הבעייתיות ביותר ובהן התמקד, הן תנודות מסוג 'רטט עקב עירור עצמי' (Chatter). במסגרת תנודות אלו החלק המעובד מתחיל לרעוד באופן ספונטני, נוצרת גליות על פני שטחו, עובי השבב משתנה, ומעבר לעיוות בתצורת ואיכות השיבוב הדבר פוגע בכלי ואף עלול להביא לאיבוד יציבות המערכת. תנודות מסוג Chatter גורמות לפגיעה בפרודוקטיביות מפני שבמצבים אלו איכות פני השטח של המשובב יורדת, הן פוגעות באורך חיי הכלי, ויש לעצור את המכונה ולכיילה מחדש. לדבריו מדובר בבעיה מהותית. רטט זה מאופיין בפליטה אקוסטית אופיינית, ויוצר תוך כדי עבודה רעש עז שאינו מופק בתנאים רגילים. בהרצאה הראה ספורי דיאגרמת יציבות שמצביעה על כך ש- Chatter נוצר כפונקציה של עומק השיבוב ומהירות השיבוב. בד"כ הורדת עומקהשיבוב ושינוי מהירות הספינדל מייצבת את השיבוב. על כן, לפני תחילת עבודה יש לבנות דיאגרמת יציבות מבוססת ניסוי מודלי להתאמה בין הכלי, החלק המעובד והמכונה בהם עתידים להשתמש. כך ניתן לקבוע מה המהירות והעומק האופטימליים שיביאו לתוצאות מיטביות. לסיום הציג ד"ר ספורי כלים אותם פיתחה ישקר המאפשרים ספיגה, ריסון והתנגדות גבוהה לתופעת ה-Chatter.
בתמונה משמאל: ג'וני ספורי, ישקר

"ריבוד מקצועי ותעשייתי" – צביקה גרינברג, 3D Systems
בתפקידו משמש גרינברג כמנהל פיתוח עסקי של3D Systems ישראל – אותה חברה אשר המציאה אי שם בשנות ה-1980 את ההדפסה התלת ממדית. הדפסה תלת ממדית, המכונה בעברית 'ריבוד', הינה אחד מתחומי הטכנולוגיה המתפתחים ביותר, מפני שהיא עדיין עושה את צעדיה הראשונים בעולם התעשייה. יחד עם זאת, ברור כשמש שמדובר בטכנולוגיה מהפכנית הטומנת בחובה פוטנציאל יישומי כמעט אין סופי ואט אט נכנסת לפסי יצור.
אם בעבר הלא רחוק מדפסות תלת ממדיות עלו מאות אלפי דולרים והיו בגדלים עצומים- כבר כיום ניתן לרכוש מדפסות "ביתיות" בגודל של מדפסת רגילה ובעלות של כ-1000 דולר.
בתמונה מימין: צביקה גרינברג, 3D Systems

חומרי ההדפסה רבים ומגוונים וכוללים בין היתר מתכות, פולימרים, קרמיקה, זכוכית, בטון, נייר, חול ועוד. לדברי גרינברג קיימים כיום כ-120 חומרי הדפסה והיד עוד נטויה. עקב התכונות הייחודיות של ההדפסה, ניתן לייצר רכיבים מאוד מורכבים עם חללים פנימיים באבחת הדפסה בודדת- מה שבדרכים אחרות דרוש הרכבה של עשרות, ולפעמים אף מאות חלקים, להרכבת רכיב בודד. תכונה זו חשובה במיוחד לתעשיות הרכב, הרפואה והתעופה וכבר כיום ניתן למצוא רכיבים בתעשיות אלו המודפסים באופן תעשייתי. בהרצאתו מנה גרינברג מגוון טכנולוגיות הדפסה אותן מפתחת חברת 3D Systems, כאשר כל שיטה והתפתחות טכנולוגית מספקת מענה לאתגרים הנדסיים שונים. בעתיד הלא רחוק, לדבריו, טכנולוגית הריבוד תכנס גם לתחום המזון, כאשר מוצרי מזון יודפסו באופן תעשייתי. כיום הגורם המוביל את פיתוח המדפסות הוא דווקא החומר המודפס אותו רוצים לרבד, מה שמצביע גם על המודל הכלכלי של חברות הריבוד אשר נהנות ממתח רווחים גבוה דווקא ממכירת החומר המודפס ופחות ממכירת המדפסות עצמן.
שלח לחבר
שתף


 


Google