امروزه تولید قطعات صنعتی یکی از بخش های مهم صنعت به شمار می آید. استقبال از این قطعات موجب شده که مهندسان از شیوه های مختلف اقدام به تولید و ساخت بپردازند. در این بین برای تولید آنها باید دقت، مهارت و تجربه بسیار بالایی را داشته و از آنها برای ساخت قطعات با دقیق ترین قطعات و قالب های صنعتی استفاده کرد. برای ساخت آنها استفاده از دستگاه های ریخته گری و برش و تراش در صنایع ایرانیان امری عادی بوده و با استفاده از این دستگاه ها قطعات با دقت کارکرد و عملکرد و ساختار بسیار بالا ساخته می شوند. در این مقاله سعی داریم به چگونگی تولید و ساخت قطعات صنعتی بپردازیم.
چگونه قطعات صنعتی تولید می شوند؟
قبل از کشف روش ساخت قطعات صنعتی، باید قبلاً منظور از این اصطلاح را درک کنید. تجهیزات صنعتی از ابزار و ماشین آلات تشکیل شده است. ابزارآلات صنعتی چیزی نیست جز مجموعه همگن کالاها برای ایمنی کارکنان و نگهداری تجهیزات. در این میان ابزارهای دقیق (دریل، آسیاب و …) و تجهیزات کوچک (پیچ، مهره و …) نیز داریم. در مورد ماشین‌ها، اینها بدنه‌های مکانیکی هستند که برای تولید محصولات در نظر گرفته شده‌اند؛ مانند انواع ربات ها یا ماشین های تولیدی (تراکتور، ماشین و غیره).
معمولاً قطعات صنعتی با استفاده از تکنیک‌های ساخت قطعات مکانیکی، از طریق ماشینکاری، فرزکاری و تراشکاری تولید می‌شوند. ماشینکاری مجموعه ای از فرآیندهای تولید است. این شامل برداشتن مواد از یک قسمت خام برای به دست آوردن ابعاد مورد نظر است.
فرزکاری روشی است که دو حرکت از جمله چرخش ابزار برای برش و پیشروی قطعه کار را ترکیب می کند. این تکنیک اغلب برای داشتن سطح صاف، شانه ها و شیارها استفاده می شود. تراشکاری مانند آسیاب شامل حذف مواد از یک قسمت مکانیکی است. با این حال، این دو تکنیک با این واقعیت متمایز می شوند که فقط یک حرکت چرخشی را امکان پذیر می کند.
در طوفان توسعه محصول جدید و ورود به بازار، فشار برای اعتبار سنجی یک مدل می تواند بسیار زیاد باشد. با نمونه سازی محصول یا جزء، طراحان پروژه های مجازی خود را از صفحه نمایش به جسم فیزیکی تبدیل می کنند. آیا مناسب است؟ آیا آن طور که انتظار می رود کار می کند؟ آیا می توان یک قطعه پرینت سه بعدی را با قالب گیری تزریقی ساخت؟
تحت فشار عناصر عملکردی نمونه اولیه یا زیبایی شناسی آن، ممکن است محصول نهایی از بین برود. اگر قصد دارید یک نمونه اولیه داشته باشید، یک نمونه اولیه و احتمالاً با پیشرفت مدل بیشتر خواهید داشت. به طور فزاینده‌ای، تولیدکنندگان و تیم‌های طراحی صنایع ایرانیان در هنگام طراحی محصول فراتر از فاز نمونه‌سازی نگاه کرده و به محصول نهایی و ویژگی‌های مورد نظر قطعات صنعتی فکر می‌کنند. هدف نمونه‌های اولیه که فراتر از نمایش‌های فیزیکی مدل هستند و با ارائه اطلاعات ارزشمند در مورد عملکرد و انطباق محصول، مسیر تولید نهایی را هموار می‌کنند.
توسعه ساخت قطعات صنعتی
در چرخه توسعه، محصولات یا قطعات صنعتی از سه مرحله متوالی عبور می کنند: نمونه سازی، تولید سری های کوچک و در نهایت تولید انبوه. نمونه سازی شامل تبلور یک مدل اثبات شده است که کار می کند. یک نمونه اولیه می تواند یکی از چندین تکرار بوده یا صرفاً اعتبار نهایی یک مدل روی صفحه باشد. از سوی دیگر، تولید سری‌های کوچک کمتر به خود محصول مربوط می‌شود تا فرآیند تولید یا بازاریابی آن. این مرحله می‌تواند به بهبود فرآیند تولید کمک کند یا محصولات آزمایشی را برای ارزیابی یا تأیید ادراک مشتری در بازار عرضه کند. در نهایت، حجم دقیق مرتبط با تولید انبوه به خود محصول و بازار آن بستگی دارد و به طور کلی بین چند هزار تا چند میلیون در سال متغیر است.
در هر مورد، هدف این است که به آرامی از یک مرحله توسعه به مرحله دیگر حرکت کنیم و محصول و سهولت تولید آن را بهبود بخشیم. به طور کلی، هدف به حداقل رساندن زمان و هزینه کل فرآیند، رساندن محصول از ایده اولیه به تولید انبوه قطعات صنعتی به صورت کارآمد، روان، سریع و اقتصادی است.
آزمایش انطباق قطعات صنعتی
در برخی از صنایع، آوردن یک محصول به بازار نیازمند آزمایش انطباق گسترده است که اغلب شامل گواهی شخص ثالث است. برای مثال، پیشرفت‌های هوافضا و دفاعی به چنان سطحی از انطباق نیاز دارد که هیچ تولیدکننده‌ای نمی خواهد طراحی را کامل کند و وارد تولید سری شود تا متوجه گردد که محصولش از نظر دوام، چرخه‌های کاری یا سایر ویژگی‌هایی که می‌تواند مطابق با الزامات باشد؛ مورد آزمایش قرار گیرد. بنابراین فرآیندی به نام آزمایش پیش انطباق ایمن تر به نظر می رسد.
در نهایت، در کنار این مراحل توسعه و آزمایش برای ارائه یک محصول به بازار، ممکن است تولیدکننده بخواهد تعداد زیادی ملاحظات تجاری را در نظر بگیرد. به عنوان مثال، تصمیم گیری در مورد بسته بندی می تواند پیامدهایی از نظر هزینه، آسیب پذیری در حین حمل و نقل و حجیم بودن بسته بندی اولیه و ثانویه داشته باشد. و البته، ازدحام حجمی بر نیازهای خودرو و کانتینر و همچنین هزینه های حمل و نقل تاثیر می گذارد. بنابراین عاقلانه است که در صورت امکان از نمونه های اولیه محصول برای هدایت تصمیمات اولیه بسته بندی استفاده کنید.
به طور مشابه، یک تجارت ممکن است اهداف محیطی و نام تجاری داشته باشد که مکمل اهداف بسته بندی و حمل و نقل باشد. استفاده از یک وسیله بسته بندی خاص می تواند به طور خاص بر میزان آسیب یا بر زیبایی ظاهری محصول برای مدت طولانی در انبار بماند. توانایی بازیافت حجم زیادی از پلاستیک هنگام قالب گیری تزریقی یک قطعه خاص می تواند پیچیده باشد. برون سپاری نمونه های اولیه قطعات صنعتی به کشورهای دور می تواند هزینه های اضافی را متحمل شود.
کیفیت قطعات صنعتی
کیفیت، قابلیت اطمینان و سلامت قطعات صنعتی از دیگر ملاحظات مهم صنایع ایرانیان است. معمولاً مصالحه‌ها امکان‌پذیر است. ارزان‌ترین عرضه‌کننده نمونه اولیه لزوماً سریع‌ترین و از نظر کیفیت بهترین نیست. حفظ یک رابطه تجاری نزدیک با یک تامین کننده نمونه اولیه برای بسیاری از شرکت ها به یک ملاحظات استراتژیک تبدیل شده است. ما ترجیح می‌دهیم به یک تولیدکننده توصیه‌شده برون سپاری کنیم که به شریکی تبدیل می‌شود که می‌تواند نه تنها نیازهای نمونه‌های اولیه، بلکه تولید در سری‌های کوچک یا متوسط را نیز برآورده کند. این فروشندگان نیاز به یک تحلیل امکان سنجی را که برای رد هرگونه مشکل در تولید ضروری است، کاملاً درک می کنند. در نتیجه، آوردن قطعات صنعتی جدید به بازار با موفقیت می‌تواند نیازمند یک رویکرد چند وجهی برای طراحی و توسعه، شامل طیف وسیعی از مسائل، اولویت‌ها و مبادلات باشد.
ملاحظات نمونه سازی در مراحل اولیه طراحی
اولین مراحل در فرآیند توسعه یک پروژه ساخت قطعات صنعتی شامل ایده، طراحی اولیه و سپس اعتبار سنجی محصول و برخی آزمایشات مربوط به عملکرد و زیبایی شناسی است. در طول این مراحل اولیه، فرآیند طراحی با هدف ترکیب الزامات صدای مصرف کننده (VOC)، صدای فرآیند (VOP)که توانایی های فعلی تولید و برون سپاری و همچنین تمام الزامات سرمایه گذاری شناخته شده را مشخص می کند، انجام می شود. کسب و کار (VOB) الزامات و موانع را از نظر بازگشت سرمایه، فروش، بازاریابی و عملیات شرح می دهد.
در صورت امکان، سازندگان قطعات صنعتی مانند صنایع ایرانیان به طور فزاینده ای به تکنیک های نمونه سازی سریع روی می آورند تا زمان توسعه را کوتاه کنند. مقادیر نمونه اولیه بسته به نیاز محصول و پروژه می تواند از یک در هر تکرار تا صدها یا حتی هزاران متغیر باشد. گفتنی است، محدوده معمول بین یک تا پنج برای طراحی اولیه، با استفاده از ماشینکاری CNC یا چاپ سه بعدی، تا چند صد در قالب تزریق سریع است. با این حال، این فناوری ها را نباید تنها به نمونه سازی خلاصه کرد. در واقع، زمانی که تنها به چند قطعه یا جزء مورد نیاز است، معمولاً از چاپ سه بعدی، ماشینکاری CNC یا قالب گیری تزریقی برای تولید قطعات تولیدی استفاده می شود.
هر تکنولوژی تولیدی مستلزم مصالحه است. سرعت، هزینه و سطح اطلاعات مفیدی که می تواند توسط یک نمونه اولیه ارائه شود، همگی در مرحله اول پروژه در نظر گرفته می شوند. نمونه های اولیه اغلب با استفاده از مواد مختلف و فرایندهای متفاوتی ساخته شده که برای تولید نهایی اجرا می گردند (مثلاً پلاستیک های چاپ سه بعدی) و کاملاً قادر به ارائه اطلاعات در مورد تناسب، عملکرد و زیبایی هستند. برای برخی از پروژه‌ها، به‌ویژه آخرین نسخه‌های اولیه، تولیدکنندگان قطعات صنعتی پیش‌تولید را درخواست می‌کنند که محصول نهایی را با استفاده از مواد مشابه و فرآیند ساخت یکسان شبیه‌سازی می نمایند.
ملاحظات نمونه سازی برای حرکت به سمت تولید سری های کوچک
هنگامی که نمونه‌های اولیه از نظر تناسب، فرم، عملکرد و زیبایی‌شناسی تایید شدند، توسعه می‌تواند به سمت تولید سری‌های کوچک، با زنجیره تامین بر اساس تقاضا، یا قبل از راه‌اندازی تولید انبوه حرکت کند. این مرحله تولید در صنایع ایرانیان شامل تولید دسته‌هایی از قطعات صنعتی، از 50 تا چند صد یا حتی چند هزار است که برای پاسخگویی به تقاضای تجاری در نوسان طراحی شده‌اند. همچنین برای برخی از پروژه ها، تولید سری های کوچک ممکن است روش تولید واقعی باشد.
استراتژی توسعه تعیین می کند که سازنده قطعات صنعتی چقدر سریع می خواهد به سمت ساخت قطعات کوچک حرکت کند و این مرحله تولید چقدر طول خواهد کشید. چنین استراتژی باید مقیاس چنین تولیدی را در نظر بگیرد، زیرا از نظر قالب، دسته های 50 قطعه ای محدودیت های متفاوتی از دسته های چند هزاری دارند.
نکته کلیدی برای این مرحله به دست آوردن قطعاتی است که اطلاعات مفیدی را از نظر تناسب، فرم و عملکرد ارائه می کنند و در عین حال برای امکان سنجی تولید بهینه می شوند. بار دیگر، داشتن یک نمونه اولیه فیزیکی که تایید می کند یک قطعه یا محصول کار خود را به خوبی انجام می دهد، با داشتن نمونه اولیه ای که ابزار تولید آن از نظر امکان سنجی بهینه شده، متفاوت است.
برای تولید دسته‌ای کوچک، هدف اصلی تولید، تنظیم دقیق طرح است تا قالب ها سریع‌تر یا اقتصادی‌تر یا هر دو ماشین کاری شوند. پس از در نظر گرفتن مسائل مربوط به قالب، یک تولید کننده به طور کلی مایل به دستیابی به قالب پذیری بهتر است. ممکن است به زاویه خلاصی قالب اشاره شود که یک تغییر جزئی در آن باعث بهبود قابل توجهی در جهش قطعه می شود و بنابراین هم سطح بهتر و هم کیفیت بهتری دارد.
انتخاب تامین کننده نمونه های اولیه قطعات
چگونه می توان به این هدف دست یافت؟ در دنیای ایده آل، انتخاب تامین کننده نمونه های اولیه و قطعات سری کوچک توسط سازنده، این الزامات را در نظر می گیرد. او در واقع شریکی را انتخاب خواهد کرد که می‌تواند هم مهارت‌های این مهندسان برنامه‌ها و هم ابزارهای خودکاری را برای او به ارمغان بیاورد که می‌تواند یک تحلیل طراحی اولیه را بدون دخالت انسان ایجاد کند.
در واقع، در بسیاری از موارد، ابزارهای تجزیه و تحلیل طراحی خودکار ثابت کرده‌اند که می‌توانند درجه‌ای از بهینه‌سازی را کاملاً مناسب برای تولید کم حجم قطعات صنعتی ارائه دهند. هنگامی که این ابزارها بر روی سرورهای خوشه ای قدرتمند در دسترس هستند، این بهینه سازی را می توان به سرعت در فرآیند تولید به دست آورد که معمولا مهم است؛ زیرا رسیدن سریع به بازار یک هدف اصلی باقی می ماند.
به عنوان مثال، در Protolabs، زمانی که طراحان یک مدل سه بعدی CAD را در وب سایت آپلود می کنند، یک نقل قول در عرض چند ساعت ارسال می شود که بخش هایی از قسمتی را که نیاز به یک زاویه پیش نویس دارند، یا حتی تغییراتی را برای بهبود این بدنه پیشنهاد می کند.
قالب‌گیری سریع قطعات صنعتی شامل تزریق یک رزین ترموپلاستیک به داخل قالب است، درست مانند فرآیند تولید. چیزی که این فرآیند را سریع می‌کند، فناوری ساخت قالب اغلب آلومینیومی به جای قالب‌های تولیدی مانند فولاد است. همچنین این فرآیند استاندارد تولید قطعات پلاستیکی در صنعت است. بنابراین اگر شرایط اجازه دهد، ساخت نمونه اولیه با همان فرآیند مزایای ذاتی دارد. شرکت صنایع ایرانیان بهترین تولید کننده قطعات صنعتی با ارائه بهترین خدمت و محصولات در کنار شما است.
