تشكيل المعادن هو تكنولوجيا رئيسية لتصنيع الأجزاء أو المنتجات عن طريق تغيير شكل وحجم وخصائص المعادن من خلال الوسائل الفيزيائية أو الكيميائية. يستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل صناعة السيارات والفضاء والإلكترونيات والبناء. وسوف تصنف هذه المقالة بشكل منهجي العمليات الأساسية والخصائص التقنية ومبادئ الاختيار لتشكيل المعادن ، مما يوفر دليل مرجعي للصناعة.
أدوات تشكيل المعادنI. تصنيف عمليات تشكيل المعادن الرئيسية
1. ختم تشكيل
الختم يستخدم القوالب والآلات لإجراء الفراغ أو الانحناء أو التمديد على الأوراق المعدنية ، وهو مناسب لإنتاج أجزاء ذات جدران رقيقة. تكمن مزاياه في الكفاءة العالية وانخفاض التكلفة ، ويستخدم بشكل شائع في سيناريوهات الإنتاج الضخم مثل لوحات جسم السيارات وأغلفة المنتجات الإلكترونية.
2. تشكيل تزوير
التزوير يسبب تشوه بلاستيكي للكتير المعدني من خلال المطرقة أو الضغط ويتم تقسيمه إلى فتح - يموت التزوير ومغلق - يموت التزوير. مفتوح - يموت الزوير مناسبة للأجزاء الكبيرة والبسيطة (مثل شفات طاقة الرياح) ، في حين أن مغلق - يموت الزوير يمكن تصنيع أجزاء صغيرة معقدة (مثل التروس). الأجزاء المزورة لها قوة عالية ومقاومة للصدمات ، مما يجعل عملية الزوير المفضلة لمكونات الحمل العالي مثل عمود المرفقة للمحرك وقضبان التوصيل.
3. صب تشكيل
يتضمن الصب صب المعدن المنصهر في القالب وتشكيل جزء بعد التصلب ، والذي يمكن أن ينتج أجزاء ذات هياكل تجويف داخلية معقدة (مثل كتل المحرك). الصب الرملي لديه تكلفة منخفضة ومناسبة لإنتاج قطعة واحدة. الصب الدقيق (مثل الصب الموت) لديه دقة عالية ويستخدم لأجزاء الدقة مثل غلاف المنتج 3C. ومع ذلك ، فإن الصب عرضة للعيوب مثل المسام والتقليص وتتطلب معالجة لاحقة.
4. معادن المسحوق
تتضمن معادن المساحيق ضغط وتخليق المساحيق المعدنية إلى شكل ، مع معدل استخدام المواد يصل إلى 97٪. وهي مناسبة للأجزاء الهيكلية المعقدة مثل المحامل والعتاد المملوكة بالزيت. هذه العملية لا تتطلب القطع ويمكن تحقيق شكل شبكي مباشرة ، مع آفاق تطبيق واسعة في المجالات الناشئة مثل الروبوتات البشرية.
5. المتداول تشكيل
يتضمن التدوير تدوير البليتات المعدنية من خلال لفة ويتم تقسيمها إلى التدوير الساخن (لإنتاج لوحات الصلب) والتداول البارد (لتصنيع ورق الألومنيوم). التدفين الساخن لديه كفاءة عالية ولكن دقة منخفضة ، في حين أن التدفين البارد يمكن أن يحسن التشطيب السطحي ودقة الأبعاد وهو التكنولوجيا الأساسية لمعالجة الصفائح المعدنية.
6. تشكيل اللحام
يربط اللحام المكونات المعدنية من خلال لحام الاندماج (مثل لحام القوس واللحام بالليزر) أو لحام الضغط (مثل لحام المقاومة) ويستخدم على نطاق واسع في تصنيع خطوط الأنابيب والهياكل الصلبية. يمكن لتكنولوجيا لحام الاحتكاك الجديدة تجنب ذوبان المواد وهي مناسبة للانضمام إلى سبيكات نقطة ذوبان عالية مثل سبيكات الألومنيوم.
7. الطباعة ثلاثية الأبعاد (التصنيع الإضافي)
الطباعة ثلاثية الأبعاد تصنع أجزاء طبقة طبقة من مسحوق المعادن أو الأسلاك ، وتكسر القيود الهندسية للعمليات التقليدية. وهي مناسبة لتصميم نماذج أولية لمكونات الطيران المعقدة وإنتاج زراعات طبية شخصية. وتتطور التكنولوجيا الحالية نحو تطبيقات واسعة النطاق ومتعددة المواد.
ثانياً. العوامل الأساسية لاختيار العملية
1. الخصائص المادية: سبيكات نقطة الذوبان المنخفضة مثل سبيكات الألومنيوم مناسبة للصب ، في حين يتم معالجة الفولاذ عالي القوة بشكل مفضل عن طريق التزوير.
2. تعقيد الجزء: يفضل إنتاج الأجزاء ذات التجوايف الداخلية المعقدة عن طريق الصب أو الطباعة ثلاثية الأبعاد ، في حين يمكن تشكيل أجزاء منظمة بسيطة عن طريق الختم.
3. دفعة الإنتاج: بعد تخفيف تكلفة القالب، ختم / مغلق - يموت تزوير مناسبة للإنتاج على نطاق واسع، في حين أن صب الرمال مناسبة للإنتاج الصغير - دفعة.
4. التكلفة - الفعالية: المعادن المسحوق يمكن أن تقلل من النفايات الموادية، والآلة يمكن أن تحسن معدل تأهيل الأجزاء الدقيقة.
ثالثا - اتجاهات التنمية التكنولوجية
تشكيل المعادن يتطور نحو التكوين والذكاء. أصبح التعاون متعدد العمليات (مثل تركيب الصب والزور) ، والمحاكاة الرقمية (لتصميم الموت المثالي) ، وخطوط الإنتاج المرنة (مع أنظمة تغيير الموت السريعة) محور التطوير. الجيل الجديد من تكنولوجيا تشكيل الفائقة البلاستيكية يمكن أن تحقق التحكم الدقيق على مستوى الميكرون ولها إمكانات كبيرة في مجال تصنيع المكونات الإلكترونية الدقيقة.
من ابتكار العمليات الأساسية إلى ترقية التصنيع الذكي ، تقود تكنولوجيا تشكيل المعادن باستمرار تحول صناعة التصنيع. تحتاج الشركات إلى الجمع بين الابتكار في المواد وتحسين العمليات لإيجاد أفضل توازن بين الجودة والكفاءة والاستدامة لتلبية متطلبات الترقية المستمرة في مجال التصنيع الراقي.
