مقایسه تولید و ماشینکاری در تولید مدرن

در سیستم‌های صنعتی مدرن، شکل‌دهی و پردازش مواد پایه و اساس خلق محصول را تشکیل می‌دهد. با این حال، بسیاری تلاش می کنند تا به وضوح بین دو مفهوم به ظاهر مرتبط تمایز قائل شوند: «ساخت» و «ماشین کاری». دقیقاً چه چیزی این فرآیندها را متمایز می کند؟ چرا هر دو در جریان کار تولید ضروری هستند؟ این تجزیه و تحلیل تفاوت های اساسی، کاربردها و اهمیت آنها را در تولید بررسی می کند.

تصور کنید با یک تکه یشم برش نخورده روبرو هستید. آیا می خواهید آن را با اسکنه به دقت حک کنید تا الگوهای پیچیده ای ایجاد کنید (ماشین کاری)، یا آن را ذوب کنید تا در قالب ها برای تکثیر انبوه (ساخت) بریزید؟ این رویکردهای متضاد نشان دهنده تمایز اصلی بین ماشینکاری و ساخت هستند.

ساخت یک مفهوم گسترده‌تر را در بر می‌گیرد که شامل فرآیندهایی می‌شود که مواد خام را به اشکال یا ساختارهای خاص تبدیل می‌کند. در هسته آن "ساخت" نهفته است - ترکیب، اتصال، یا شکل دادن به مواد از طریق روش های مختلف. تنوع تکنیک های ساخت مواد مختلف و الزامات طراحی پیچیده را در بر می گیرد.

ساخت به فرآیندهایی اطلاق می شود که فلزات، پلاستیک، منسوجات یا سایر مواد خام را از طریق روش های افزودنی، اتصال یا شکل دهی به اشکال دلخواه تبدیل می کند. تکنیک های کلیدی عبارتند از:

• بازیگری:ریختن مواد مذاب در قالب هایی که به شکل های دلخواه جامد می شوند. روش های متداول شامل ریخته گری شن و ماسه، دایکاست، قالب گیری تزریقی و ریخته گری گریز از مرکز است. انتخاب بستگی به نوع مواد، هندسه قطعه و الزامات کیفیت دارد.
• پیوستن:ترکیب اجزاء از طریق جوشکاری، لحیم کاری، پرچ کردن، یا چسباندن چسب. جوشکاری در ساخت فلزات غالب است.
• تشکیل:تغییر شکل مواد از طریق عملیات خم کردن، مهر زدن یا کشش - مانند شکل دادن به ورق های فلزی در زوایای خاص.
• پرینت سه بعدی:یک فناوری ساخت افزودنی که اشیاء را لایه به لایه می سازد. به ویژه برای نمونه سازی، تولید سفارشی و دسته های کوچک ارزشمند است.

• خودرو:ساخت پانل های بدنه، اجزای شاسی، بلوک موتور
• هوافضا:تولید بدنه هواپیما، پره های توربین
• ساخت و ساز:ایجاد سازه های فولادی، عناصر بتنی پیش ساخته
• لوازم الکترونیکی مصرفی:تشکیل محفظه های پلاستیکی، قاب های فلزی

مزایا:مواد متنوع را کنترل می کند، هندسه های پیچیده را در خود جای می دهد، تولید انبوه را امکان پذیر می کند.

محدودیت ها:برخی از روش ها زباله های قابل توجهی تولید می کنند. دقت معمولاً ماشین‌کاری را عقب می‌اندازد.

ماشینکاری نشان دهنده یک فرآیند کاهشی تصفیه شده است که مواد را از طریق برش، سنگ زنی یا سوراخکاری حذف می کند تا به ابعاد دقیق و پرداخت سطحی دست یابد. ماهیت آن در "حذف"، اولویت دادن به دقت و کیفیت سطح نهفته است.

ماشینکاری مواد اضافی را از طریق حذف کنترل شده مواد برای دستیابی به هندسه، ابعاد و ویژگی های سطح هدف از قطعه کار حذف می کند. تکنیک های اصلی عبارتند از:

• چرخش:چرخش قطعات کار در برابر ابزارهای برش ثابت روی ماشین تراش.
• آسیاب:چرخش ابزارهای برش چند نقطه ای در برابر قطعات کار در ماشین های فرز.
• سنگ زنی:استفاده از چرخ های ساینده برای تکمیل سطح خوب و دقت ابعاد.
• حفاری:ایجاد سوراخ با مته های چرخان.
• اره کردن:برش مواد به اندازه با استفاده از اره های برقی.

• ابزار دقیق:چرخ دنده ها، بلبرینگ ها، اجزای حیاتی
• ساخت ابزار و قالب:تولید قالب می گیرد و می میرد
• تجهیزات پزشکی:مفاصل مصنوعی، ابزار جراحی
• الکترونیک:پردازش ویفر نیمه هادی

مزایا:دقت ابعادی استثنایی و پرداخت سطح را ارائه می دهد، هندسه های پیچیده را کنترل می کند.

محدودیت ها:صرفاً کاهشی (نمی توان مواد اضافه کرد)، توان عملیاتی نسبتاً کمتری دارد.

تمایز اساسی در رویکردهای مادی آنها نهفته است: ساخت از طریق افزودن یا ترکیب ایجاد می شود، در حالی که ماشینکاری اشکال از طریق حذف. این دوگانگی کاربردها و نقاط قوت آنها را مشخص می کند.

در عمل، ساخت و ماشینکاری اغلب به صورت پشت سر هم عمل می کنند. یک بلوک موتور خودرو را در نظر بگیرید: ساخت اولیه از طریق ریخته‌گری شکل اولیه را ایجاد می‌کند و به دنبال آن ماشینکاری دقیق سوراخ‌های سیلندر و سوراخ‌های رزوه‌دار برای اطمینان از عملکرد و قابلیت اطمینان انجام می‌شود. درک نقش مکمل آنها برای برتری تولید ضروری است.

پیشرفت های صنعت 4.0 تولید را از طریق یکپارچه سازی داده ها متحول می کند. شبکه های حسگر، اتصال اینترنت اشیا و تجزیه و تحلیل، نظارت و بهینه سازی فرآیند را در زمان واقعی امکان پذیر می کنند. به عنوان مثال، تجزیه و تحلیل داده های ارتعاش ماشین ابزار می تواند سایش ابزار را پیش بینی کند و از مشکلات کیفیت از طریق تعویض به موقع جلوگیری کند. این رویکرد داده محور نوید تولید هوشمندتر، کارآمدتر و پایدارتر را می دهد.

ترموپلاستیک ها:قالب‌گیری تزریقی قطعات پیچیده را در حجم تولید می‌کند، با ماشینکاری اختیاری برای ویژگی‌های دقیق.

ترموست:پس از پخت (مانند کامپوزیت های فایبرگلاس)، این مواد را نمی توان دوباره ذوب کرد، معمولاً به فرآیندهای قالب گیری و سپس عملیات برش/حفاری نیاز دارند.

فلزات:گسترده ترین انتخاب فرآیند - از ریخته گری و آهنگری گرفته تا جوش - اغلب با ماشینکاری تکمیل برای ویژگی های حیاتی ترکیب می شود.

• خواص مواد:فرآیندهای سازگار را دیکته کنید
• پیچیدگی بخش:ممکن است نیاز به رویکردهای ترکیبی داشته باشد
• الزامات تحمل:نیازهای ماشینکاری درایو
• حجم تولید:حجم بالا به نفع ساخت است. حجم کم ممکن است برای چاپ سه بعدی مناسب باشد
• محدودیت های بودجه:هزینه های فرآیند به طور قابل توجهی متفاوت است

اگرچه رویکردهای آنها متفاوت است، ساخت و ماشینکاری هدف یکسانی دارند: تبدیل مواد خام به محصولات کاربردی. ساخت می سازد، ماشینکاری پالایش می کند. در تولید مدرن، وابستگی متقابل آنها باعث پیشرفت می شود. همانطور که فناوری‌ها تکامل می‌یابند، مرزهای آن‌ها همچنان محو می‌شود - با ظهور تولید هوشمند به عنوان الگوی جدید. درک مزایای متمایز این فرآیندها برای متخصصان تولیدی که در این چشم انداز در حال تحول حرکت می کنند، ضروری است.