مبادئ وطرق اختيار المواد المعدنية

المبدأ الأساسي

عند اختيار المواد وعمليات التصنيع، لا بد من إجراء تقييم شامل استنادًا إلى ثلاثة مناظير حاسمة: الملاءمة والجدوى والفعالية من حيث التكلفة. يضمن هذا النهج متعدد الأوجه الأداء الأمثل وقابلية التصنيع والجدوى الاقتصادية للمنتج النهائي.

ينطوي تقييم الملاءمة على تحليل ما إذا كانت خصائص المادة وخصائص أدائها تتماشى مع ظروف العمل المقصودة والمتطلبات الوظيفية. ويشمل ذلك تقييم الخواص الميكانيكية (مثل القوة والليونة ومقاومة الإجهاد) والسلوك الحراري ومقاومة التآكل وأي سمات محددة ضرورية للتطبيق.

يركز تحليل الجدوى على تحديد ما إذا كانت عملية التصنيع المختارة متوافقة مع المادة المختارة. ويشمل ذلك اعتبارات مثل قابلية التشكيل وقابلية التشغيل الآلي وقابلية اللحام وأي قيود أو تحديات مرتبطة بمعالجة المادة باستخدام المعدات والتقنيات المتاحة. يمكن استخدام أدوات المحاكاة المتقدمة وعمليات التشغيل التجريبية للتحقق من جدوى العملية وتحديد المشكلات المحتملة قبل الإنتاج على نطاق كامل.

يفحص تقييم فعالية التكلفة الجوانب الاقتصادية لكل من اختيار المواد وعمليات التصنيع. ويتضمن ذلك تحليل تكاليف المواد الخام، ونفقات المعالجة، واستهلاك الطاقة، ومتطلبات الأدوات، ومعدلات الإنتاجية المحتملة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تؤخذ تكاليف دورة الحياة، بما في ذلك الصيانة وقابلية إعادة التدوير والتخلص، في الاعتبار في تقييم فعالية التكلفة الإجمالية.

مبدأ قابلية التطبيق

يعد مبدأ الملاءمة أساسيًا في اختيار المواد، حيث يتطلب أن تتحمل المواد المختارة الظروف التشغيلية وتفي بمتطلبات الأداء. هذه الخطوة الحاسمة في اختيار المواد تضمن الأداء الوظيفي الأمثل وطول عمر المكونات.

يتم تحديد ملاءمة المواد من خلال مجموعة شاملة من مواصفات الجودة الداخلية، بما في ذلك:

1. التركيب الكيميائي
2. البنية المجهرية
3. الخواص الميكانيكية (مثل القوة والليونة والمتانة)
4. الخواص الفيزيائية (مثل التوصيل الحراري والمقاومة الكهربائية)
5. الخواص الكيميائية (على سبيل المثال، مقاومة التآكل والتفاعلية)

عند اختيار المواد، يجب على المهندسين مراعاة ثلاثة عوامل رئيسية عند اختيار المواد:

1. ظروف التحميل: ويشمل ذلك كلاً من حجم وطبيعة الضغوط المطبقة (الاستاتيكية والديناميكية والدورية) وتوزيعها داخل المكوّن. قد تكون عوامل مثل الكلال والزحف ومقاومة الصدمات حاسمة اعتمادًا على التطبيق.

2. بيئة الخدمات: ويشمل ذلك:

• الوسط (مثل الهواء والماء والمواد الكيميائية)
• نطاق درجة حرارة التشغيل
• ظروف الضغط
• اعتبارات الاحتكاك والتآكل
• التعرض للإشعاع أو المجالات الكهرومغناطيسية

3. متطلبات الأداء:

• عمر الخدمة المتوقع
• الضغوط والتشوهات المسموح بها
• متطلبات وظيفية محددة (على سبيل المثال، التوصيل الحراري أو الكهربائي)
• اعتبارات الصيانة
• الفعالية من حيث التكلفة والتوافر

من الضروري إجراء تقييم شامل لهذه العوامل لضمان أن المواد المختارة لا تفي بمتطلبات الأداء فحسب، بل تتجاوزها. يقلل هذا النهج من مخاطر الفشل المبكر، ويحسن من عمر المكونات، ويضمن استخدام المواد بطريقة فعالة من حيث التكلفة.

بالإضافة إلى ذلك، تشمل الاعتبارات الناشئة في اختيار المواد الاستدامة وقابلية إعادة التدوير والتأثير البيئي، والتي أصبحت ذات أهمية متزايدة في الممارسات الهندسية الحديثة.

المبدأ التكنولوجي

بمجرد اختيار المواد، يمكن تحديد تقنية المعالجة بشكل عام. ومع ذلك، من المهم أن نضع في الاعتبار أن عملية المعالجة يمكن أن تغير خصائص المواد. بالإضافة إلى ذلك، تلعب أيضًا عوامل مثل الشكل والهيكل وحجم الدفعة وظروف إنتاج الأجزاء دورًا مهمًا في تحديد تقنية معالجة المواد.

يتطلب مبدأ الجدوى مراعاة قابلية معالجة المواد عند اختيارها، وينبغي تفضيل المواد ذات قابلية المعالجة الجيدة لتقليل صعوبة التصنيع والتكلفة. كل عملية تصنيع لها خصائصها الفريدة ومزاياها وعيوبها.

عندما يتم تصنيع الأجزاء المصنوعة من نفس المادة باستخدام عمليات مختلفة، يمكن أن تختلف الصعوبة والتكلفة، وكذلك أداء معالجة المواد المطلوبة. على سبيل المثال، قد لا يكون التشكيل ممكنًا بالنسبة للأجزاء ذات الأشكال المعقدة والأحجام الكبيرة. في مثل هذه الحالات، يمكن استخدام الصب أو اللحام، ولكن يجب أن تتمتع المادة بأداء جيد في الصب أو اللحام ويجب أن يفي الهيكل بمتطلبات الصب أو اللحام.

في مثال آخر، عند تصنيع المفاتيح والدبابيس من خلال السحب على البارد، يجب مراعاة استطالة المواد وتأثير تقوية التشوه على خواصها الميكانيكية.

المبدأ الاقتصادي

بالإضافة إلى تلبية متطلبات استخدام المواد ومعالجتها، من الضروري مراعاة فعالية المواد من حيث التكلفة في عمليات تصنيع المعادن وتصنيعها.

يتضمن مبدأ الفعالية من حيث التكلفة اختيار المواد التي توفر التوازن الأمثل بين الأداء والسعر. ويشمل الأداء الخصائص الوظيفية للمواد، والتي تتمثل عادةً في العمر التشغيلي، والقوة الميكانيكية، ومقاومة التآكل، وعوامل الأمان. يتم تحديد سعر المواد من خلال التكاليف الأولية وتكاليف دورة الحياة، بما في ذلك نفقات الإنتاج والتكاليف التشغيلية طويلة الأجل.

تتأثر تكاليف المواد بعوامل متعددة:

1. تكاليف المواد الخام: يمكن للتقلبات في أسواق السلع الأساسية العالمية أن تؤثر بشكل كبير على الأسعار.
2. معدل استخدام المواد: يمكن لتقنيات التعشيش الفعالة وتقليل الخردة تحسين فعالية التكلفة.
3. تكاليف التشكيل: النفقات المرتبطة بعمليات مثل الصب أو التشكيل أو البثق.
4. تكاليف المعالجة: نفقات التصنيع والمعالجة الحرارية والتشطيب السطحي.
5. تكاليف التركيب والتشغيل: النفقات المتعلقة بالتركيب في الموقع وتكامل النظام.
6. تكاليف الصيانة: النفقات طويلة الأجل للصيانة، بما في ذلك الحماية من التآكل ومقاومة التآكل.
7. تكاليف الإدارة: النفقات العامة لمراقبة المخزون وإدارة سلسلة التوريد.
8. تكاليف الطاقة: النفقات المتعلقة بمعالجة المواد وتصنيعها.
9. تكاليف الامتثال البيئي: النفقات المرتبطة بالوفاء بالمتطلبات التنظيمية والممارسات المستدامة.

لتحسين الفعالية من حيث التكلفة، يجب على المصنعين مراعاة ما يلي:

• تحليل تكاليف دورة الحياة (LCCA) لتقييم الكفاءة الاقتصادية على المدى الطويل
• هندسة القيمة لتحديد المواد أو العمليات البديلة التي تحافظ على الوظائف بتكاليف مخفضة
• تنفيذ مبادئ التصنيع الخالي من الهدر لتقليل الهدر وتحسين الكفاءة
• اعتماد تقنيات التصنيع المتقدمة، مثل التصنيع المضاف، لتقليل نفايات المواد وخطوات المعالجة
• التعاون مع الموردين لتطوير حلول مواد فعالة من حيث التكلفة والاستفادة من وفورات الحجم

خطوات وأساليب وأسس اختيار المواد وعملية التشكيل واختيار عملية التشكيل

فيما يلي خطوات اختيار المواد وعمليات التصنيع:

• اختر المواد بناءً على ظروف الاستخدام ومتطلباته.
• استنادًا إلى المواد المختارة، اختر عملية تصنيع مناسبة، مع مراعاة عوامل مثل تكلفة المواد، وخصائص معالجة المواد، ومدى تعقيد الأجزاء، وحجم دفعة الأجزاء، وظروف الإنتاج الحالية، والمتطلبات الفنية.

1. خطوات وأساليب اختيار المواد وعمليات تشكيلها

لتقييم ظروف خدمة الأجزاء، يجب تحديد الحمل المحدد، وحالة الإجهاد، ودرجة الحرارة، والتآكل، وظروف التآكل والتآكل التي ستواجهها الأجزاء أثناء الاستخدام.

بالنسبة للأجزاء المستخدمة في ظروف درجات الحرارة العادية، فإن الشرط الرئيسي هو أن تتمتع المواد بخصائص ميكانيكية مناسبة. ومع ذلك، بالنسبة للأجزاء المستخدمة في ظروف مختلفة، يجب أن تتمتع المواد بخصائص فيزيائية وكيميائية محددة.

إذا كانت الأجزاء ستستخدم في درجات حرارة عالية، يجب أن تكون المواد ذات قوة عالية في درجات الحرارة ومقاومة للأكسدة. يجب أن تتمتع الأجزاء المستخدمة في المعدات الكيميائية بمقاومة عالية للتآكل. تتطلب بعض أجزاء الأجهزة مواد ذات خصائص كهرومغناطيسية. بالنسبة لهياكل اللحام المستخدمة في المناطق شديدة البرودة، يجب مراعاة متطلبات الصلابة في درجات الحرارة المنخفضة.

عند استخدامها في المناطق الرطبة، يجب تضمين متطلبات مقاومة التآكل في الغلاف الجوي. وفيما يلي الخطوات العامة لاختيار المواد:

• من خلال التحليل أو الاختبار، إلى جانب نتائج تحليل الأعطال للمواد المماثلة، تحديد مختلف مؤشرات الإجهاد المسموح بها، مثل القوة المسموح بها، والإجهاد المسموح به، والتشوه المسموح به، وزمن الخدمة.
• تحديد مؤشرات الإجهاد الرئيسية والثانوية المعممة المسموح بها واستخدام المؤشرات الأكثر أهمية كأساس أساسي لاختيار المواد.
• بناءً على مؤشرات الأداء الرئيسية، اختر عدة مواد تفي بالمتطلبات.
• اختر المواد وعملية تشكيلها بناءً على عملية تشكيل المواد، ومدى تعقيد الأجزاء، ودفعة إنتاج الأجزاء، وظروف الإنتاج الحالية، والشروط الفنية.
• ضع في اعتبارك عوامل مثل تكلفة المواد, تقنية التشكيلوأداء المواد وموثوقية الاستخدام لاختيار المادة الأنسب باستخدام طريقة التحسين.
• إذا لزم الأمر، قم باختبار المواد ووضعها في الإنتاج للتحقق منها أو تعديلها.

يُرجى ملاحظة أن هذه مجرد إرشادات عامة لاختيار المواد، ويمكن أن تستغرق العملية وقتاً طويلاً ومعقدة.

للأجزاء المهمة و مواد جديدة، يلزم إجراء عدد كبير من الاختبارات الأساسية وعمليات الإنتاج التجريبية لضمان سلامة المواد أثناء الاختيار. بالنسبة للأقل أهمية و أجزاء الدفعة الصغيرة، عادةً ما يتم اختيار المواد بناءً على تجربة استخدام مواد مماثلة في ظل ظروف العمل نفسها، ويتم تحديد العلامة التجارية ومواصفات المواد، يليها ترتيب عملية التشكيل.

إذا كانت الأجزاء تالفة بشكل طبيعي، يمكن استخدام المواد الأصلية وعملية التشكيل. إذا كان التلف ناتجًا عن تلف مبكر غير طبيعي، فيجب تحديد سبب التلف واتخاذ التدابير المناسبة. إذا كان ذلك نتيجة للمادة أو عملية إنتاجها، يمكن النظر في استخدام مواد جديدة أو عملية تشكيل جديدة.

2. أساس اختيار المواد

(1) ظروف التحميل

تتعرض المواد الهندسية لقوى مختلفة أثناء التشغيل، مثل إجهاد الشد، والإجهاد الانضغاطي، وإجهاد القص، وإجهاد القطع، وعزم الدوران، وقوة الصدم، وغيرها.

ترتبط الخواص الميكانيكية وأنماط فشل المواد ارتباطًا وثيقًا بظروف التحميل التي تتعرض لها.

في مجال الهندسة، من الضروري أن تعمل الآلات والهياكل بأمان وموثوقية مع تلبية متطلبات حركتها.

على سبيل المثال، يجب أن يكون عمود دوران أداة الماكينة قادرًا على العمل بشكل طبيعي دون أن ينكسر أو يتشوه بشكل مفرط تحت الضغط. مثال آخر هو أنه عندما ترفع الرافعة حمولة، يجب أن يظل البرغي مستقيمًا ومتوازنًا دون أن ينحني فجأة.

يعتمد التشغيل الآمن والموثوق للمكونات الهندسية على استيفائها لمتطلبات القوة والصلابة والثبات.

هناك شروط محددة لكل جانب من هذه الجوانب من المواد في ميكانيكا المواد التي يجب مراعاتها عند تحليل ظروف الإجهاد أو اختيار المواد.

عند اختيار المواد بناءً على ظروف الإجهاد، من المهم مراعاة ليس فقط الخصائص الميكانيكية للمواد، ولكن أيضًا المعرفة ذات الصلة بميكانيكا المواد لاتخاذ خيار مستنير علميًا.

الجدول 1 الإجهاد وأشكال الفشل والخصائص الميكانيكية المطلوبة للعديد من الأجزاء الشائعة

(2) درجة حرارة خدمة المواد

تستخدم معظم المواد عادةً في درجة حرارة الغرفة، ومع ذلك، هناك أيضًا مواد تستخدم في درجات حرارة عالية أو منخفضة.

وبسبب درجات حرارة الخدمة المتفاوتة هذه، تختلف أيضًا الخصائص المطلوبة للمواد اختلافًا كبيرًا.

مع انخفاض درجة الحرارة، تنخفض صلابة وليونة المواد الفولاذية باستمرار. وعند نقطة معينة، يحدث انخفاض كبير في الصلابة واللدونة يشار إليها باسم درجة حرارة الانتقال من الدكتايل إلى الهشاشة.

عند استخدامها تحت درجة حرارة الانتقال من الدكتايل إلى الهشّ، تكون المواد عرضة للكسر الهشّ تحت ضغط منخفض، مما قد يؤدي إلى حدوث ضرر. وبالتالي، عند اختيار الفولاذ للاستخدام في درجات الحرارة المنخفضة، يجب اختيار المواد ذات درجة حرارة الانتقال بين الدكتايل والهشاشة الأقل من ظروف العمل.

تهدف سبائك مختلف أنواع الفولاذ منخفض الحرارة إلى تقليل محتوى الكربون وتحسين صلابتها في درجات الحرارة المنخفضة.

مع ارتفاع درجة الحرارة، تخضع خواص المواد الفولاذية للعديد من التغييرات، بما في ذلك انخفاض في القوة والصلابةوزيادة ثم انخفاض في اللدونة والصلابة، والأكسدة أو التآكل في درجات الحرارة المرتفعة.

تؤثر هذه التغييرات على أداء المادة وقد تجعلها غير صالحة للاستخدام. على سبيل المثال، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الخدمة للفولاذ الكربوني والحديد الزهر 480 درجة مئوية، بينما يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الخدمة ل سبائك الصلب يجب ألا يتجاوز 1150 ℃.

(3) التآكل

في الصناعة، يُستخدم معدل التآكل بشكل شائع للتعبير عن مقاومة المواد للتآكل.

يقاس معدل التآكل على أنه فقدان المادة المعدنية لكل وحدة مساحة في فترة زمنية محددة، أو على أنه عمق التآكل في المادة المعدنية بمرور الوقت.

تستخدم الصناعة عادةً نظام تصنيف لمقاومة التآكل مكون من 6 فئات و10 درجات، تتراوح من الفئة الأولى ذات المقاومة الكاملة للتآكل إلى الفئة السادسة التي لا توجد بها مقاومة للتآكل، كما هو موضح في الجدول 2.

الجدول 2 معايير التصنيف والتصنيف لمقاومة التآكل لـ المواد المعدنية

تعمل معظم المواد الهندسية في بيئات الغلاف الجوي وتعاني من التآكل في الغلاف الجوي، وهي مشكلة شائعة.

تؤثر رطوبة الغلاف الجوي، ودرجة الحرارة، وأشعة الشمس، ومياه الأمطار، ومحتوى الغازات المسببة للتآكل بشكل كبير على تآكل هذه المواد.

في السبائك الشائعة، يتميز الفولاذ الكربوني بمعدل تآكل 10^-605 م/د في الأجواء الصناعية، ولكن يمكن استخدامه بعد طلائه أو معالجته بطبقات حماية أخرى.

إن الفولاذ منخفض السبائك الذي يحتوي على عناصر مثل النحاس والفوسفور والنيكل والكروم قد حسّن بشكل كبير من مقاومة التآكل في الغلاف الجوي ويمكن استخدامه دون طلاء.

تتمتع مواد مثل الألومنيوم والنحاس والرصاص والزنك بمقاومة جيدة للتآكل في الغلاف الجوي.

(4) مقاومة التآكل

فيما يلي العوامل التي تؤثر على مقاومة المواد للتآكل:

① خواص المواد:: بما في ذلك الصلابة، والمتانة، والقدرة على الخضوع للتصلب الشغلي، والتوصيل الحراري، والثبات الكيميائي، وحالة السطح، إلخ.

② ظروف الاحتكاك: بما في ذلك خصائص المواد الكاشطة في الاحتكاك، والضغط، ودرجة الحرارة، وسرعة الاحتكاك، وخصائص مواد التشحيم، ووجود ظروف تآكل.

وبصفة عامة، تكون المواد ذات الصلابة العالية أقل عرضة للاختراق أو الكشط بواسطة أجسام الطحن، ولها حد إجهاد مرتفع، مما يؤدي إلى مقاومة عالية للتآكل. وبالإضافة إلى ذلك، تضمن الصلابة العالية أنه حتى إذا تم اختراق المادة أو كشطها، فإنها لن تتفكك، مما يزيد من تحسين مقاومتها للتآكل.

ولذلك، فإن الصلابة هي الجانب الأساسي لمقاومة التآكل. من المهم ملاحظة أن صلابة المواد يمكن أن تتغير أثناء الاستخدام. على سبيل المثال، تصبح المعادن التي تخضع للتصلب الشغلي أكثر صلابة أثناء الاحتكاك، في حين أن المعادن التي يمكن أن تلين بالحرارة قد تلين أثناء الاحتكاك.

3. أساس اختيار عملية تشكيل المواد

بشكل عام، بمجرد تحديد مادة المنتج، عادةً ما يتم تحديد نوع عملية التشكيل.

على سبيل المثال، إذا كان المنتج مصنوعًا من الحديد الزهر، فيجب استخدام الصب؛ وإذا كان مصنوعًا من الصفائح المعدنية، يجب أن يكون الختم هو الخيار؛ وإذا كانت مصنوعة من بلاستيك ABS، فإن القولبة بالحقن هي الطريقة المناسبة؛ وإذا كانت قطع السيراميك، فيجب اختيار عملية التشكيل الخزفية المناسبة.

ومع ذلك، من المهم أن تضع في اعتبارك أن عملية التشكيل يمكن أن تؤثر أيضًا على أداء المادة، لذا يجب مراعاة متطلبات الأداء النهائي للمادة عند اختيار عملية التشكيل.

أداء مواد المنتج

① الخواص الميكانيكية للمواد

على سبيل المثال, ترس فولاذي يمكن صب الأجزاء عندما لا تكون خواصها الميكانيكية حرجة، ولكن عندما تكون الخواص الميكانيكية العالية مطلوبة، يجب استخدام المعالجة بالضغط.

② أداء خدمة المواد

على سبيل المثال، عند تصنيع أجزاء دولاب الموازنة للسيارات ومحركات السيارات، فإن الصلب تشكيل القوالب ينبغي استخدامها بدلاً من التشكيل بالقالب المفتوح. ويرجع ذلك إلى أن السرعة العالية للسيارات ومتطلبات القيادة السلسة تعني أن الألياف المكشوفة في مطروقات دولاب الموازنة قد تؤدي إلى التآكل وتؤثر على الأداء. ويفضل التشكيل بالقالب المغلق على التشكيل بالقالب المفتوح لأنه يزيل الوميض ويمنع قطع وكشف بنية الألياف في المطروقات.

③ الخواص التكنولوجية للمواد

تشمل الخواص التكنولوجية خواص الصب وخواص التشكيل وخواص اللحام وخواص المعالجة الحرارية وخواص القطع. على سبيل المثال، يجب توصيل المواد المعدنية غير الحديدية ذات قابلية اللحام الضعيفة باستخدام اللحام بقوس الأرغون بدلاً من اللحام القوسي اليدوي. وباعتبار أن مادة PTFE مادة لدائن حرارية ذات سيولة ضعيفة، فهي غير مناسبة للقولبة بالحقن ويجب أن يتم تشكيلها فقط من خلال الكبس والتلبيد.

④ الخواص الخاصة للمواد

وتشمل الخصائص الخاصة مقاومة التآكل، أو مقاومة التآكل، أو مقاومة الحرارة، أو التوصيل، أو العزل. على سبيل المثال، يجب أن تكون المكره وغطاء المضخة المقاومة للأحماض مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ومصبوبة. إذا تم استخدام البلاستيك، فإن القولبة بالحقن خيار متاح. إذا كانت هناك حاجة إلى كل من مقاومة الحرارة ومقاومة التآكل، يجب استخدام السيراميك وتشكيله من خلال عملية الحشو.

(2) إنتاج دفعة من قطع الغيار

لإنتاج المنتجات بكميات كبيرة، يجب اختيار عملية التشكيل ذات الدقة والإنتاجية العالية لضمان الدقة والكفاءة. على الرغم من أن المعدات اللازمة لعمليات التشكيل هذه قد تكون ذات تكلفة تصنيع عالية نسبيًا، إلا أنه يمكن تعويض هذا الاستثمار من خلال انخفاض استهلاك المواد لكل منتج.

بالنسبة للإنتاج الضخم للمطروقات، فإن عمليات التشكيل تشمل التشكيل بالقالب والدرفلة على البارد والسحب على البارد والبثق على البارد.

للإنتاج الضخم لمسبوكات السبائك غير الحديدية، وسبك القوالب المعدنية، وسبك القوالب، وسبك القوالب، وسبك القوالب المنخفضة الصب بالضغط هي عمليات التشكيل الموصى بها.

بالنسبة للإنتاج الضخم لأجزاء النايلون MC، فإن عملية القولبة بالحقن هي الخيار المفضل.

بالنسبة لإنتاج الدفعات الصغيرة، قد يتم اختيار عمليات التشكيل ذات الدقة والإنتاجية المنخفضة، مثل التشكيل اليدوي والتشكيل الحر واللحام اليدوي والعمليات التي تنطوي على القطع.

(3) تعقيد الشكل ومتطلبات الدقة للأجزاء

بالنسبة للأجزاء المعدنية ذات الأشكال المعقدة، وخاصة تلك التي تحتوي على تجاويف داخلية معقدة، فإن عملية الصب غالبًا ما يتم اختياره، مثل الصندوق، وجسم المضخة، وكتلة الأسطوانة، وجسم الصمام، والغطاء، ومكونات السرير.

عادةً ما يتم إنتاج الأجزاء البلاستيكية الهندسية ذات الأشكال المعقدة باستخدام عملية القولبة بالحقن.

يمكن إنتاج الأجزاء الخزفية ذات الأشكال المعقدة باستخدام عملية القولبة بالحقن أو الصب.

بالنسبة للأجزاء المعدنية ذات الأشكال البسيطة، يمكن استخدام عمليات المعالجة بالضغط أو عمليات التشكيل باللحام.

يمكن إنتاج الأجزاء البلاستيكية الهندسية ذات الأشكال البسيطة باستخدام عمليات التشكيل بالنفخ أو التشكيل بالبثق أو التشكيل بالقوالب.

عادةً ما يتم تشكيل الأجزاء الخزفية ذات الأشكال البسيطة.

إذا كان المنتج عبارة عن صب ودقة الأبعاد ليست من المتطلبات العالية، يمكن استخدام الصب بالرمل العادي. بالنسبة لدقة الأبعاد العالية، يمكن اختيار الصب الاستثماري أو الصب بالنمط التبخيري أو الصب بالضغط أو الصب بالضغط المنخفض بناءً على مادة الصب وحجم الدُفعة.

بالنسبة لمتطلبات دقة الأبعاد المنخفضة في التشكيل، يشيع استخدام التشكيل الحر. وبالنسبة لمتطلبات الدقة العالية، يتم اختيار التشكيل بالقالب أو التشكيل بالبثق.

إذا كان المنتج من البلاستيك ويتطلب دقة منخفضة، يُفضل القولبة بالنفخ المجوف. وبالنسبة للمتطلبات عالية الدقة، يتم اختيار القولبة بالحقن.

(4) ظروف الإنتاج الحالية

تشير ظروف الإنتاج الحالية إلى قدرة المعدات الحالية والخبرة الفنية للموظفين وإمكانية الاستعانة بمصادر خارجية للمنتجات.

فعلى سبيل المثال، عند إنتاج منتجات الماكينات الثقيلة، إذا لم يكن هناك فرن لصناعة الصلب ذو سعة كبيرة أو معدات رفع ونقل ثقيلة في الموقع، غالبًا ما يتم استخدام عملية الصب واللحام معًا. ويتضمن ذلك تقسيم الأجزاء الكبيرة إلى قطع أصغر لصبها ثم لحامها معًا لتشكيل قطع أكبر.

وكمثال آخر، عادةً ما يتم إنتاج أجزاء وعاء الزيت للمخرطة من خلال ختم ألواح الصلب الرقيقة باستخدام مكبس. إذا كانت الظروف في الموقع غير مناسبة لهذه العملية، فيجب استخدام طرق بديلة.

على سبيل المثال، إذا لم تكن هناك ألواح رقيقة أو مكابس كبيرة في الموقع، فقد يلزم استخدام عملية الصب. إذا كانت الألواح الرقيقة متوفرة ولكن لا توجد مكابس كبيرة، يمكن استخدام عملية تشكيل الغزل الاقتصادية والمجدية كبديل عن التشكيل بالختم.

(5) النظر في العمليات والتقنيات والمواد الجديدة

مع تزايد متطلبات السوق الصناعية، أصبح لدى المستخدمين متطلبات عالية بشكل متزايد لتنوع المنتجات وتحديث الجودة، مما أدى إلى التحول من الإنتاج الضخم إلى الإنتاج متعدد الأصناف والدفعات الصغيرة. وهذا يوسع نطاق تطبيق العمليات والتقنيات والمواد الجديدة.

من أجل تقصير دورة الإنتاج وترقية أنواع المنتجات وجودتها، من الضروري النظر في استخدام عمليات وتقنيات ومواد جديدة مثل الصب الدقيق، والتشكيل الدقيق، والتشكيل الدقيق، والتقطيع الدقيق، والبثق على البارد، والتشكيل بالقالب السائل، والتشكيل بالقالب السائل، والتشكيل بالبلاستيك الفائق، والقولبة بالحقن، ومعدن المساحيق، والسيراميك، وغيرها من التشكيل بالضغط الساكن، وتشكيل المواد المركبة، والتشكيل السريع. سيتيح ذلك الحصول على أجزاء ذات شكل صافي تقريبًا وتحسين كبير في جودة المنتج والفوائد الاقتصادية.

بالإضافة إلى ذلك، لإجراء اختيار معقول لعملية التشكيل، من المهم أن يكون لديك فهم واضح لخصائص ونطاق تطبيق عمليات التشكيل المختلفة، بالإضافة إلى تأثير عملية التشكيل على خصائص المواد.

يوضح الجدول 3 خصائص عمليات التشكيل الفارغة المختلفة للمواد المعدنية في الجدول 3.

الجدول 3 خصائص عمليات تشكيل الفراغات المختلفة