معالجة المعادن وتصنيعها هي عملية تحويل المواد الخام المعدنية إلى منتجات ذات أشكال وخصائص ووظائف محددة من خلال سلسلة من الوسائل التقنية. ويشمل هذا المجال العمليات الأساسية مثل الصب والزور واللحام والمعالجة الحرارية والآلة ، ويتكرر باستمرار وتحديث نحو الذكاء والتنمية الخضراء. يتم إجراء التحليل التالي من ثلاثة جوانب: الخصائص التقنية وسيناريوهات التطبيق واتجاهات التنمية.

تدوير الحافة المعدنية وإزالة الحفر

الخصائص التقنية وتطبيقات العمليات الأساسية

1. تكنولوجيا الصب

يتضمن الصب ذوبان المعدن وحقنه في قالب للتشكيل ، وهو مناسب لإنتاج مكونات ذات أشكال معقدة على نطاق واسع وله مزايا تكلفة كبيرة. في السنوات الأخيرة ، تم إدخال أساليب مبتكرة مثل تكنولوجيا التصنيع الريولوجي للمعادن المسحوقية في مجال الصب. على سبيل المثال ، تحل تكنولوجيا تشكيل الريولوجية لمركبات السيرميت بشكل فعال مشكلة تصنيع مكونات كبيرة الحجم. من خلال التحكم بدقة في النسبة المركبة للمعادن والسيراميك ، يمكن لهذا النوع من التكنولوجيا الجمع بين صلابة عالية وصلابة المواد ، ويستخدم على نطاق واسع في مجال الطيران ومعدات الطاقة وغيرها من المجالات.

 

2. التزوير والمعالجة الحرارية

يزيد التزوير من الخصائص الميكانيكية للمعادن من خلال التشوه البلاستيكي وهو مناسب لمكونات الحمل العالي (مثل قضبان توصيل المحرك). جنبا إلى جنب مع تكنولوجيا المعالجة الحرارية التدرجية ، يمكن زيادة تحسين صلابة المعادن ومقاومة التآكل وغيرها من الخصائص. على سبيل المثال، تحقق مكونات محول التنغستن والنحاس في مفاعلات الانصهار النووي الاستقرار في بيئات درجات الحرارة العالية من خلال التزوير والمعالجة الحرارية المتدرجة.

 

3. اللحام والمعالجة

تستمر تكنولوجيا اللحام في كسر عنق الاختناق في انضمام المواد المتباينة. على سبيل المثال، توفر تكنولوجيا اللحام غير المدمرة لمركبات التنغستن والنحاس دعما رئيسيا لأجهزة الطاقة النووية. يحقق التصنيع دقة على مستوى الميكرون بمساعدة معدات CNC الدقيقة لتلبية سيناريوهات المتطلبات العالية للأجهزة الطبية والمكونات البصرية ، إلخ.

 

4. التصنيع الإضافي (الطباعة ثلاثية الأبعاد)

وتحقق الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية تشكيل هياكل معقدة عن طريق التراكم طبقة مسحوق طبقة، مع معدل استخدام المواد أكثر من 95٪. وتستخدم هذه التكنولوجيا في تصنيع مكونات خفيفة الوزن في مجال الطيران وأقواس البطارية المخصصة وغيرها من المكونات في مركبات الطاقة الجديدة.

 

ثانياً. اتجاه التقارب بين التصنيع الأخضر والتصنيع الذكي

1. الابتكار في التكنولوجيا الخضراء

يركز التصنيع الأخضر على الاستخدام الفعال للموارد ومكافحة التلوث. على سبيل المثال، تقلل تكنولوجيا إعادة تدوير واستخدام المواد المغناطيسية الدائمة للأراضي النادرة بشكل كبير من الاعتماد على موارد الأراضي النادرة وتساهم في تحقيق هدف "الكربون المزدوج". بالإضافة إلى ذلك، يمكن لتكنولوجيا المعادن السائلة تقليل انبعاثات الكربون في المعالجة التقليدية من خلال عمليات تشكيل استهلاك الطاقة المنخفض وأصبحت اتجاه محتمل في مجال المواد الجديدة.

 

2. الترقية الذكية

الذكاء الاصطناعي والبيانات الكبيرة تعيد تشكيل عملية تصنيع المعادن بأكملها. على سبيل المثال ، يمكن لنظام تحسين معايير العملية القائم على نماذج البيانات ضبط درجة حرارة الصب أو ضغط الزوير في الوقت الحقيقي لتحسين معدل العائد ؛ نظام الكشف الذكي يدرك الحكم التلقائي على جودة اللحام من خلال تكنولوجيا التعرف على الصور ، مما يقلل من الأخطاء البشرية.

 

3 - الابتكار التعاوني المتعدد الميادين

تظهر المنتجات الناشئة مثل المواد المسامية المعدنية التكامل العميق للمواد والمتطلبات الوظيفية. وتتمتع هذه المواد بالنفاذ والقوة العالية وتلعب دورا رئيسيا في سيناريوهات مثل تخزين طاقة الهيدروجين وترشيح درجات الحرارة العالية ، مما يعكس التعاون على مستوى عال من سلسلة "المواد - العمليات - التطبيقات".

 

ثالثا - اتجاهات التنمية في المستقبل

1- البحث والتطوير في المواد عالية الأداء

تطوير سبيكات جديدة (مثل المواد لأجهزة الاندماج النووي) والمواد المركبة (مثل السيرميت) التي يمكن أن تتحمل البيئات القصوى هي محور تركيز رئيسي للصناعة. من خلال تصميم التكوين وتحسين العملية ، سيتم تحسين عمر الخدمة وموثوقية المواد بشكل كبير.

 

2. دمج سلسلة الصناعة بأكملها

أصبح النموذج المتكامل "التصميم - التصنيع - الخدمة" اتجاهًا. ونأخذ الطباعة ثلاثية الأبعاد على سبيل المثال ، فإن تغطية السلسلة الكاملة من البحث والتطوير للمعدات إلى خدمات المنتج النهائي تسرع سرعة الاستجابة للمتطلبات المخصصة.

 

3- النهوض بالرقمنة والاستدامة

وستعمق صناعة التصنيع تطبيق تكنولوجيات مثل التوأم الرقمي وإنترنت الأشياء، وفي نفس الوقت تعزز استبدال الطاقة النظيفة وإعادة تدوير النفايات لبناء نظام منخفض الكربون مدفوع بالتكنولوجيا.