هي إحدى عمليات التصنيع التي تم التوصل إليها عام 1816 اخترعها العالم إيلي ويتني، حيث كانت عمليات التصنيع المعقدة قبل ذلك تتطلب مهارات عالية جداً وفنيين محترفين للغاية، حيث جعلت هذه الماكينات أي عامل بتدريب بسيط يقوم بصناعة أكثر القطع تعقيداً وبسرعة عالية، وتستخدم الماكينة لتصنيع القطع من الخشب والمعادن والمواد الأخرى، وهي مهدت بعد ذلك لما يسمى بخطوط الإنتاج وتصنيع آلاف القطع يومياً.
مبدأ عمل عملية التفريز
مبدأ عملها بكل بساطة هي ريشة دوارة تدور بسرعة كبيرة جداً يركب عليها أدوات القطع تشبه ريشة الدرل، لكن تتحرك على ثلاث محاور الطول والعرض والارتفاع، لكي تشكل القطع ثلاثية الأبعاد في السابق كان الاستعمال يدوي لكن الآن يتم عبر الكمبيوتر من أجل السرعة والدقة والتفاصيل الحساسة؛ مثل حفر الرسوم على أبواب الخشب أو المعدن وفي حالة المعدن لابد من استخدام زيت التبريد.
عوامل عملية التفريز
وهناك الكثير من العوامل التي يجب أخذها بعين الاعتبار، خصوصا عند العمل على المعدن لكي لا تكسر الريشة وتسبب أضرار في قطعه العمل أو في العمال.
1. المعدن المستخدم في الريشة
يختلف المعدن أو المادة المستخدمة في الريشة حسب القطعة المراد العمل عليها، فالخشب مثلاً لا يحتاج مادة قوية لكن المعادن تحتاج ريشة ذات صلابة عالية مثل الكربايد، لتستطيع تحمل الحرارة والضغط وغيرها من العوامل.
2. سرعة القطع
سرعة القطع تختلف أيضاً حسب المادة المراد العمل عليها، فالخشب مثلاً نستطيع قطعه أو حفرة بسرعة عالية، لكن المعادن لابد أن نتحرك ببطء و حسابات مدروسة كي لا تنكسر الريشة أو نحصل على سطح خشن.
3. زاوية القطع
يتم حساب زاوية القطع بدقة كي تعطينا أفضل عمل، ويتم إخراج الرايش (المادة التي تم قصها والتخلص منها) بسهولة ودون أن تشكل عائق في عملية التفريز و يعطي أفضل نتيجة ممكنة.
3. التفريز باستخدام الكمبيوتر
التفريز كما ذكرنا كان يستخدم يدوياً لكن الآن أغلبه عبر الحاسوب، حيث تستخدم برامج المحاكاة قبل البدء بالعمل الحقيقي ويراجع الفني كل خطوات العمل على الحاسوب وحجم القطعة وسرعه الريشة والابعاد والمشاكل المحتملة، وبعد أن يتم التأكد من كل شيء يبدأ العمل وهو مطمئن أن لن تحدث مشكلة وسيتم إنجاز العمل بطريقة مثالية خالية من الأخطاء.
وأيضاً العمل باستخدام الحاسوب يحتاج لمهارة في البرمجة أو ما يسمى G code حيث كان في السابق العامل يقوم بالبرمجة، لكن الان برامج المحاكاة هي من تقوم بالبرمجة نيابة عن العامل، لكن لابد أن يفهم العامل برمجة الآلة وكيف تعمل من الألف للياء، لأنه أحيانا لابد أن يبرمج يدويا في بعض الأمور غير التقليدية التي لا تفهمها الآلة.
مخاطر عملية التفريز
أولاً قد تبعث عمليات التصنيع قدرًا كبيرًا من الغبار والدخان، يحتوي الغبار على جزيئات معدنية قد تضر بالجهاز التنفسي، بالطبع تعتبر التهوية المناسبة أمرًا ضروريًا، لكن قد لا تكون ورش العمل الأصغر مجهزة بأنظمة الحماية الكافية لردع المخاطر والحفاظ على صحة العمال، وذلك يجب أن تفرض الحكومات أنظمة صارمة فيما يتعلق ببرتوكولات الصحة والسلامة المهنية.
الخطر الثاني هو أن تكون القطعة المشغولة حادةً، أو يمكن أن تكون الأجزاء نفسها أو مقذوفات قاطعة تطير بسرعة عالية بحيث تصيب العامل بأضرار جسيمه أو اعاقات مستدامة، ولذلك يجب على المرء أن يكون حذرًا بالتعامل وأن يعي أن صحته هي أهم شيء يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار.
تطبق الإرشادات الصارمة على مساحات العمل فيما يتعلق بالحد الأدنى للمسافة بين الآلات واللافتات والأحذية المطلوبة، يجب أن تخضع جميع المكونات الكهربائية لفحوصات منتظمة بحثًا عن المشاكل، حيث قد يمثل أي شيء خارج عن المألوف تهديدًا قد يتسبب بموت احد العاملين أو إصابته بصعق كهربائي.
تطبيقات عملية التفريز
عملية التفريز موجودة تقريباً في كل آلة نستعملها من السيارة إلى الأبواب والأجهزة الذكية، وأصبح استخدامها أوسع للمميزات التي ذكرناها من رخص السعر وسرعة الإنجاز سنتناول بعض تطبيقات عملية التفريز.
1. صناعة المسننات
المسننات هي قطعٌ حساسة تستخدم في السيارات والساعات والمعدات الثقيلة والعديد من الصناعات، لذلك يجب أن تصنع بطريقة دقيقة للغاية، لأن أي خطأ قد يسبب كارثة لذلك يتم الاستفادة من دقة عملية التفريز لصناعه المسننات بمختلف احجامها وبدقه عالية وبسرعة كبيرة.
2. حفر الرسومات
نجد رسومات معقدة للغاية ورائعة على الكثير من المنتجات مثل أبواب الخشب والحديد، ونتساءل كيف قاوموا بصنعها وما العملية المستخدمة الإجابة بكل بساطة عن طريق عملية التفريز، حيث يمكن استخدام ريش دقيقة للغاية تقوم بالحفر واعطائنا النتيجة المطلوبة وبسرعة عالية.
3. البحوث العلمية
عملية التفريز توفر للعلماء وسيلة رائعة وبسيطة ورخيصة نسبياً لتجربة اختراعاتهم، وفحصها دون أن يأخذ الأمر وقتاً طويلاً أو تكلفة عالية، و بإمكانهم مراجعة أخطائهم وإصلاحها ببساطة والوصول للنتيجة المرجوة بأقل ما يمكن خسارته.
