Metal İşleme

Metal işleme nedir?

Metal işleme, özel parçalar, montajlar veya büyük ölçekli yapılar oluşturmak için metallerle çalışma işlemidir. Bu terim, büyük gemi ve köprülerden, duyarlı motor parçalarına ve hassas takılara kadar geniş bir yelpazede çalışmayı kapsar. Bu nedenle, koordineli olarak çok kapsamlı bir beceri, işlem süreci, ve araçlar içerir.

Metal işleme bir bilim, sanat, hobi, sanayi ve ticarettir. Metal işlemenin tarihsel kökenleri binlerce yıllık bir dönemi, farklı kültür ve uygarlıkları içerir. Metal işleme, süs eşyaları ve araçlar için şekil verilebilen ve metal üretmek için çeşitli cevherlerin eritilmesinin keşfiyle gelişmiştir. Modern metal işleme süreçleri, çeşitli ve uzmanlık alanlarına ayrılmış olmakla birlikte şekillendirme, kesme, veya birleştirme işlemleri olarak sınıflandırılabilir. Günümüzün makine atölyesi, hassas kullanışlı bir iş parçası oluşturma yeteneğine sahip çok sayıda makine takımları içerir.

Tarih öncesi metal işleme

Bakır madenciliği ve çalışmasının en eski arkeolojik bulgusu, MÖ 8700'de Kuzey Irak'ta bir bakır kolyenin buluşudur. Amerika'da metal işlemenin  en eski  ve en net kanıtı, Michigan Gölü yakınlarındaki Wisconsin'de bakırın işlenmesidir. Bakır gevrek hale gelinceye kadar dövülmüş, daha sonra ısıtılmış, böylece biraz daha işlenebilir hale gelmiştir. Bu teknoloji yaklaşık MÖ 4000 ila 5000'li yıllara aittir. Dünyadaki en eski altın tarihi eserler, Bulgaristan Varna Nekropolü'nden gelmektedir ve MÖ 4450'e dayanır.

İşlemek yada elde etmek için metallerin hepsi ateş gerektirmez. Isaac Asimov, altının "ilk metal" olduğu tahmininde bulunmuştur. Asimov' un düşüncesi altının kimyası gereği, saf altının külçe olarak doğada bulunduğuydu. Başka bir deyişle, altın doğada nadir olduğu gibi , metal olarak da doğada bazen bulunduğuydu. Zaman zaman doğal biçimde ve meteorların bir sonucu olarak meydana gelen metaller çok az sayıdadır. Hemen hemen diğer metallerin tamamı, metali serbest bırakmak için ısı veya birkaç üretim işlemi gerektiren, mineral  ihtiva eden bir kaya olan cevher içerisinde bulunurlar. Altının diğer bir özelliği ise, bulunduğu gibi işlenebilir olmasıdır; yani, metal üzerinde çalışmak için bir taş, çekiç ve örsten başka bir teknolojiye ihtiyaç duyulmadığı anlamına gelir. Bu, altının şekil verilebilirlik ve süneklik  özelliklerinin bir sonucudur. En eski aletler olan taş, kemik, tahta ve kas gücü, bunların hepsi altın işlemek için yeterlidir.

Bilinmeyen bir noktada, ısı ile metallerin kayalardan geri kazanımı arasındaki bağlantı netleşti, bakır, kalay ve kurşun bakımından zengin kayalar talep görmeye başladı. Bu cevherler, fark edildikleri yerlerde çıkarıldılar. Bu eski madenlerin kalıntıları Güneybatı Asya'nın tamamında bulunmuştur. Metal işleme, MÖ 7000-3300 arasında Mehrgarh'ın Güney Asya yaşayanları tarafından uygulanıyordu. Güneybatı Asya'da bakır eritilmesi yaygınlaştığında, MÖ 6000 sıralarında metal işleme başlangıcının sonu geldi.

Eski uygarlıklar yedi metal biliyorlardı. Burada Metaller oksidasyon potansiyelleri (volt cinsinden) sırasına göre düzenlenirler:

Demir +0.44 V,

Kalay +0.14 V

Kurşun +0.13 V

Bakır -0.34 V

Cıva -0.79 V

Gümüş -0,80 V

Altın -1.50 V.

Oksidasyon potansiyeli önemlidir, çünkü metalin muhtemel cevherine ne kadar sıkıca bağlı olduğunu gösteren bir göstergedir. Görülebileceği gibi, altın diğer metalden belirgin derecede daha düşük iken, demir diğer altı metalden önemli derecede daha yüksektir. Altının düşük oksidasyonu, altının külçe halde bulunmasının ana sebeplerinden biridir. Bu külçeler nispeten saf altındır ve bulundukları halde işlenebilirler.

Nispeten bol miktarda olan bakır cevheri ve kalay cevheri, metal işleme hikayesinde sonraki dönemlerde önemli oyuncular olmaya başladılar. Cevherden, ısı kullanarak ergimiş bakır elde edildi. Bu yöntem hem takı hem de basit aletler üretmek için kullanıldı. Bununla birlikte, yalın halde bulunan bakır keskinlik ve sertlik gerektiren araçlar üretmek için çok yumuşak kaldı. Belli bir noktada kalay ergimiş bakır içerisine eklendi ve bronz doğdu. Bronz bakır ve kalayın bir alaşımıdır. Saf bakırın eksikliği olan köşe dayanıklılığı ve sertliğe sahip olduğundan dolayı bronz önemli bir gelişmedir. Demirin gelişimine kadar bronz, yaygın kullanılan aletler ve silahlar için en gelişmiş metaldi. 

Güneybatı Asya'nın dışında, bunlara benzer gelişmeler ve malzemeler keşfediliyordu ve tüm dünyada kullanılıyordu. Çin ve Büyük Britanya bakırı kısa süre kullanmış ve bronz kullanımına başlamıştı. Japonya hemen hemen eş zamanlı olarak bronz ve demirin kullanımına başladı. Amerika'da işler farklıydı. Amerika halkları metalleri bilmelerine rağmen, silah ve eşya yapımında yaygınlaşmaya başlayan metal işleme, Avrupaya özgü sömürgeleşmeye kadar kullanılmadı. Avrupayı etkisi altına almadan önce Amerika'da metalin temel kullanımı mücevherat ve sanattı.

MÖ 2700 civarlarında, metalin erimesi, ısınması ve işlemesi için gerekli malzemelerin bir araya getirilebileceği yerlerde bronz üretimi yaygındı. Demir eritilmeye başlandı ve eşyalar ve silahlar için önemli bir metal olarak ortaya çıkmaya başladı. Demir Çağı başlıyordu.

Metal işlemenin tarihçesi

Mısır firavunlarının, Hindistan'daki Vedik Kralların, İsrail Kabileleri'nin ve diğer eski toplulukların arasında ve Kuzey Amerika'daki Maya uygarlığının tarihsel dönemlerine baktığımızda, kıymetli metallerin onlara bağlı olarak değer kazandığını görürüz. Bazı durumlarda; mülkiyet, dağıtım ve ticaret için kurallar ilgili halklar tarafından oluşturulmuş, uygulanmış ve üzerinde mutabakata varılmıştır. Yukarıdaki dönemlere göre metal işçileri, süsleme cisimleri, dini eserler ve kıymetli metallerin (demir olmayan) ticaret araçlarının yanı sıra demirli metallerin ve / veya alaşımların silahlarını üretmede çok yeteneklilerdi. Bu beceriler iyi bir şekilde geliştirilmiş ve uygulanmıştır. Teknikler; zanaatkarlar, nalbantlar, atharvaveda uzmanları, simyagerler ve dünya genelindeki metal işçilerinin diğer kategorileri tarafından uygulandı. Örneğin, eski öğütme tekniği  dünyadaki sayısız antik kültürde bulunmaktadır. Daha önce tarihi kayıtlar, insanların günümüz metal fabrikaları tarafından halen kullanılmakta olan bu işlemi paylaşmak için uzak bölgelere gittiklerini gösterir.

Zaman ilerledikçe metal nesneler daha da yaygınlaşmaya ve daha karmaşıklaşmaya başladı. Metallerin daha fazla kazanımı ve işlenmesi ihtiyacı önem kazandı. Yeryüzünden metal cevheri çıkarmayla ilgili sanatlar gelişmeye başladı ve metal yapımcıları daha bilgili hale geldi. Metal yapımcıları toplumun önemli üyeleri haline geldi. Bütün medeniyetlerin gelecekleri ve ekonomileri, metallerin ve metal yapımcılarının kullanılabilirliği tarafından fazlasıyla etkilenmiştir. Mücevher yapmak için değerli metal ayrımına bağlı olan metal işçileri, hava yolu ve demir yolu taşımacılığına yönelik nakliye konteynerleri yapımından, endüstriyel ve teknolojik uygulamalara kadar daha verimli elektronik aksam inşa etti. Metaller olmasaydı, ticari mallar ve hizmetler bugün bildiğimiz oranlarda dünya çapında taşınır olmayacaktı.

Metal işleme teknikleri

Metal işleme genellikle, şekillendirme, kesme ve birleştirme gibi birbirini takip eden kategorilere ayrılır. Bu kategorilerin her biri çeşitli işlem süreçleri içerir.

Çoğu işlemden önce, arzulanan bitmiş ürüne bağlı olarak, metal planlanmalı ve / veya ölçülendirilmelidir.

Planlama (ayrıca mizanpaj olarak da bilinir), bir iş parçasına bir kalıp veya bir tasarımsal ölçü tayin etmenin işlem sürecidir ve metal işlemenin el becerisi olarak ilk adımıdır. Endüstride bunu yineleme, her bir parçayı planlama ihtiyacını ortadan kaldırmakla birlikte, birçok endüstri ya da aktivitede uygulanır. Metal ticareti alanında , talaşlı üretim ya da imalatta bir sonraki adım için hazırlıkta, mühendisin tasarımını iş parçasına aktarmaktan oluşur.

Kumpaslar, iki nokta arası mesafeyi tam olarak ölçmek için tasarlanan el araçlarıdır. Çoğu kumpaslar iç ve dış taraftaki çap ölçümlerinde kullanılan paralel kenarları olan, iki düz takımdan oluşur. Bu kumpaslar, 1 inç'in binde birini doğru ölçebilirler. Kumpasların farklı çeşitleri ölçülen mesafeyi göstermek için farklı mekanizmalara sahiptir. Daha az hassasiyetle büyük nesnelerin ölçülmesi ihtiyacı olan yerlerde , genellikle şerit metre kullanılır.

Malzemelerin işlemlere karşı uyumluluk çizelgesi 

	Malzeme
İşlem	Demir	Çelik	Alüminyum	Bakır	Magnezyum	Nikel	Ateşe dayanıklı metaller	Titanyum	Çinko	Pirinç	Bronz
Kum döküm	X	X	X	X	X	X			0	0	X
Kalıcı kalıp döküm	X	0	X	0	X	0			0	0	X
Basınçlı döküm			X	0	X				X
Hassas döküm		X	X	X	0	0				0	X
Ablasyon dökme		X	X	X	0	0
Kapalı döküm		X	0	0	0	0	0	0
Ekstruder		0	X	X	X	0	0	0
Soğuk başlık		X	X	X		0
Damgalama ve derin çekme		X	X	X	0	X		0	0
Vidalama	0	X	X	X	0	X	0	0	0	X	X
Toz metalürjisi	X	X	0	X		0	X	0
İşaret: X = Düzenli olarak gerçekleşir  0 = Zorlukla ve dikkatlice yapılır veya bazı kayıplar göze alınır, boş = Önerilmez

Döküm

Döküm, bir kalıp içerisine erimiş metali dökerek, özel bir form elde etmek ve mekanik güç olmadan soğumasına izin vermektir. Döküm biçimleri şunlardır;

• Hassas döküm (sanatta kayıp mum dökümü olarak adlandırılır.)
  
• Savurma döküm
• Basınçlı döküm
• Kum döküm
• Kabuk döküm
• Döndürme Döküm

Şekillendirme işlemleri

Bu şekillendirme işlemleri herhangi bir malzemeyi kaybetmeden nesneyi deforme ederek iş parçası veya metal üzerinde değişiklik yapar. Şekillendirme, mekanik kuvvetlerin bir düzeni ile yapılır ve özellikle yığın metal şekillendirme için, ısı ile yapılır.

Dökme işlemleri

Plastik deformasyon, mekanik gücü daha fazla geçiren bir parça yapmak için ısı ve basınç kullanımını içerir. Plastik deformasyon ve döküm tarih boyunca nalbantlar tarafından yapıldı, fakat günümüzde sanayileşmiştir. Kütle metal şekillendirmesi iş parçası genellikle kızdırılır.

• Soğuk boyutlandırma
  
• Ekstrüzyon
• Çizim
• Dövme
• Toz metalurjisi
• Sürtünme delmesi
• Haddeleme

Sac (ve boru) şekillendirme işlemleri

Bu şekillendirme işlemleri oda sıcaklığında mekanik gücün uygulamasını içerir.  Bununla birlikte, bazı yeni gelişmeler kalıpların ve / veya parçaların ısıtılmasını içerir. Otomatik metal işleme teknolojisindeki ilerlemeler aşamalı kalıp preslemesini mümkün kıldı. Bu; zımbalama, bobin sarma, bükme ve daha az hurda ile sonuçlanan daha az maliyetle metal üzerinde değişiklik yapan aşağıdaki diğer birkaç yolu kapsayan bir yöntemdir.

• Bükülme
  
• Basma
• Ters Bükme
• Derin Çekme
• Akışkanlaştırarak Şekillendirme
• Hidrofik Şekillendirme
• Sıcak Metal Gaz Oluşumu
• Sıcak Basınçla Sertleştirme
• Artımlı Şekillendirme
• Bükme, Kesme ile Şekillendirme veya Akışkanlaştırarak Şekillendirme
• Yükseltme
• Merdaneli Şekillendirme
• Merdane ile Bükme
• Delme ve Diş Açma
• Kauçuk Bant İmalatı
• Kesme
• Damgalama
• Süper Plastik Şekillendirme
• İngiliz Diski Kullanarak Diskleme (diskleme makinası)

Metal kesme işlemleri

Kesme, özellikleri karşılayan bitmiş parça bırakmak için çeşitli işlemler kullanarak fazla metalin çıkarılarak belirli bir şekle getirildiği üretim işlemleri toplamıdır. Kesimin nihai sonucu, atık ya da fazla malzeme ve bitmiş parça olan iki üründür. Ahşap işlerinde, atık talaş ve fazla tahta olurdu. Metal kesmede atık, küçük parçalar ya da metal talaş olur.

Kesme işlemleri süreci üç ana kategoriye bölünür:

Küçük parça üretimi en yaygın şekliyle talaşlı imalat olarak bilinir.

Yanma, metalin parçalarını ayırmak için, bir çentiğin oksitlenerek metalin kesildiği bir sıra işlemdir.

Karışık kendine has üretimler, yukarıdaki kategorilerin herhangi birine kolayca ayrılmaz.

Metal parça içerisinde bir kanal açılması, küçük bir parça üretiminin en yaygın örneğidir. Bir çelik plakayı daha küçük parçalar biçimine ayırmak için bir oksijenle kesme şaloması kullanmak yanmanın bir örneğidir. Kimyasal frezeleme, aşındırıcı kimyasallar ve maskeleme kimyasalları kullanarak fazla malzemeyi uzaklaştıran özel bir üretime örnektir.

Metal kesmeyi kapsayan, kullanılabilecek birçok teknoloji vardır.

Elle kullanılan teknolojiler: Testere ile kesme, keski ile kesme, makas veya demir keskisi ile kesme.

Makine teknolojileri: Tornalama, frezeleme, delme, taşlama, kesme.

Kaynak / yanma teknolojileri: Lazerle yakma, oksijenle kesme ve plazmalı kesme.

Aşındırma teknolojileri: Su püskürtmeli, elektrik boşaltma veya aşındırıcı akışla mekanik işleme.

Kimyasal teknolojiler: Fotokimyasal işleme.

Kesme veya soğutma sıvısı, önemli sürtünmenin var olduğu ve bir matkap yada bir mengene sonu gibi bir kesici ve iş parçası arasında kesme yüzeyindeki ısının olduğu yerlerde  kullanılır. Aşırı takım yıpranmasını önlemek için genellikle soğutma sıvısı, takımın ve iş parçasının yüzeyi boyunca bir sprey ile kesme takımı / iş parçası arayüzünde sürtünmeyi ve sıcaklığı düşürmek için kullanılır. Uygulamada, soğutucu vermenin birçok yöntemi vardır.

Frezeleme

Frezeleme, metal veya diğer malzemelerin nihai şeklini oluşturmak için malzemeyi çıkararak karmaşık şekillendirilmesidir. Genel olarak, temel biçimde mil ekseni etrafında dönen bir frezeleme makinesinden (bir matkap gibi) ve çok yönlü hareket edebilen bir çalışma masasından oluşan güç ile çalışan bir makineyle yapılır (genelde iki boyut [ x ve y ekseni] iş parçasına ilişkin). Mil genellikle z ekseninde hareket eder. Masayı yükseltmek mümkündür (iş parçasın durduğu yere). Freze makineleri manuel olarak veya bilgisayar sayısal kontrolü (CNC) altında çalıştırılabilir ve oyuk açma, planyalama, delme, vida açma, yiv açma, yönlendirme gibi çok sayıda karmaşık işlemi yerine getirir. İki yaygın freze tipi, yatay freze ve dikey frezedir.

Üretilen parçalar çoğunlukla CNC makinesine beslenen x, y ve z koordinatlarına dönüştürülen karmaşık 3D nesnelerdir ve gerekli görevleri tamamlamasına izin verir. Frezeleme makinesi çoğu parçayı 3D olarak üretebilir, ancak bazıları nesnelerin x, y veya z koordinat ekseni etrafında döndürülmesini gerektirir (ihtiyaca göre). Toleranslar, özel bir makineye bağlı olarak, genellikle inçlerin binde biri kadardır (thou olarak bilinen birim).

Hem freze ucunu hem de malzemeyi serin tutmak için, yüksek sıcaklıkta bir soğutucu kullanılmaktadır. Çoğu durumda, soğutucu bir hortumdan direkt olarak freze ucu  ve malzemeye püskürtülür. Bu soğutma sıvısı, makineye bağlı olarak, makine veya kullanıcı tarafından kontrol edilebilir.

Frezelenebilen malzemeler alüminyumdan paslanmaz çeliğe kadar ve hemen hemen her şey arasında sıralanır. Her malzeme, frezeleme aleti üzerinde farklı bir hız gerektirir ve aletin bir geçişinde ayrılan malzemenin miktarı da değişiklik gösterir. Daha Sert malzemeler genellikle küçük miktarlarda malzeme çıkarılarak daha yavaş hızlarla frezelenir. Daha yumuşak malzemeler değişir ancak genellikle yüksek freze ucu hızıyla frezelenir.

Bir freze makinesinin kullanımı üretim sürecine dahil edilen maliyet fiyatlarını artırır. Makine her kullanıldığında, freze uçlarının kırılmasını  önlemek için periyodik olarak ilave edilmesi gereken soğutma sıvısı da kullanılır. Malzemenin hasar görmesini önlemek için ihtiyaç olduğunda freze ucu da değiştirilmelidir. Zaman maliyetler için en büyük etkendir. Çok basit parçalar sadece birkaç dakikanızı alırken, karmaşık parçaların tamamlanması saatler gerektirebilir. Bu da her bir parçanın farklı zaman süreleri gerektireceği için üretim süresini de değiştirir.

Bu makinelerde güvenlik kilit noktadır. Yüksek hızda hareket eden freze uçları ve genellikle kaynar sıcak metalin hareket eden parçalarıdır. Bir CNC freze makinesine sahip olmanın avantajı makine operatörünü korur olmasıdır.

Torna

Tornalama, tek uçlu bir aletle silindirik bir yüzey oluşturmak için bir metal kesik işlemidir. İş parçası bir mil üzerinde döndürülür ve kesici takım ona radyal, eksenel veya her iki şekilde iş parçası içerisine ilerletilir. İş parçası eksenine dikey yüzeyler üretmek işlemi alın tornalama işlemi olarak adlandırılır. Hem radyal hem de eksenel beslemeler kullanarak yüzeyler üretmek profil çıkarma olarak adlandırılır.

Bir torna tezgahı, iş parçasına zımpara, kesme veya deformasyon aletleri uygulandığında bir dönme ekseni etrafında dönme simetrisi olan bir nesne üretmek üzere şekillendirilebilecek bir blok veya silindir malzemesini döndüren bir tezgahtır. Torna tezgahlarında üretilebilecek nesnelerin örnekleri şamdan tutucuları, krank mili, kam mili ve yatak ayaklarıdır.

Torna tezgahlarının dört ana bileşeni vardır: Yatak, tona başı, taşıyıcı ve punta. Yatak, diğer bileşenlerin hepsinin hizalanması için dayandığı titizlikle yapılmış ve çok güçlü bir taban plakasıdır. Torna başı mili, parça etrafında çeneler (genellikle 3 ya da 4) ile sıkıştırılan bir torna kafası ile sabitler. Torna mili malzemeleri kesmeye enerji sağlamak için yüksek hızda dönerler. Tarih boyunca torna tezgahları bir ara şafttan kayışlarla güç sağlanırken, modern örnekleri elektrik motorları kullanır. İş parçası düz yatağın üzerinde dönme ekseni boyunca torna milinin dışına genişler. Taşıyıcı, dönme eksenine; doğru bir şekilde ve bağımsız olarak paralel ve dik olarak hareket ettirilebilen bir platformdur. Sertleştirilmiş bir kesme aleti istenen yükseklikte (genellikle iş parçasının ortası) alet tutacağı yoluyla tutulur. Taşıyıcı daha sonra dönen iş parçasının etrafında hareket ettirilir ve kesici takım iş parçasından malzemeyi kademeli olarak çıkarır. Torna punta başlığı, döndürme ekseni boyunca kaydırılır ve daha sonra gerekirse yerine kilitlenebilir. İş parçasını veya iş parçasının ucuna doğru itilen kesici takımları daha da sağlamlaştırmak için merkezleri tutar.

Torna üzerinde tek bir nokta aracı ile gerçekleştirilebilecek diğer işlemler şunlardır:

Pah kırma: Bir silindir köşesinde bir açı kesilmesidir.

Parçalama: Alet, parçanın sonunu kesmek için iş parçasına radyal olarak ilerletilir. 

Vida Açma: Bir takım, harici ve dahili vidaları üretmek için, dönen parçaların dış ve iç yüzeyi boyunca ilerletilir.

Burgulama: Tek uçlu bir takım, yuvarlak bir delik oluşturmak için, dönme eksenine lineer ve paralel olarak ilerletilir. 

Delme: Matkabı iş parçasına eksenel olarak ilerletme. 

Kertik açma: İş parçasında kaba bir yüzey dokusu oluşturmak için bir alet kullanır. Sıklıkla bir metal parçanın elle tutulmasını sağlamak için kullanılır.

Modern bilgisayar sayısal kontrol (CNC) torna tezgahları ve (CNC) işleme merkezleri etkin aletleri kullanarak frezeleme gibi ikincil işlemleri yapabilir. Etkin aletler kullanıldığında, iş parçası dönmeyi durdurur ve etkin alet, dönen bir kesici aletle işleme operasyonunu gerçekleştirir. CNC makineleri dönen aletleri kontrol etmek ve ürünü üretmek için x, y ve z koordinatlarını kullanır. Günümüz CNC torna tezgahlarının çoğu, dönen cisimlerin çoğunu 3D olarak üretebilir.

Daha zorlu iş parçaları için daha fazla zaman ve uzman kesme aletleri gerekli olmakla birlikte, neredeyse her türlü metal döndürülebilir.

Diş açma

Bir dişli çubuk yada bir kalıp ile vida dişi kesme, diş frezeleme, tek nokta diş frezeleme, diş yuvarlama ve oluşturma ve diş öğütme içeren bir çok diş açma prosesi vardır. Bir kalıp önceden oluşturulmuş silindirik bir çubuk üzerindeki bir erkek dişliyi keserken, bir dişli çubuk önceden delinmiş bir deliğin iç yüzeyindeki bir diş parçasını kesmek için kullanılır.

Öğütme

Öğütme, malzemeyi iş parçasından ayırmak için aşındırıcı bir işlem kullanır. Öğütme makinesi, çok ince kesimler üretmek için kullanılan çok iyi bitim işlemleri yapan veya kesici olarak bir aşındırıcı tekerleği kullanarak yüksek hassasiyetli formlarda kullanılan bir imalat aletidir. Bu tekerlek, çeşitli boyutta ve türde taşlardan, elmaslardan veya inorganik malzemelerden yapılabilir.

En basit öğütücü, bir disk ile çapak giderme parçaları veya metal kesimi için, bir tezgah üstü öğütücü veya elle tutularak çalışılan bir öğütücüdür.

Öğütücülerin, zaman ve teknolojideki ilerlemelerle birlikte, boyutu ve karmaşıklığı arttı. Bir üretim atölyesi için parmak freze bıçağı bileyen bir manuel takımhane öğütücüsünün eski günlerinden, bugünkü 30000 RPM CNC otomatik yüklenen jet türbinleri üretim tesislerine kadar öğütme işlemleri büyük ölçüde gelişmiştir.

Öğütücüler, gereken son bitim işlemini yapmak için çok sert makineler olması gerekir. Bazı öğütücüler, CNC makine ekseni konumlandırması için cam ölçekler üretmek için bile kullanılır. Ortak kural, ölçekler üreten makinelerin, parçalar için üretilen makinelerden 10 kat daha kesin olduğudur.

Geçmişte öğütücüler, aletlerin sınırlamaları nedeniyle sadece bitirme işlemleri için kullanıldı. Modern öğütme tekeri malzemeleri ve tekerlekli formlar üzerinde endüstriyel elmas veya diğer insan yapımı kaplamalar (kübik bor nitrür) kullanımı, öğütücülerin, üretim alanlarında atölyelerin alt raflarına düşmek yerine bunlardan mükemmel sonuçlar alınmasını sağladı.

Modern teknoloji, CNC kontrolleri, havacılık uygulamalarına  yüksek hassasiyetle yüksek malzeme işleme oranları içeren  ve hassas bileşenlerin yüksek hacimli üretim çalışmalarına uygun olarak gelişmiş öğütme işlemlerine sahiptir.

Törpüleme

Törpüleme, bir törpü kullanarak eğeleme ve keskin dişi kesme işlemlerinin bir birleşimidir. Modern işleme ekipmanlarının geliştirilmesinden önce, özellikle düz yüzeyli küçük parçaların üretimi için nispeten doğru bir yöntem sağlamıştır. Bir törpünün ustaca kullanımı, bir makine operatörünün ince toleranslara göre çalışmasına imkân tanıdı ve zanaatin özelliğini belirtti. Günümüzde törpüleme, endüstride üretim tekniği olarak nadiren kullanılır, ancak çapak temizlemede yaygın bir yöntem olarak sürdürülür.

Diğer işlemler

Broşlama, şaftlar içine kama yuvaları kesmek için kullanılan bir makine ile işleme işlemidir. Elektron ışını işleme (EBM), yüksek hızlı elektronların bir iş parçasına yönlendirildiği, ısı oluşturan ve malzemeyi buharlaştıran bir işleme üretim şeklidir. Ultrasonik işleme çok sert veya kırılgan materyallerin işlenmesi için ultrasonik titreşimleri kullanır.

Birleştirme işlemleri

Kaynak

Kaynak, birleşmeye sebebiyet vererek, genelikle metalleri ve termoplastik malzemeleri birleştiren bir üretim yöntemidir. Bu genellikle, iş parçasını eriterek ve güçlü bir birleşim olması için soğutulan bir erimiş metal havuzu oluşturmak amacıyla bir dolgu yapıcı malzeme ekleyerek oluşturulur. Bazen basınç, kaynak yapmak için kendi kendine ya da ısıyla bağlayıcı olarak kullanılır.

Bir çok farklı enerji kaynakları; bir gaz alevi, bir elektrik arkı, bir lazer, bir elektron ışını, sürtünme ve ses ötesi dalga içeren kaynak işlem için kullanılabilir. Çoğu zaman endüstriyel bir süreç olsa da, açık hava, su altı ve uzay dahil olmak üzere birçok farklı ortamda kaynak yapılabilir. Bununla birlikte, çalışılan yere bakılmaksızın, tehlikeli kaynak kalıntıları ve yanıklar, elektrik çarpması, zehirli gazlar ve aşırı ultraviyole ışına maruz kalmaktan korunmak için önlemler alınmalıdır.

Sert lehimleme

Sert lehimleme, ergitilmiş ve iki ya da daha fazla iş parçasının birleşmesi yoluyla oluşturulan, ince boru içerisine işlenmiş bir dolgu yapıcı metal yoluyla bir birleştirme işlemidir. Dolgu metali, iş parçası ya da parçalarıyla metalurjik olarak tepki verir ve güçlü bir birleşim yeri oluşarak ince borularda katılaşır. Kaynak işleminin tersine, iş parçası eritilmez. Sert lehimleme, lehimlemeye benzerdir, fakat 450 °C (842 °F) 'nin üzerindeki sıcaklıklarda meydana gelir. Sert lehimleme, kaynak işleminden daha az ısıl gerilmelerle üretim avantajına sahiptir. Sert lehimlenmiş birleşimler, kaynaklı parçalardan daha sünek olma eğilimi içindedir. Çünkü alaşım elementleri ayrışmaz ve çökelmez.

Sert lehimleme teknikleri alev lehimleme, direnç lehimleme, fırın lehimleme, difüzyon lehimleme, endükleyici lehimleme ve vakum lehimlemeyi içerir.

Lehimleme

Lehimleme, 450 ° C'nin (842 ° F) altındaki sıcaklıklarda meydana gelen bir birleştirme işlemidir. Ergitilmiş ve düşük sıcaklıklarda olmasına rağmen bir birleştirme oluşturmak amacıyla çok ince bir boru içine işlenmiş bir dolgu malzemesi şeklinde sert lehimlemeye benzemektedir. Bu düşük sıcaklık ve dolgu yapıcılar olarak kullanılan farklı alaşımlardan dolayı dolgu yapıcılar ve iş parçası arasında olan metalurjik reaksiyon çok azdır ki bu da zayıf bir birleşimle neticelenir.

Perçinleme

Perçinleme en eski metal işleme birleştirme süreçlerinden biridir. 20. yüzyılın ikinci yarısında kullanımı belirgin şekilde azaldı; ancak endüstride ve yapı alanında ve 21. yüzyılda mücevherat, orta çağa ait zırhlama ve metal tasarımı gibi esnaf el sanatlarında kullanımı, önemini sürdürüyor. Daha eski perçin kullanımı  kaynak ve bileşen üretim tekniklerindeki gelişmeler yoluyla  yerini devrediyor.

Bir perçin, metalin iki parçasını birlikte tutan iki başlıklı ve dişsiz bir cıvatadır. Delikler birleştirilmiş metalin iki parçası vasıtası ile açılır ya da delinir. Delikler hizalanır, bir perçin kanallar yoluyla geçirilir ve çekiçleme işleminden faydalanarak ve kalıp şekline getirerek, perçinin bitim noktası üzerine kalıcı başlıklar kurulur (soğuk ya da sıcak şekillendirmenin herhangi biriyle). Genellikle perçinler, önceden oluşturulmuş bir başlık ile birlikte satın alınır.

Perçinleri çıkarmak gerektiğinde, perçin kafalarından biri soğuk bir keski ile kesilir. Perçin sonra bir çekiç ve zımba ile dışarı çıkarılır.

İlişkili diğer işlemler

Bu prosesler birincil metal işleme prosesleri olmamasına rağmen, genellikle metal işleme proseslerinden önce veya sonra uygulanırlar.

Isıl işlem

Metaller, mukavemet, süneklik, tokluk, sertlik veya korozyon direnci özelliklerini değiştirmek için ısıl işleme tabi tutulabilir. Yaygın ısıl işlem prosesleri; tavlama, çökeltme sertleştirme, söndürme ve temperleme içerirler. Tavlama işlemi, soğuk işleme ve tane büyümesine izin vererek metali yumuşatır. Söndürme, alaşımlı çelikleri sertleştirmek ya da çökelmede sertleşebilir alaşımlarda, çözeltide çözünmüş atomları engellemek için kullanılır. Temperleme çözülmüş alaşım elementlerinin çökmesine veya soğutulmuş çeliklerde darbe mukavemetini ve sünek özelliklerin gelişmesine sebep olur.

Genellikle, mekanik ve ısıl işlemler, malzemelerin daha verimli üretimi ve daha iyi özellikler için ısıl-mekanik işlemler olarak bilinen işlemle birleştirilir. Bu işlemler, yüksek alaşımlı çelikler, süper alaşımlar ve titanyum alaşımlar için ortaktır.

Kaplama

Elektro kaplama yaygın bir yüzey işleme tekniğidir. Hidroliz yoluyla ürünlerin yüzeyine altın, gümüş, krom ya da çinko gibi diğer metallerin ince bir tabakasını birleştirmeyi içerir. Bu işlem, korozyonu azaltmanın yanı sıra ürünün estetik görünümünü geliştirmek için kullanılır. Uygun kaplama ve her ürüne fiyat verimliliği sağlamak için dört ana elektro kaplama metodu vardır: Kütle kaplama, raf kaplama, sürekli kaplama ve çizgi kaplama.

Termal püskürtme

Termal püskürtme teknikleri bir başka popüler bir sonlandırma seçeneğidir ve daha kalın kaplama nedeniyle elektrolizle kaplanmış kaplamadan daha yüksek sıcaklık özelliklerine sahiptir. Dört ana termal püskürtme prosesi; elektrikli telli ark püskürmesi, alev (oksi asetilen yakma) püskürmesi, plazma püskürmesi ve yüksek oksijenli (HVOF) püskürme içerir.