דף הבית / מדריכים / טכני / טכנוקרט: על הנדסת ייצור (חלק ב')
technocrat-header_blurple1-680x452

טכנוקרט: על הנדסת ייצור (חלק ב')

הפעם הטכנוקרט מסביר על אלומיניום, ועל שיטות החישול, היציקה והאקטרוזיה

לחלק הראשון של סדרת הכתבות על הנדסת ייצור – לחצו כאן.

בואו נחזור לאולמות הייצור העשנים. עזבנו אותם בתור מומחים ליצירת מוטות וצינורות מפלדה, ברי סמכא ששמם הולך לפניהם בתחום חישול ברגים וריתוך שסתומים. עכשיו הגיע הזמן לעבור לחומר קצת יותר אקזוטי כמו אלומיניום. הסגסוגת הקלה הזו שימשה עד לשנות השמונים בעיקר כבסיס ליציקות הראשיות של המנוע, אבל מאז היא החליפה כמעט לחלוטין את הפלדה בתחום בניית שלדות לאופנועים ספורטיביים בהם המשקל הוא גורם חשוב. להזכירכם, באותה תקופת טרום קורה כפולה, שלדות צינורות שלטו בשוק, וגם אלו מאלומיניום הלכו תחילה בדרך זו. ואכן, הדוגמאות הבולטות ביותר של דור שלדות האלומיניום הראשון, הלא הם הסוזוקי GSX-R750 של 85' וההונדה אינטרספטור של 83', היו בעצם תרגום של שלדת פלדה בעלת עריסה כפולה קלאסית לאלומיניום.

011

רק שלהבדיל מצינורות פלדה שמתחילים את דרכם בתור פח שטוח, צינורות אלומיניום מיוצרים בתהליך המכונהאקזטרוזיה. אם המכונות אשר יוצרות פרופילי פלדה דומות להפליא למכונת פסטה ביתית, אז אפשר להישאר עם אנלוגיות מתחום המטבח: מכירים את השקים שבקצה שלהם יש פתח צורני אשר משמשים ליצירת עוגיות? על ידי מילוי שלהם בבצק ולחיצה על השק, מהקצה יוצאת צורה של כוכב או אפילו סמיילי. התכונות הספציפיות של אלומיניום מאפשרות, על ידי חימומו, להביא אותו למצב צבירה שבין נוזל למוצק, מין מצב פלסטלינה רכה. ועל ידי דחיפת העיסה הזו דרך פתח יציאה עם פרופיל, אפשר לקבל צינור או כל חתך אחר באופן מיידי. מכונת אקזטרוזיה פולטת את צינור האלומיניום במצב חצי רך על שולחן ארוך באופן מתמשך, וכך יכול החומר להתקרר לו בנחת עד שהוא חוזר להיות מוצק לגמרי.

02

תהליך האקזטרוזיה נותן חופש עצום ליצירת פרופילים שונים ומשונים, ואם אתם רוצים לראות עד כמה גדול החופש הזה, אין כלל צורך לחתוך שלדה של אופנוע. פרקו עלה של תריס מסגירה של המרפסת (שאמנם מיוצר לרוב מ-PVC, אבל גם הוא באקזטרוזיה), ותראו איך עם התהליך הזה אפשר ליצור גם חיזוקים פנימיים בדמות קירות אנכיים וכדומה. תהליך היצירה של צינורות פלדה מוגבל מטבעו לחתכים שקל לכופף את הפח – עגולים, מרובעים וקצת וריאציות שלהם. צינורות אלומיניום באקסטרוזיה אפשר כאמור לעצב בכמעט כל חתך אפשרי, כאשר דוגמה טובה יכולה להיות אלו של ההונדה VFR או הפיירבלייד הראשונים. אגב, בשני האופנועים הללו, כמו ברבים אחרים, תבחינו במעין חריצים מעוצבים ברוחב של כ-1-2 מ"מ הרצים לאורך הפרופיל. לא מדובר בגחמת עיצוב. אם עיינתם היטב בחתיכת התריס מ-PVC תראו גם שם מין חריץ עדין שכזה בכל מקום בו יש חיזוק פנימי אנכי. כך גם בצינורות 'שלנו', בכל נקודה שבה יש חריץ מבחוץ זה סימן שיש קיר חיזוק פנימי להקשחה. החריץ הקטן נועד להעלים פגמים אסתטיים חיצוניים בנקודה שבה קיר החיזוק פוגש את הקליפה החיצונית.

אז עם צינורות באקסטרוזיה אפשר היה לייצר שלדות קשיחות, קלות וטובות למראה (ראו שוב ערך הפיירבלייד), אבל לא כולם הלכו בתלם הזה. ימאהה וקאוואסאקי הלכו על עיצובים שבהם רוחב הקורה משתנה לאורכה, ועיצוב שכזה אי אפשר לקבל כמובן מתהליך אקסטרוזיה שיוצר חתך אחיד. אבל דווקא הטכנולוגיה של עיצוב חלקים מפוסלים שכאלה היא אחת העתיקות שבשימוש תעשיית הרכב – כיפוף פח דק של מתכת במבלט ('שטאנץ' בייקית מצויה). בתעשיית המכוניות זהו התהליך שאיתו מייצרים בעצם את רוב חלקי הגוף של המכונית, וכך גם בווספה הקלאסית. באופנועים, מעבר לייצור חלקים מסוימים בשלדה כאמור, מדובר בתהליך הכמעט אוניברסלי לייצור של מכלי דלק ובעבר גם כנפיים, מכסאות צד ועוד.

032

התהליך נשמע פשוט: מכבש גדול המסוגל להפעיל כוחות של מאות טונות לוחץ לוח פח בין שני חלקי המבלט המפוסל, ועל ידי הצמדת שני חצאי המבלט, הפח הדק עובר עיוות פלסטי בלתי הפיך ומקבל את הצורה הנדרשת. בפועל, מדובר באחת ההשקעות הגבוהות שיצרן צריך לעשות כאשר נדרש עיצוב חדש של שלדה או מיכל דלק. שני החצאים של המבלט צריכים להיות עשויים מפלדה קשה ביותר כדי לעמוד במאמצים, בעומסים, בלחצים ובשחיקה, והלכה למעשה צריך לחצוב בפלדה צד זכר וצד נקבה של הצורה שרוצים לקבל, כל זאת בדיוק עצום כדי להשאיר מקום למילימטר או שניים של הפח שמכופפים בין שני חלקי המבלט. הטכניקות המשמשות לייצור מבלטים שוות טכנוקרט נפרד.

ברוב המקרים, חתיכת הפח שאמורה להפוך לחתיכה מהשלדה או מכל דלק נחתכת לריבוע שגדול יותר מהנדרש, כאשר את השוליים הנותרים חותכים בצורה מדויקת רק לאחר שהחלק יוצא מהמבלט. החיתוך הזה נעשה אף הוא על ידי מכבש, רק שבמקרה הזה, במקום מבלט צורני יש סכין חיתוך שבמכה אחת מקצצת את כל שאריות החומר שמסביב.

04

בעברית מקובל לכנות את תהליך החיתוך הזה (המכונה באנגלית Die Cutting) כ'גזירה במבלט', למרות שהמבלט נראה במקרה הזה מאוד שונה. חלקים שעשויים בתהליך ה-Die Cutting נפוצים עד מאוד באופנוע – כל הדיסקיות שמתחת לברגים ואומים עשויות כך, וכן שאר החלקים השטוחים שבאופנוע. דוגמאות? פלטות החיבור של המנוע לשלדה, גלגל השיניים האחורי, מיני אוזניים ותושבות המשמשות לחיבור רכיבים שונים לשלדה. כן, אפילו כאשר הן מכופפות, האוזניים הללו התחילו את דרכן כחתיכות פח שנחתכו במבלט גזירה ורק לאחר מכן בוצע בהן הכיפוף. להבדיל מהכבישה של חלקי שלדה ומיכלי דלק המוגבלת לעובי פח של לא יותר משני מילימטרים, בחיתוך של חלקים על ידי מכבש גזירה אפשר לחתוך עוביים מאוד גדולים שחורגים מעבר להגדרה של פח, כלומר גם מעל חמישה או שישה מילימטרים (בחלקים מבניים של מכונית). החלק הפעיל של התהליך פשוט מאין כמוהו: בצד התחתון של הכבש, זה הנייח, יש קדח שחצוב בתוך פלדה סופר קשה, בזמן שבצד העליון, זה הנייד היורד על הפח, יש בדיוק את הצורה המשלימה. כאשר הצד הזה יורד על הפח תחת כוח עצום של עשרות טונות, הוא פשוט גוזר את הפח נגד שפת המבלט התחתונה והודף כלפי מטה את החלק המוגמר.

שיטה נוספת לעיבוד אלומיניום היא אותו חישול שכבר פגשנו בפרק הקודם. כמו עם ראשי הברגים, הרעיון הוא שעל ידי חימום של גוש אלומיניום עד למצב שהוא מתרכך והכנסתו בין החצאים של תבנית פלדה קשה, אפשר למעוך אותו לכמעט כל צורה שרוצים. החלקים הכי אופייניים באופנוע בהם נעשה שימוש בחישול אלומיניום הם משולשי ההיגוי והחלקים הנעים של מנגנוני מונושוק. סימן זיהוי די ודאי שהחלק עשוי בחישול הינו בליטה ניכרת באמצע החלק. זהו המקום שבו בתבנית החישול משאירים רווח כדי לאפשר לאלומיניום המיותר להיפלט מהתבנית, ולרוב מעבדים את השארית הזו באופן די גס שמשאיר את הרכס הזה. למה לעשות את כל המאמץ הזה של למעוך אלומיניום במאות טונות כאשר אפשר בקלות רבה הרבה יותר לצקת אותו? מפני שחישול האלומיניום יוצר חלק שמבחינה מטלורגית חזק הרבה יותר מחומר נוזלי שהתמצק. אם יצא לכם לשבור בטעות חתיכה של מכסה מנוע העשוי ביציקה עקב מכת פטיש מפוספסת, בטח שמתם לב לעד כמה החומר פריך. לא צריך דמיון פורה כדי לדמיין איך יגיבו משולשי היגוי יצוקים לזעזועים הקשים המועברים דרכם מהכביש. אלומיניום מחושל, לעומת זאת, הרבה יותר אלסטי, והחוזק שלו עשוי להיות עד פי שניים יותר גדול מזה של אלומיניום יצוק. ליציקות יש כמובן חלק גדול במבנה האופנוע, אך הם נושא כל כך מורכב ורחב ששווה להקדיש גם לו טכנוקרט משל עצמו.

 

אודות יוסי שווץ

עשוי לעניין אותך

Dual Clutch Transmission

DCT – הגיר האוטומט של הונדה

כיצד עובד הגיר האוטומט של הונדה, ה-DCT? סקירה טכנית ורכיבה על האפריקה טווין DCT שבו מותקן הדור השלישי של המערכת

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. (*) שדות חובה מסומנים

תגי HTML מותרים: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Single Sign On provided by vBSSO