תהליך עיבוד רזה עבור חלקים גליליים גליליים-של פלדה בעלת חוזק גבוה עבור יישומי תעופה וחלל

פלדה 35CD4 חוזק גבוה- נמצאת בשימוש נרחב בחלקים גליליים מדויקים של תעופה וחלל בשל הביצועים המצוינים שלה, אך יש לה קשיים טכניים כגון קשיות גבוהה, קשיי חיתוך גבוה, עיוות קל של חלקים דקים- ודרישות סובלנות קפדניות. בתגובה לקשיים טכניים אלו, גובשה ערכת עיבוד רזה המכסה מספר תהליכים על ידי שילוב של מאפייני החומר עם מידות הדיוק ודרישות התהליך המיוחדות של החלקים. על ידי אופטימיזציה של הפרמטרים והכלים של חוליות מפתח כגון סיבוב חיצוני, קידוח פנימי, חור אלכסוני ועיבוד חור נושא בתהליך העיבוד, והתאמת רצף ההזריקה וההשחזה, נפתרו בעיות כמו דפורמציה בעיבוד שבבי וסטיית ממדים. לבסוף, הושג ייצור המוני יציב של חלקים, והתהליך הרלוונטי יכול לספק התייחסות לעיבוד של חלקים מדויקים של חומרים שקשה-לחתוך.

חלק 1

מָבוֹא

פריצת הדרך בביצועים של ציוד תעופה וחלל תלויה מאוד בדיוק העיבוד והאמינות של רכיבי הליבה[1]. פלדה 35CD4 בעלת חוזק גבוה- הפכה לחומר אידיאלי עבור חלקים גליליים מדויקים של תעופה וחלל בשל המאפיינים המצוינים שלה כגון חוזק גבוה ויכולת התקשות גבוהה. עם זאת, כוח החיתוך הגבוה והנטייה המשמעותית להתקשות של חומר זה, בשילוב עם הצורה הלא סדירה והניתנת לעיוות בקלות, והסובלנות הממדית המחמירה של החלקים הגליליים, מהווים אתגר משמעותי לתהליכי עיבוד שבבי מסורתיים.

כדי להתגבר על אתגר ייצור זה, מאמר זה מתמקד בתכונות החומר של 35CD4 ובדרישות התהליך של חלקים גליליים, ועורך מחקר על תהליכי עיבוד רזה. באמצעות סדרה של אמצעים, לרבות אופטימיזציה של תכנון התהליך, שיפור בחירת הכלים והתאמת פרמטרים של עיבוד שבבי, נפתרו באופן שיטתי סוגיות מפתח כגון דפורמציה בעיבוד שבבי וסטיות ממדים, והביאו לפתרון יציב ואמין לייצור המוני.

מאמר זה סוקר באופן שיטתי את רעיונות המחקר והפיתוח ואת תהליך האימות של טכנולוגיה זו, במטרה לספק התייחסות טכנית לעיבוד של חלקים דומים בדייקנות תעופה וחלל.

חלק 2

מאפייני תהליך של חלקים גליליים דיוק תעופה וחלל

חלק גלילי דיוק תעופה וחלל מסוים המיוצר על ידי חברתנו עשוי מ-35CD4, וצורתו מוצגת באיור 1. חלק זה הוא חלק בעל צורה לא סדירה, המבנה המיוחד שלו נוטה לעיוותים, ועובי הדופן שלו דק יחסית. הסובלנות של החור הפנימי והמעגל החיצוני נדרשות בהחלט, חור המיסב בזיז הוא חור מדויק, ולחלק יש חורים אלכסוניים בפנים, מה שמקשה על השליטה בסובלנות ממדי קשורה. המאפיינים הטכנולוגיים של חלק גלילי זה באים לידי ביטוי בעיקר בהיבטים הבאים.

איור 1. צורה חיצונית של החלק הגלילי

2.1 מאפייני החומר

(1) מאפיינים מתכתיים
פלדת סגסוגת 35CD4 חוזק-גבוה היא פלדת מוליבדן-בינונית-ניקל-כרום-מוליבדן בינונית בשימוש בתעשייה האווירית. ההרכב הכימי שלה מוצג בטבלה 1. בהשוואה למתכות אחרות, לפלדה זו יתרונות ייחודיים בתכונות כימיות, פיזיקליות ומכניות.

טבלה 1. יסודות סגסוגת ופרמטרים של 35CD4 (הרכב כימי)

(2) מאפייני החומר של 35CD4
כלול בעיקר את ארבע הנקודות הבאות:
① חוזק גבוה. מכיוון שמדובר בפלדה נמוכה-מסגסוגת-נמוכה, יש לה חוזק גבוה יותר מאשר פלדה לא--מסגסוגת, ומכאן שהיא נקראת "פלדה בעלת חוזק גבוה-מסגסוגת נמוכה".
② חוזק תפוקה גבוה. נקודת התפוקה שלו גבוהה מזו של פלדה שאינה-מסגסוגת. תחת אותו עומס, ניתן להפחית את המשקל של חלקים העשויים מחומר זה ב-20% עד 30%.
③ פלסטיות טובה וקשיחות. שיעור יסודות הסגסוגת נמוך יחסית, מה שמקנה לחומר גם פלסטיות טובה וגם קשיחות. ④ קשיחות גבוהה. הרכב הסגסוגת מכיל יסודות כמו ניקל, כרום ומוליבדן, שיכולים לשמור על האוסטניט המצונן של הפלדה יציב מאוד. ניתן להשיג מבנים מרטנזיט ובאניט באמצעות כיבוי אוויר.

(3) מאפייני עיבוד חומרים. לחומר זה יש בדרך כלל שני מצבי טיפול בחום: נורמליזציה + טמפרור ומרווה + מזג. הקשיות התואמת לשני המצבים הללו מוצגת בטבלה 2.

טבלה 2 קשיות החומר

כפי שניתן לראות מטבלה 2, הקשיות וחוזק המתיחה של חומר זה הם שניהם ברמה גבוהה. הוא גם עשיר ביסודות כמו כרום ומנגן. גורמים אלה יחד מקשים על העיבוד, וזהו חומר אופייני שקשה-לעיבוד-. קשיי העיבוד הספציפיים הם כדלקמן:

1) כוח חיתוך גבוה. לחומר קשיות וחוזק גבוהים, צפיפות אטומית וכוח מליטה גבוהים, וקשיחות שבר מצוינת ופלסטיות לטווח ארוך-. במהלך תהליך החיתוך, לא רק שכוח החיתוך גדול, אלא גם כוח החיתוך משתנה באופן משמעותי [2].

2) טמפרטורת חיתוך גבוהה. עיוות החיתוך צורך הרבה חשמל ומייצר הרבה חום. כמות גדולה של חום חיתוך מתרכזת באזור החיתוך, ויוצרת סביבת- טמפרטורה גבוהה.

3) נטייה גבוהה להתקשות עבודה. החומר מפגין פלסטיות וקשיחות טובה, עם מקדם חיזוק גבוה. תחת ההשפעות המשולבות של כוח חיתוך וחום חיתוך, הוא עובר דפורמציה פלסטית חמורה, מה שמוביל להתקשות העבודה. במקביל, חום החיתוך גורם לחומר לספוג אטומי מימן, חמצן וחנקן מהמדיום שמסביב, ויוצר שכבת פני שטח קשיחה ושבירה, מה שמגביר עוד יותר את קושי החיתוך.

4) בלאי חמור בכלים. כוחות חיתוך גבוהים וטמפרטורות במהלך חיתוך מעצימים את החיכוך בין הכלי והשבבים, וחומר הכלי נוטה לאינטראקציות זיקה עם חומר העבודה. בשילוב עם נוכחות של חלקיקים קשים בחומר והתקשות עבודה קשה, הכלי רגיש מאוד לבלאי דבק, בלאי דיפוזיה, בלאי שוחק, בלאי גבול ובלאי מחורצים במהלך החיתוך, ובסופו של דבר מאבד את יכולת החיתוך שלו.

5) טיפול בשבבים קשה. החוזק הגבוה, הפלסטיות והקשיחות של החומר מביאים לסרט-כמו, שבבים מסתבכים במהלך החיתוך, מהווים סכנות בטיחותיות, מעכבים את תהליך החיתוך וגורמים לשריטות על פני החלק, מה שמקשה לעמוד בדרישות חספוס פני השטח.

6) עיוות חיתוך גדול. טמפרטורות חיתוך גבוהות וגמישות חומר גבוהה במהלך העיבוד מובילים בקלות לעיוות תרמי, מה שמקשה על הבטחת מידות וצורות מדויקות.

(4) תוכנית עיבוד חומרים כדי להבטיח שחומרי הגלם יכולים להשלים במלואם את טיפול ההמרה והחיסום, יש לעבד את ריק החישול גס-לפני טיפול בחום כדי להבטיח שעובי הדופן של כל חתך-<30mm. Simultaneously, a datum is machined on the rough-machined blank to facilitate the connection between rough and finish machining processes. The blank and the rough-machined shape of the part are shown in Figures 2 and 3, respectively.

איור 2: ריק

איור 3: צורה- מחוספסת במכונה

2.2 מאפייני תהליך לחלק זה יש מספר דרישות מימד-בדיוק גבוה. יש לתכנן זרימת תהליך יציבה ואמינה על ידי התחשבות מקיפה בכל הפרמטרים הממדיים המדויקים כדי להבטיח את איכות המוצר. מידות הדיוק העיקריות של החלק מוצגות באיור 4.

איור 4: מידות הדיוק העיקריות של החלק

(1) קוטר חיצוני מדויק הקוטר החיצוני המדויק ביציאה הוא מ"מ, עם רוחב אזור סובלנות של 0.022 מ"מ בלבד; גודל החור הפנימי הוא φ83.37 מ"מ, המתאים לעובי דופן של 2.81 מ"מ. דרישת סובלנות ממדים זו קפדנית, דופן החלק דק וקושי העיבוד גבוה במיוחד. (2) חור פנימי מדויק: לחור הפנימי המדויק יש קוטר של φ מ"מ וסובלנות של 0.04 מ"מ. דרישת הקואקסיאליות של חור פנימי זה ביחס למעגל החיצוני היא φ0.04 מ"מ, דרישת הגליל היא φ0.02 מ"מ, ועומק החור הוא 287.5 מ"מ.

(3) חור משופע מורחב: כפי שמוצג באיור 5, לחור המלוכסן הממוקם במיקום האוזן של החלק יש קוטר של מ"מ וזווית של 45 מעלות עם ציר החלק. בעת עיבוד חור זה, יש להתאים את ציר כלי המכונה לזווית של 45 מעלות עם החלק. כדי להימנע מהפרעות בין הכלי למתקן, נדרש מבנה עלייה ארוך לכלי העיבוד, המהווה אתגר מרכזי בעיבוד חלק זה.

איור 5: חור משופע מורחב וחור מיסב

(4) חור מיסב: כפי שמוצג באיור 5, לחור המיסב באוזן יש קוטר של מ"מ. חור זה ניתן לעיבוד רק מהצד השמאלי של החלק. תוספת הכלי גדולה, ודרישת סובלנות הקוטר היא קפדנית, מה שמקשה על הבטחת דיוק ממדי. 2.3 תהליכים מיוחדים
בנוסף לדרישות העיבוד הנ"ל, חלק זה דורש מספר שלבי עיבוד מיוחדים, כדלקמן:

1) חיטוי זריקות. אזור הצילום הוא הקוטר החיצוני של החלק, אך יש להימנע מהחלק הקוטר החיצוני בקוטר φ מ"מ. חל איסור מוחלט על חיטוי בירייה של החור הפנימי.

2) ציפוי כרום. אזור ציפוי הכרום הוא החור הפנימי בקוטר φ מ"מ. יש לשלוט בעובי שכבת הכרום בין 20 ל-25 מיקרומטר.

3) ציפוי קדמיום. אזור ציפוי הקדמיום הוא כל המשטחים מלבד אזור ציפוי הכרום.

4) ציור. אזור הצביעה הוא הקוטר החיצוני של החלק, אך יש להימנע מהחלק הקוטר החיצוני בקוטר φ מ"מ.

חלק 3

עיצוב תהליך עיבוד צילינדר מדויק של מטוסים

בהתבסס על ניתוח תכונות החומר, מידות הדיוק והתהליכים המיוחדים של חלק גליל זה, תוכנית התהליך מוצגת בטבלה 3.

טבלה 3 תוכנית תהליך

חלק 4

אימות תהליך עיבוד צילינדר מדויק של מטוסים

4.1 גימור של הקוטר החיצוני של האוזן

לחומר 35CD4 יש הידבקות חזקה, מה שמקשה על שבירת שבבים במהלך העיבוד. בעת שימוש בפרמטרים נמוכים יותר של עיבוד שבבי, מופיעים סימני חיתוך עמוקים בקצה החלק, וכתוצאה מכך מראה קרוע של חומר פני השטח. כדי לפתור בעיה זו, יש להתאים את פרמטרי עיבוד הסיבוב החיצוניים. פרמטרי אופטימיזציה ספציפיים מוצגים בטבלה 4. באמצעות אופטימיזציה של פרמטרים, סימני החיתוך על פני הקצה של החלק נמחקים, הקצה הקצה המעובד חלק ואיכות העיבוד נשארת עקבית מהמרכז לקצה. מצב הפנים הקצה האופטימלי מוצג באיור 6.

טבלה 4 אופטימיזציה של פרמטרי פניית קצה

איור 6 מצב חלק לאחר הפיכת סיום הפנים

4.2 סיבוב קוטר חיצוני מדויק

פעולת ה-CNC ה-14 היא תהליך מפתח בעיבוד חלק זה. פעולה זו משתמשת בצ'אק למרכז-עצמי ומשענת מרכזית כדי לתמוך בקוטר החיצוני. דרישות עיבוד ספציפיות מוצגות באיור 7. סובלנות הקוטר החיצוני המדויק של החלק היא 0.024 מ"מ, ויש לבצע עיבוד שבבי בשלושה שלבים. פרמטרים ספציפיים של עיבוד שבבי מוצגים בטבלה 5. בשל הצמיגות הגבוהה של החומר, נדרשת הוספה של סיבוב חיצוני חד. רדיוס קצה ההכנסה המועדף הוא R0.2 מ"מ. אם רדיוס קצה ההוספה גדול מדי, לא ניתן להבטיח את דרישות חספוס פני השטח של החלק.

איור 7 דרישות לתהליך חריטה ב-CNC טבלה 5 אופטימיזציה של פרמטרי חריטה חיצוניים לאחר הגמר, הקוטר החיצוני של החלק הוא 88.85~88.89 מ"מ, מה שעולה על דרישות השרטוט. לפני מציאת הסיבה השורשית, הדרך היחידה להתאים את הגודל היא להשאיר שוליים בקוטר החיצוני ואז ללטש אותו ידנית. לאחר הניתוח, לעגול הקוטר החיצוני הנתמך במשענת המרכזית במהלך ההידוק תהיה השפעה משמעותית על יציאת הסיבוב של החלק [3]. תחת הדרישות לסובלנות דיוק גבוהה, השפעה זו בולטת במיוחד. הקוטר החיצוני של ההידוק של החלק החוץ-מתוך-הסובלנות נמדד, ושינוי העגול שלו היה 0.020~0.035 מ"מ, וזה בעצם עקבי עם תנודת-הסובלנות{14}}של הקוטר החיצוני של החלק. כדי לפתור בעיה זו, יש צורך לייעל ולתקן את הדרישות הטכניות של תהליך ההפניה. בתהליך הסיבוב החיצוני של התהליך ה-11, ברור שנדרש שהעגול של הקוטר החיצוני יהיה נשלט בתוך 0.01 מ"מ. דרישות השיפור הספציפיות מוצגות באיור 8. לאחר הוספת דרישות בקרת עגולות לתהליך ה-11, שופרה באופן משמעותי היציבות הממדית של הסיבוב בקוטר החיצוני בתהליך ה-14. טווח התנודות של הקוטר החיצוני הצטמצם ל-88.865-88.875 מ"מ, וניתן היה לשלוט על העיוות בתוך 0.01 מ"מ. לא נדרשו התאמות מקומיות על ידי המפעיל כדי להבטיח שסבילות הקוטר החיצוני עומדת בדרישות. בדיקות יציבות אימתו שקצה כלי חיתוך בודד יכול לעבד ארבעה חלקים בצורה יציבה; עם זאת, לא ניתן היה להבטיח דיוק ממדי לאחר בלאי הכלים.

איור 8: דרישות שיפור לתהליך הבסיס

4.3 שיפור רזה של המשטח התחתון של החור הפנימי

במהלך תהליך החריטה ב-CNC בתהליך ה-14, הופיע פגם בעיבוד בתחתית החלק, שהתבטא בבוסה שיורית בקוטר של 1 מ"מ ובגובה של 0.3 מ"מ, כפי שמוצג באיור 9. תוכנית העיבוד הראשונית הייתה להשתמש בטחון קצה שטוח - כדי להסיר את העודף התחתון, ולאחר מכן להשתמש בכלי{4} גדול ליישור{5} לחור{5} גדול. המשטח התחתון. בעת הסרת התוספת התחתונה באמצעות חותך כרסום, יש לשלוט על יציאת הכלי בטווח של 0.01 מ"מ. עם זאת, בשל השיפוע הקטן בתחתית הטחן הקצה השטוח-, לא ניתן לעבד את החלק התחתון למצב שטוח. טחנת הקצה השטוחה- מוצגת באיור 10.

איור 9: פגם תחתון

איור 10: טחנת קצה- שטוחה

כדי לפתור בעיה זו, ערכת העיבוד עברה אופטימיזציה על ידי החלפת החלק התחתון בחותך משעמם- קטן, כפי שמוצג באיור 11. בדיקות עיבוד הוכיחו ששימוש בחותך משעמם לקידוח התחתית ביטל לחלוטין את הפגם בבוס.

איור 11: הוספת חותך משעמם

4.4 אופטימיזציה של פניית חור פנימי

במהלך פעולת ה-CNC ה-14, משעמם החור הפנימי משאיר קצבה של 0.05 מ"מ בצד אחד לחידוד הבא. עם זאת, לאחר משעמם, פגמי איכות שונים הופיעו בחור הפנימי. סוגי הליקויים ופרופורציות מוצגים בטבלה 6. פגמים אלו מהווים סיכון משמעותי לתהליך ההשחזה שלאחר מכן.

טבלה 6. סוגי ליקויים ואחוזים

ניתוח גילה שלושה גורמים עיקריים לפגמים שהוזכרו לעיל: ראשית, קוטר כלי הקדום הפנימי היה קטן מדי, וכתוצאה מכך קשיחות הכלי לא מספקת וממדי חורים לא יציבים לאחר הקדום. שנית, לחומר היה צמיגות גבוהה, מה שהוביל לחיתוך לא יציב ושבירת שבבים לקויה בעת שימוש בפרמטרי גימור מסורתיים, כאשר שבבים מסתחררים ומגרדים את דופן החור. שלישית, מהירות החיתוך הייתה נמוכה מדי, ולא עמדה בדרישות הדיוק הממדיות וחספוס פני השטח של החלק.

כדי לטפל בבעיות אלו, יושמו אמצעי האופטימיזציה הבאים: ראשית, החלף את כלי הקדום הפנימי בקוטר גדול יותר כדי לשפר את קשיחות הכלי; הכלי המשעמם האופטימלי מוצג באיור 12. שנית, הגבר את מהירות החיתוך כדי להגדיל את עומק החיתוך בגימור. שלישית, ייעל את מערכת הקירור הפנימית כדי לאפשר לנוזל החיתוך לפעול ישירות על קצה הכלי המשעמם. השוואה של אופטימיזציות של כלים מוצגת בטבלה 7.

איור 12 כלי משעמם אופטימלי

טבלה 7 השוואת כלי אופטימיזציה

4.5 אופטימיזציה של חור משופע מורחב

בפעולה ה-13, כרסום אופקי של החור הנטוי המורחב, התוכנית הראשונית הייתה: שימוש בחותך כרסום מורחב של φ6 מ"מ כדי להגדיל את החור ל-φ7.3 מ"מ, קוטר החור בפועל לאחר העיבוד היה 7.1~7.2 מ"מ, עם תנודת מימד של 0.1 מ"מ; לאחר התאמת התוכנית לכרסום ל-φ7.5 מ"מ, קוטר החור היה 7.35 ~ 7.42 מ"מ, והתנודה הופחתה ל-0.07 מ"מ; לבסוף, נעשה שימוש בקוצר שוק ישר לגימור, קוטר החור היה 7.62~7.69 מ"מ, והממדים היו מאוד לא יציבים.

באופטימיזציה הראשונה, החורר הוחלף בכלי משעמם, וקוטר החור לאחר העיבוד היה 7.60~7.72 מ"מ, חורג מדרישות הסובלנות וגרם לגריטה של ​​החלק. התוכנית האופטימלית הסופית הייתה: שימוש בחותך כרסום משתנה- בקוטר 7 מ"מ עבור כרסום חורים משופעים, קצב המעבר של החלקים המעובדים הגיע ל-100%. הכלי לעיבוד חורים משופעים ממושכים מוצג באיור 13.

א) כרסום קצה שוק ישר ב) חורש שוק ישר ג) חותך משעמם ד) קצה קצה קוטר משתנה איור 13 כלים מורחבים לעיבוד חורים אלכסוניים

4.6 שיפור עיבוד חור המיסב

בתהליך העיבוד ה-13 של חור המיסב, דרישת קוטר החור היא מ"מ. התוכנית הראשונית הייתה: השתמש בטחון קצה של φ20 מ"מ כדי לכרסם עד φ34.4 מ"מ, ולאחר מכן השתמש בחותך משעמם כדי לעקום לגודל המוגמר. עם זאת, לאחר העיבוד הופיעו סימני רטט על דופן החור, אשר לא ניתן היה לפתור לאחר התאמות פרמטרים מרובות. כלי העיבוד מוצגים באיור 14.

א) חותך משעמם ב) חרסית קצה איור 14 כלים לעיבוד חור נושא

4.7 השפעת ההצצה על חלקים

תוכנית עיבוד החורים המדויקת הראשונית הייתה: קידוח מדוייק של חור פנימי ב-CNC עם תוספת של 0.05 מ"מ בצד אחד, חידוד כדי להבטיח סובלנות קוטר חור של 0.02 מ"מ וגליליות של 0.02 מ"מ, ולבסוף חיקוי צילום של הקוטר החיצוני של החלק. עם זאת, החבטה בירייה גרמה לעיוות של החור הפנימי של החלק, כשהקוטר גדל ב-0.015-0.025 מ"מ במיקום המרכז הצירי. חלקים מסוימים עברו את גבול הסבילות העליון ונפסלו.

כדי לפתור בעיה זו, רצף התהליך הותאם לאחר התייעצות עם הלקוח, הנחת השחזה לאחר צילום כדור. העיוות של החור הפנימי לאחר ההצפה היה כ-0.025 מ"מ, אשר היה מכוסה לחלוטין על ידי הקצבה החד-צדדית של 0.05 מ"מ השמורה לעיבוד. לאחר ההתאמה, ניתן לשלוט בסובלנות קוטר החור הפנימי לאחר ההשחזה בתוך 0.010 מ"מ, והגליליות בתוך 0.015 מ"מ, העומדת בדרישות השרטוט. ההשפעה של החפירה על החור הפנימי מוצגת בטבלה 8.

טבלה 8 ההשפעה של חיטוי ירי על בקרת חורים פנימית (יחידה: מ"מ)

חלק 5

מַסְקָנָה

באמצעות סבבים מרובים של אופטימיזציה ושיפור רזה במהלך שלב אימות העיבוד, חלק גלילי דיוק זה של תעופה וחלל השיג סוף סוף ייצור המוני יציב. ניסיון עיבוד מסורתי אינו ישים עוד לקשיי העיבוד של חומר 35CD4. אמצעים מרובים, כגון אופטימיזציה של תהליכים, אופטימיזציה של בחירת כלים ואופטימיזציה של פרמטרי עיבוד, נדרשים כדי להתגבר על אתגרי העיבוד [4]. 35לפלדה עם חוזק CD4 גבוה- יש ביצועים מצוינים, אך היא גם מביאה אתגרי עיבוד גבוהים יותר. בייצור בפועל, יש צורך לבחור דגמי כלים באופן ספציפי ולגבש פרמטרי עיבוד סבירים. עם הפיתוח של טכנולוגיות עיבוד מתפתחות, קושי העיבוד של חומרים קשים-לעיבוד יפחת בהדרגה, ויש לסכם ולצבור ללא הרף ניסיון עיבוד רלוונטי. בנוסף, לתהליך ההצצה יש השפעה בלתי הפיכה על מידות הדיוק של חלקים, מה שמעיד על כך שתכנון התהליך הוא פרויקט שיטתי. הסדר התהליך צריך לעקוב אחר כללים לוגיים ולשקול באופן מלא את ההשפעה ההדדית בין כל תהליך על מנת לגבש תוכנית עיבוד מדעית וסבירה [5], ולהשיג ייצור יעיל תוך הבטחת איכות המוצר.