التكنولوجيا المستخدمة في تشكيل المعادن | كونستجايد.كوم

ما هو تشكيل المعادن؟

في كل مرة تدخل فيها سيارة أو تلتقط الهاتف أو تتعامل مع أداة أو تشغل جهازًا إلكترونيًا ، فإنك تنظر إلى نتيجة تشكيل المعادن ، يعتمد اقتصادنا على عمليات تشكيل المعادن ، بدونها لن نكون قادرين على تشغيل أنظمتنا الكهربائية أو إنشاء الأجزاء التي تحافظ على تشغيل منازلنا ومطابخنا وشركاتنا وأجهزة الكمبيوتر والمركبات ، تتضمن بعض أمثلة المنتجات المعدنية المصنعة أدوات المائدة وتجهيزات الأنابيب وقطع غيار السيارات وحتى الأدوات اليدوية ومع ذلك ، يصعب على الكثيرين منا فهم ما يستلزمه تشكيل المعادن ، بالإضافة إلى جميع مجالات حياتنا التي تؤثر عليها.

ستكون هذه المقالة بمثابة دليل لتشكيل المعادن ، وشرح تعريف تصنيع المعادن ، والتاريخ ، والعملية ، والتكنولوجيا ، والأنواع والتطبيقات ، بحلول النهاية سيكون لديك فهم أكثر عمقًا لمدى أهمية هذه العملية للحضارة وعدد الأجزاء المختلفة من حياتنا التي تمسها.

تشكيل المعادن على شكل شيتات

تشكيل المعادن المسطحة هو عملية تصنيع الصفائح المعدنية وغيرها من المعادن المسطحة لجعلها مطابقة لأشكال محددة ، تبدأ العملية بصفيحة معدنية يبلغ سمكها حوالي ربع بوصة أو أقل ،عند هذا السماكة ، يكون المعدن مرنًا بدرجة كافية ليتخذ أشكالًا مختلفة ، باستخدام هذا المعدن ، يقوم المصنِّعون بتغيير الصفائح لإنشاء شكل معين يتم ذلك من خلال القطع والختم والتشكيل والطي واللحام ، ممارسة أخرى ذات صلة هي التصنيع المخصص ، مما يعني إنشاء أجزاء مخصصة جديدة باستخدام مجموعات جديدة من هذه العمليات.

يتم إكمال كل هذا العمل بواسطة مصنعي المعادن وهم متخصصون ذوو مهارات عالية تم تدريبهم على قص ومعالجة المعادن بدقة الجراح إلى الشكل المطلوب ، غالبًا ما يعمل هؤلاء المصنّعون من عمليات التصنيع واسعة النطاق أو متاجر التصنيع المتخصصة ، تتنوع المتاجر نفسها على نطاق واسع ، حيث تقدم خدمات التصنيع العامة أو التصنيع المتخصص للصناعات الطبية وتكنولوجيا المعلومات.

قد يتطلب تصنيع المعادن إضافة أجزاء إضافية أثناء العملية ، بما في ذلك على سبيل المثال:

• صفيحة معدنية
• المعدن الممدد
• معدن مشكل
• سلك للحام
• المعدات
• توصيلات
• المسبوكات

بالطبع ، ستختلف العمليات والأجزاء المستخدمة حسب الوظيفة. في الأساس ، سيبدأ متجر التصنيع أو متجر الآلات بمجموعة من المعادن المتنوعة وتحويلها إلى هياكل مبنية بإحكام شائعة جدًا في حياتنا اليومية.

تاريخ تشكيل المعادن

اعتاد الناس على التنقيب عن المعادن وتصنيعها منذ 10 آلاف عام ، كما يتضح من قلادة النحاس التي عثر عليها علماء الآثار في شمال العراق والتي يعود تاريخها إلى حوالي 9000 سنة قبل الميلاد ، بدأت متاجر التصنيع كما نعرفها اليوم في الوجود حول الثورة الصناعية ، عندما كان الطلب على الصفائح المعدنية أعلى بكثير من ذي قبل ، أدى اختراع المكبس الهيدروليكي ، الذي سمح للمصنعين بممارسة ضغوط غير مسبوقة على القطع المعدنية ، إلى إحداث تحول في صناعة تصنيع المعادن.

كان تصنيع المعادن على نطاق واسع ضروريًا لتشكيل أنظمة السكك الحديدية وخطوط التلغراف والأسلحة والأدوات والمطابع وغيرها من الأدوات التي كانت مفيدة جدًا في تاريخنا ، اعتمدت كل هذه التطورات على قيام ورش الآلات بإجراء عمليات الوصلات والقطع والانحناءات والتشكيل ، تمامًا كما يحدث اليوم ، لقد جعل ظهور الهواء المضغوط عملية التثبيت ، وهي جزء مهم آخر من التصنيع ، أسهل بكثير وأكثر كفاءة.

مع بداية القرن العشرين ، أخذ تصنيع المعادن دورًا أكبر في حياتنا ، نقوم الآن بالقطع على نطاقات كبيرة ، بدءًا من العمليات الصغيرة التي تديرها الأسرة إلى المصانع الكبيرة التي توظف آلاف الأشخاص.

التكنولوجيا المستخدمة في تشكيل المعادن

في حين أن تصنيع المعادن كان موجودًا في شكل ما منذ آلاف السنين ، فقد تطورت الممارسات والتكنولوجيا بشكل كبير بمرور الوقت ، كانت العديد من العمليات الأساسية موجودة منذ قرون ، ولكن هناك ابتكارات مهمة أحدثت ثورة في كيفية تصنيع المنتجات المعدنية في العالم الحديث ، تشمل بعض أهم أنواع تقنيات تصنيع المعادن التي أصبحت الآن في طليعة عملية التصنيع كما يلي:

• برنامج CAD : يلعب برنامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) دورًا مهمًا في تصميم مشاريع تصنيع المعادن ، يستخدم المهندسون برنامج CAD لتطوير التصاميم ، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك من قبل شركة تصنيع في عملية التصنيع ، يسمح نظام البرنامج هذا بإنتاج نماذج ثلاثية الأبعاد بالإضافة إلى التحديثات والتغييرات السريعة في التصميم ، يسهل برنامج CAD أيضًا الترجمات السهلة إلى لغة البرمجة لآلات التصنيع ، سهّل التصميم بمساعدة الكمبيوتر ضبط الأجزاء بشكل دقيق ، كما أنه يسمح للمهندسين باكتشاف المعلومات المهمة على الفور ، بما في ذلك المعلومات المتعلقة بالبقع التي قد تكون ضعيفة من الناحية الهيكلية.
• الميكنة : أحدثت الميكنة ثورة في عملية التصنيع في السنوات الأخيرة ، يتم إنتاج آلات التصنيع بشكل متزايد بقدرات برمجة ، مما يسمح للآلة بإكمال المشاريع تلقائيًا وفقًا للمواصفات بأقل قدر من المشاركة البشرية ، وهذا يسمح بالعمل على مدار الساعة ، فضلاً عن تحسين الدقة ،  تتوفر الأدوات الآلية لمجموعة واسعة من العمليات ، بما في ذلك القطع واللحام والطي وعمليات التصنيع المختلفة.
• الآلات : تتطور حلول الماكينات أيضًا بمرور الوقت ، تُستخدم تقنية الليزر في عمليات القطع ، مما يسمح بقطع المواد السميكة بشكل أسرع من التقنيات الأخرى ، بما في ذلك القطع بالبلازما والقطع بنفث الماء ، متاحة بشكل متزايد ، هذه الأساليب ذات قيمة لمجموعة من أنواع المشاريع والمواد المختلفة ، من المتوقع أن تتوسع هذه التقنيات في السنوات القادمة ، خاصة وأن المصنِّعين يدفعون لمزيد من المرونة في معداتهم.

• أنواع عمليات تشكيل المعادن

  هناك العديد من العمليات التي تدخل في تشكيل المعادن ، تختلف التركيبة المحددة لعمليات تصنيع المعدن أو الفولاذ المقاوم للصدأ وفقًا لهندسة الجزء المراد تشكيله ونوع الاستخدام الذي سيحصل عليه وما هو مصنوع منه ، فيما يلي أمثلة لبعض الاختيارات لأنواع مختلفة من عمليات تشكيل المعادن :

• القطع : القطع هو العملية الأساسية في تصنيع المعادن ، ويمكن تنفيذه من خلال القطع بالليزر أو القطع برزاز الماء أو القص أو النشر أو القطع باللهب ، هذا ما يحول الصفيحة المعدنية إلى قطعة بالحجم والشكل المطلوبين ، اليوم  يشتمل الماء النفاث والقطع بالليزر على أهم التقنيات المتاحة .
• الصب : قالب يشكل شكل المنتج ، ويقوم المصنِّع بصب المعدن المنصهر فيه ، يبرد هذا المعدن ويتحول إلى صلب ، ويبقى الجزء بعد إزالة القالب.

• الحدادة : تقوم آلات الضغط العالي بضغط المعدن الخام ، مما يسمح للمُصنع بثنيه وتشكيله.

• التثقيب : تثقب الأبراج الأنماط المصممة مسبقًا في المعدن ، إما لأغراض الديكور أو المنفعة.
• السحب : تستخدم هذه العملية قوة الشد لسحب المعدن السائل إلى قالب رفيع.
• الحفر : مثقاب يقطع الثقوب في المعدن باستخدام لقمة دائرية.

• غالبًا ما تسمع مصطلحات التصنيع المعدني هذه المستخدمة أثناء مراحل التخطيط لعملية تصنيع المعادن ، لذلك من الضروري أن تتعرف على هذه العمليات الشائعة وبعض الآلات المعنية.