פינת המומחה - השעיר לעזאזל האולטימטיבי: "חומר הגלם גרוע"

21/12/2011

 

תהליך ייצור במבלטים - יהא זה כבישה, הטבעה, גזירה או משיכה - הוא תהליך מורכב התלוי בגורמים רבים. היכולת לייצר חלקים טובים היא פונקציה של שילוב כל אותם הגורמים, כאשר כל גורם בפני עצמו עשוי לגרום לכשל.

תפקידנו כקבלני משנה וכיצרנים הוא להפיק מקסימום חלקים טובים בהתאם לנדרש, בזמן קצר ובעלות נמוכה, תוך ניצול מקסימלי של המשאבים ושל יכולת הייצור שעומדת לרשותנו.

 

שורש הבעיה בתהליך הייצור בכבישה טמון בניצול חומר הגלם הנדרש על ידי חיתוך וכבישה, כל זאת בשילוב מבלט, מכבש, ושימון החומר. אלו שלושת המרכיבים הדומיננטיים, כאשר העובד אינו פרמטר בתהליך. טיפול נכון בשלושת הפרמטרים הנ"ל הנו ערובה להצלחה.

 

ואולם, עושה רושם שבכל פעם שמתעוררת בעיה לייצר חלקים טובים, האשם נופל מיד על חומר הגלם.

סדקים וקריעות (cracking )? האשם בחומר הגלם. קמטים במשיכה ( wrinkling)? חומר גלם גרוע. אין יכולת להגיע לעומק הנדרש? – חומר גלם גרוע. קפיציות ( springback)? חומר גלם גרוע. קר וגשום בחוץ? האשם בחומר גלם.

תופסים את הרעיון?

 

אפילו אני, כמהנדס בתהליכי הייצור והמשיכה העמוקה, הייתי מאשים תכופות את המתכת. עם זאת, לאורך הזמן ועם הניסיון הרב שצברתי בתחום והעמקתי בתהליכי הכבישה ועיצוב הפח, הגעתי למסקנה שחומר הגלם איננו תמיד האשם.

 

לעתים אני נדרש להיוועץ בספק חומר הגלם המואשם באספקה של מתכת גרועה, ואז אני מגיע למסקנה ונאלץ לעמוד על כבודה ולשמש לה סנגור, להצביע שהחומר דווקא כן באיכות הנדרשת, וכי הבעיה נובעת מהשילוב של מבלט, מכבש ושימון.

חשוב להבהיר כי איני אומר ששאין כלל בעיות עם חומר הגלם. בהחלט ייתכן שהתקבל חומר שאינו בהתאם לנדרש, או שתעודות האיכות אינן תואמות לחומר שהתקבל. הצעתי: להתעמק בכל מפרט נתוני חומר הגלם שהתקבל, וזאת לפני קבלת החלטות.

 

השפעת המשתנים

לכל חלק שמיוצר, כולל ייצור חומר גלם יש טולרנסים. כאשר חומר גלם מסוים נדרש על פי מפרט, המאפיינים שלו חייבים ליפול בתוך טווח מסוים מוסכם שהוגדר על פי המפרט.

להזכירכם, אין לגליל חומר גלם תכונות מכאניות מתחילת הגליל ועד סופו.

 

בייצור פלדה, למשל, קיימים שלושה משתנים עיקריים שחייבים להיות תחת פיקוח ובקרה יסודיים:.המרכיבים הכימיים, בטמפרטורה ובזמן.

דמיינו את תהליך ייצור הפלדה כאפיית עוגה. כדי לקבל עוגה איכותית על המרכיבים השונים להיות מדויקים, הן בכמות והן באיכות;על תנור האפייה להיות בטמפרטורה הרצויה, ועל זמן האפייה להיות מבוקר.

זכרו: מרכיבים כימיים מבוקרים בלבד אינם מבטיחים פלדה איכותית, בדיוק כשם שמרכיבים נכונים בעוגה הנאפית ב 500 מעלות במשך שעתיים אינם מבטיחה עוגים איכותית, אם עוגה בכלל.

בקרה על המרכיבים השונים לייצור פלדה, למשל, היא פשוטה וקלה יחסית, אך בקרה על הזמן ועל הטמפרטורה היא כבר הרבה יותר מורכבת.

לכל סוג ולכל סגסוגת, כמו גם לכל עובי, נדרשת טמפרטורה שונה. גם לזמן ייצור הגליל (coil) תהיה השפעה על התכונות ועל התוצאה הסופית, ובנוסף, גם אימא טבע עצמה משפיעה על התוצאה הסופית.

 

בדיקת תכונות החומר

 

אם הנך כמו כל הכובשים, ואני סבור שכך הדבר, הרי שהמועד שבו תבדוק את מפרט חומר הגלם שהתקבל הוא כאשר תיתקל בבעיה.

 

ומה בעצם הנך בודק? ולמה אתה משווה?

האם חומר הגלם שקיבלת הנו בהתאם למפרט שנדרש? גם זה לא מבטיח שתהליך הייצור יהיה תקין. על מנת לקבל יכולת ייצור תואמת, על חומר הגלם להתאים עצמו לתהליך או שהתהליך חייב להתאים עצמו לחומר הגלם. על מנת שהתהליך יהיה תואם לחומר הגלם, המבלטים חייבים להיות בעלי יכולת עבודה בכל טווח התכונות המכאניות של החומר.

מניסיוני, גם לאחר הרצת מספר סדרות ייצור נעשים שינויים במכבש, בשימון, ובעיקר במבלט, כדי להתאים לתכונות המתכת בכל טווח התכונות המכאניות שלו.

באחת מסדרות הייצור של מוצר במשיכה עמוקה מאלומיניום שכבר הורץ מספר רב של סדרות, אובחנה תופעה: התקבלו קמטים  wrinkling), ובעלייה קלה של כוח מחזיק הפח נקרע החומר נקרע ( cracking). מתכת גרועה –כך החלטנו, ופנינו מיד לספק חומר הגלם.

הספק החליף את החומר ליצרן אחר, אולם התופעה חזרה על עצמה. שוב חומר גרוע, אמרנו, ושוב הוחלף. לבסוף הסקנו שהבעיה אינה טמונה בחומר הגלם כי אם בתהליך.

כששיפרנו את שמן המתיחה נפתרה הבעיה.

 

מתבקשת כאן שאלה: כאשר יוצרו המבלטים, האם נבדקו כך שיוכלו לעבוד באופן תקין בכל תחום הטולרנסים של חומר הגלם, אושמחלקת בניית מבלטים הריצה סדרה מדגמית בלבד?

היכן היה הכשל? האם בתחום העליון של המפרט המכאני או בתחום התחתון?

נניח שהוזמן פריט לייצור במבלטים למשיכה עמוקה. הלקוח מסר שרטוטים ומפרט חומר הגלם, ועל פיו יוצרו המבלטים. בזמן הרצה ניסיונית ושימוש בחומר הגלם הנתון היו קריעות (cracking). נעשה תיקון ברדיוסים, ובכל פעם פחתו הקריעות, עד לקבלת מוצר תקין בהתאם לדרישות.

בשלב זה הסתיימה בניית המבלטים, אולם למעשה לא נעשתה בדיקה של חומר הגלם. איני יודע אם חומר הגלם היה בתחום העליון של התכונות המכאניות, כלומר יכולת טובה למתיחה, או בתחום התחתון, כלומר חומר פחות משיך. מה שאני כן יודע שהיה בתחום המפרט).

בהרצת סדרת ייצור ראשונה - הכול היה תקין, ללא קריעות, והחלקים נראו טובים.

בהרצת סדרת ייצור שנייה - היה מספר לא גדול של כשלים.

בהרצת סדרה שלישית היו קריעות (cracking) בכל חלק. מיד נעשתה פנייה לספק חומר הגלם ודווח על חומר גלם גרוע.

מבחינה סטטיסטית אכן אין זו מתכת גרועה, העניין הוא שיש לבחור חומר גלם בתחום העליון בלבד של התכונות המכאניות במפרט.

 

פתרונות אפשריים

 

לסיכום, ישנן שלוש אפשרויות במצבים דומים:

1. אפשר להמשיך עם העבודה, בתנאי שהקריעות בתהליך הן שוליות. אופן זה מצריך מאמץ בעבודה ומתבטא בעלויות בהתאם.

 

2. אפשר לדרוש מספק חומר הגלם לבחור רק חומר בתחום העליון של התכונות המכאניות, כלומר לבדוק בפועל את כל התכונות כמו עיוות,ערך n, מאמץ מתיחה ומאמץ כניעה - ולדרוש רק את המיטב (כידוע, ערך n מבטא את הקשר בין מאמץ מתיחה לעיוות. ככל ש n גדול יותר המתכת בעלת יכולת לעמוד טוב יותר במתיחה לדוגמא, אם נבדק שבערך n = 0.18 החומר נקרע וב n= 0.20 מתקבלים חלקים טובים, אזי יש לדרוש חומר גלם בערך n מינימלי של 0.20. לנתונים מכאניים אמינות גבוהה והם אינם משקרים).

במילים אחרות, אין לדרוש מהספק "חומר טוב יותר", כי אם להגדיר לו במדויק את התכונות המכאניות הרצויות שיתאימו לתהליך העבודה (טבלה מספר  3,2 מתארת תכונות אופייניות של חומר). מטבע הדברים, דרישה זו יכולה לפעמים להיות יקרה יותר, וכאן נשקל הנושא עלות מול תועלת.

 

3. שינוי במבלט או בתהליך נראה לכאורה כפתרון קל, אולם לא תמיד ניתן לביצוע. יותר מכך, לסטות מתכנון המוצר או מאילוצים הנדסיים אחרים, כל זאת על מנת שיתאים לכל טווח מפרט התכונות המכאניות של חומר הגלם.

מכאן נראה שחלק מהבעיות מתחילות כבר בשלב תכנון המוצר עצמו: עיגול פינות, הגדלת רדיוסים במידת האפשר וכיוצא באלו.

מניסיוני, בדרך כלל מוצרים מתוכננים על ידי מהנדסים על גבול היכולת ואף שיחרגו מהגבולות הפיסיקליות של המתכת.

יש לזכור רק שכאשר מתכת פוגשת פיזיקה, הפיזיקה תמיד מנצחת.

 

אל תאשים את המתכת עד שהנך יודע שהיא מחוץ למפרט הנדרש. יש דרכים רבות להגדיר תכונות מכאניות , והדבר נעשה לא רק על ידי שימוש בהגדרות של  ASTM, חומר מסוג 1,2,3 וכיוצא באלו.
עצה שלי, נסה להיות בקשר תמידי עם ספק החומר על מנת לפתור את הבעיות. דע שרובם המכריע של הספקים יעמוד לרשותך ויעשה הכול על מנת לשמור אותך כלקוח.

 

*הכותב הינו מהנדס בחברת 'פיליבה מפעלי מתכת בע"מ' והכתוב הוא על דעתו בלבד.

הדפסשלח לחבר
עזרה וכלים

התאחדות לשירות העסק שלך

מייעצים לך בענייניי עבודה ויחסי עבודה

·  ייעוץ שוטף למפעלים בכל הנוגע
   לחוקי העבודה וליחסי עבודה 
   הן במישור הקיבוצי והן
   במישור הפרטני

·  מעורבות בהליכי חקיקה בכנסת
   ובוועדותיה.

·  טיפול במימוש חוקים,
   תקנות וצווים,
   מול גורמים ממשלתיים.ועוד...

לפרטים נוספים

 

דרונט בניית אתרים
תוכן ושיווק אינטרנטי 
Bookmark and Share