שרטוטים לייצור בעידן המידול התלת מימדי. לא מיותר?

פעמים רבות אני נשאל ע"י לקוחותיי שאלה דומה:

למה היום בעידן הטכנולוגי הממוחשב עדיין צריך לצרף לכל קובץ תלת מימד גם שרטוט לייצור? האם זה לא בזבוז של זמן להשקיע בזה? הרי המודל התלת מימדי מכיל בתוכו הכל! ובכל תוכנה יש סרגל שאפשר בעזרתו למדוד איזה מרחק שנרצה?

במבט ראשון, נראה שהשאילה הזו מוצדקת.

אין היום עסק לייצור כמעט, (למעט עסקים שמשתמשים רק בציוד קונבציונאלי) שאין לו מהנדס ייצור המחזיק בידיו מחשב עם תוכנה לפתיחת קבצים 3D.

התוכנה נותנת למהנדס הייצור מבט ויזואלי קרוב ככל האפשר למציאות הנותן לו אינדיקציה האם המוצר ניתן לייצור בטכנולוגיה הקיימת אצלו במפעל או לא.

ברם, האמת היא, שזה לא כ"כ מדויק.

זה נכון שניתן לקבל תמונה ויזואלית מאיך המוצר\חלק\מודל נראה אך זה רחוק מאוד מכדי לדעת כיצד לייצר אותו.

בוא נניח שאנחנו מסתכלים על פלטה פשוטה עם 4 חורים בקוטר 5 מ"מ.

ללא שרטוט, היצרן ייצר את הפלטה הזו כרצונו כלומר: יכול להיות שנקבל חור גדול מ5 ממ או קטן מ5. תמיד תהיה לו איזשהי סטייה מהמידה הרצויה.

לעומת זאת אם היצרן יקבל לידו שרטוט של הפלטה הנ"ל ובשרטוט יהיה רשום מידת קוטר חור 5 עם סיבולת(טולרנס בלעז) של בין 0 ל0.2+ מ"מ היצרן יודע כי לחור אסור להיות קטן מ5.0 מ"מ וגדול מ 5.2 מ"מ.

גודל החור כמובן משפיע על היכולת של פין או בורג לעבור בתוכו. אם החור יהיה קטן מ5 בוודאי שפין בקוטר 5 לא יוכל לעבור בו ומבחינת הלקוח הפלטה הזו לא יכולה להתחבר לאן שהיא צריכה ולכן היא פסולה.

אך רגע, מה הבעיה? בואו פשוט נגדיל את החור! 

אכן יש צדק בדבר אם אכן הפלטה שלנו עדיין נמצאת בתהליך הייצור וטרם נשלחה לקבל ציפוי הגנה או\ו צבע. אך אם הפלטה כבר קיבלה צבע וציפוי, קידוח החור יפגע בציפוי וכמובן יגרום ליצרן לבזבז זמן יקר על תיקון החורים בפלטה ותיקון הציפוי גם כן (ואם למשל מדובר ב100 פלטות כאלה, מדובר על לא מעט של עבודה...)

ידוע הדבר בקרב המתכננים שכל נושא המגע והמעבר בין חלקים נקרא אפיצות. כידוע ישנם 3 סוגים של אפיציות:

מעבר, לחץ, חופש.

את האפיציות הללו אי אפשר לראות במודל!  ואם היצרן לא ידע באיזה אפיצות הוא צריך לעמוד, הוא לא יעמוד בה מעצמו.

מניסיוני כעובד כבר כמה שנים בתעשייה, ראיתי מאות אם לא אלפי חלקים שנפסלו בגלל שלא היה להם שרטוט איכותי\לא היה להם שרטוט בכלל.

מודל איכותי ומפורט ככל שיהיה לא יכול להחליף שרטוט לייצור. השרטוט הוא הקובע איך בסופו של גבר יראה החלק\המוצר שלכם. ולא, לא המודל הממוחשב.

הנה 10 טיפים כדי שהשרטוט שלכם יהיה טוב ויעיל:

1. בשרטוט לייצור על המתכנן של החלק\מוצר לשים דגש על מה יעודו של החלק ומיקומו בתוך ההרכבה של המוצר. מתכננים רבים נוטים לזלזל בשרטוט לייצור ובשל כך, הם נותנים מידות תארטיות שאי אפשר לבדוק אותם או נותנים מידות כמה פעמים באותו שרטוט לפעמים גם באותו היטל(!)

2. על המתכנן לדעת באיזה טכנולוגיה עתיד להשתמש היצרן כדי לייצר את החלק. חיזוי בחירת הטכנולוגיה מבטיח שהיצרן יבין טוב יותר על מה להקפיד בייצור ויקל עליו בתמחור של החלק. שרטוט חלק המיועד לייצור בפלסטיקה למשל אינו דומה לשרטוט המיועד לכיפוף פח. בשני תהליכי הייצור האלה צריך להקפיד על דברים שונים לחלוטין.

אם למשל אנו זקוקים לפלטה שהמישוריות שלה ופני השטח לא חייבים להיות מדויקים ברמה של פחות מ0.1 מ"מ, אין טעם לשלוח פלטה כזו לעיבוד שבבי(שהוא יקר פי כמה מחיתוך פלטות בלייזר). ממילא השרטוט שלנו יותאם לייצור בלייזר. גם במידות הכלליות של החלק וגם בסיבולת שנדרוש מהיצרן (בחיתוך בלייזר רמת הדיוק בחיתוך משתנה ממכונה למכונה אך עומדת על 0.1-0.2 המ"מ עד מידות של 100 מ"מ והולך ועולה עם גדילת המידה לעומת מכונות כרסום CNC הפשוטות עומד על 0.05 מ"מ ואף פחות מכך)

3.במידה ויש אפיצות שאנו נרצה לקיים בחלק שלנו, עלינו לשקול היטב איזה רמת אפיצות נרצה לקבל. זה כמובן ישפיע ישירות על רמת הדיוק הנדרשת בחלק. רמת דיוק גבוהה יותר תאט את תהליך הייצור, תדרוש שימוש בכלים מדויקים יותר(לדוגמא מקדד) וכמובן תעלה משמעותית את מחיר החלק\המוצר שלנו.

4. מודל יפה ככל שיהיה לא תמיד ניתן ליישום. כשנרצה להוריד את החלק לייצור נשאל את עצמנו קודם כל איך אפשר כמה שיותר לפשט אותו. במקרים מסוימים לא מין הנמנע שנבחר לפצל את החלק לשניים כדי להקל על תהליך הייצור או נעשה שינויים בגאומטריה שלו. 

5. נציין אך ורק מידות שחשוב לנו שהיצרן יעמוד בהם. אמנם השרטוט הוא זה שקובע מבחינת היצרן ולא המודל אך גם היצרן משתמש במודל לקבלת מידות שלא שמופיעות בשרטוט.

6. נשאל את עצמנו האם השרטוט שלנו ברור. האם ההיטלים בין כל מבט מראים את התמונה המליאה של החלק או שיש נקודות שפיספסנו. שרטוט טוב וברור יגרור אחריו פחות שאילות מצד היצרן ויקטין משמעותית את הסיכוי לטעויות.

7. במידה והחלק שלנו הוא חלק מהרכבה ודרוש לחבר אותו בריתוך, נשאף תמיד לציין מידות בין חורים בחלק שמתחברים לחורים בחלק אחר כיוון שבריתוך המתכת עוברת שינוי משמעותי בגאומטריה (דפורמציה פלסטית) כתוצאה מהחום הרב שנגרם ממנו. היצרן לרוב ישתמש בחלק עזר (שבלונה) למיקום החורים בצורה מדויקת במהלך הריתוך, אך ורק אם בשרטוט המתכנן יתן לכך חשיבות. 

8. נשתדל תמיד לקחת רווחים בין שני חלקים מחוברים. לדוגמא אם בחלק א יש הברגה M4 ובחלק ב אמור לעבור הבורג, ניתן לחור בחלק ב להיות לפחות בקוטר 4.2 מ"מ להבטיח שהבורג אכן יעבור. 

 9. אם אנו רוצים שהחלק שלנו ישלח לקבלת ציפוי הגנה או צבע ויש לנו מידה מדויקת שחשובה לנו, אנו חייבים להראות בשרטוט שאנו מעוניינים במיסוך(איזור ללא ציפוי\צבע) על מנת שהמידה שנבדוק לפני הצבע תשמר.

10. כלל ברזל אחרון בשרטוטים: לעבור שוב לפחות פעם אחת על כולם ולראות שלא פספתם משהו!

במשך עבודתי ראיתי שרטוטים רבים מסוגים שונים של מתכננים. מעטים השרטוטים שראיתי אכן תאמו לדרישות החלק. או שהמתכנן חסר ניסיון ואז הוא מבקש להקפיד על הרבה מאוד דברים שלא נצרכים או שהוא מסמן כמות של מידות לא פרופורציונלית ומיותרת.

שרטוט בשבילי וגם בשביל כל יצרן הוא בבחינת 'קודש קודשים'. זה בעצם ספר ההדרכה בשבילו כיצד עליו להגשים עבורכם את החלום.

מי יתן ומאמר יזכה לשפוך קצת אור על חשיבות השרטוט גם בעידן הממוחשב וימנע טעויות ועוגמת נפש למתכנן, ליצרן ובסוף גם ללקוח.

 

מאמר זה נכתב ע"י מורג דהן מהנדס מכונות מחברת מורג הנדסה ופיתוח מוצרים בעל ניסיון רב בפיתוח מוצרים והכנת שרטוטים לייצור. כל הזכויות שמורות ©

אין להעתיק\לשכפל מאמר זה ללא רשות מפורשת בכתב ובע"פ מכותב המאמר.