القطع والتشغيل غير التقليدي
يغطي هذا الفصل تسع طرق لقطع الصفائح والألواح، أو لإزالة المادة حيث لا تصل أداة الخراطة أو الفرز أو لا تصمد. وتشترك في مبدأ واحد: توصيل طاقة مركّزة إلى بقعة صغيرة، وهناك فقط. ما يتغير من عملية إلى أخرى هو نوع الطاقة، وهذا يحدد المواد والأشكال التي تتعامل معها كل عملية.
الفكرة الكبيرة
فكّر في طرق اجتياز لوح من الجليد: إزميل، أو شعلة لحام، أو نفث ماء ساخن، أو حفنة ملح. كل منها ينجح، لكن على جليد مختلف وبسرعات مختلفة. هنا، يستخدم التثقيب قوة قص غاشمة؛ ويستخدم القطع بالليزر ضوءًا مركّزًا؛ ويستخدم القطع بالبلازما نفثًا فائق السخونة من غاز مشحون كهربائيًا؛ ويستخدم القطع بنفث الماء ماءً بضغط مرتفع جدًا؛ ويستخدم التفريغ الكهربائي بالسلك وبالغَطس آلاف الشرارات الصغيرة؛ ويستخدم ECM التحليل الكهربائي (تيار عبر ماء مالح)؛ ويستخدم التشغيل الكيميائي محلول حفر يذيب المعدن؛ ويستخدم التشغيل بالموجات فوق الصوتية اهتزازًا يطرق حبيبات كاشطة.
العمليات الـ 9 في هذا الفصل
6.1التثقيب والقصمثقب يقصّ أشكالًا من صفيحة مقابل قالبافتح الدرس
6.2القطع بالليزرضوء مركَّز يصهر أو يبخّر قطعًا ضيقًاافتح الدرس
6.3القطع بالبلازمانفاث غاز فائق السخونة يصهر لوحًا موصّلًاافتح الدرس
6.4القطع بنفاث الماءماء بضغط عالٍ جدًا، غالبًا مع كاشط، يحفر القطع بالتآكلافتح الدرس
6.5القطع بالسلك بالتفريغ الكهربائي (Wire EDM)شرارات من سلك رفيع متحرك تقطع المقاطع النافذةافتح الدرس
6.6التفريغ الكهربائي بالغَرس (Sinker EDM)شرارات تنسخ قطبًا مشكّلًا في تجويف أعمىافتح الدرس
6.7التشغيل الكهروكيميائي (ECM)التحليل الكهربائي يذيب المعدن بشكل الأداةافتح الدرس
6.8التشغيل الكيميائي والحفر الكيميائي الضوئيقناع مطبوع بالضوء يتيح للمادة الحافرة إذابة المعدن العاري فقطافتح الدرس
6.9التشغيل بالموجات فوق الصوتيةأداة مهتزة تطرق حبيبات كاشطة في السطحافتح الدرسجنبًا إلى جنب
| العملية | في سطر واحد | الأنسب لـ | حجم الدفعة | الدقة |
|---|---|---|---|---|
| 6.1التثقيب والقص | مثقب يقصّ أشكالًا من صفيحة مقابل قالب | ثقوب وقطع خام في الصفائح المعدنية | حجم إنتاج عالٍ | نحو ±0.1 mm |
| 6.2القطع بالليزر | ضوء مركَّز يصهر أو يبخّر قطعًا ضيقًا | مقاطع مفصلة في صفائح رقيقة إلى متوسطة | من القطع الفردية إلى الإنتاج الكبير | نحو ±0.1 mm |
| 6.3القطع بالبلازما | نفاث غاز فائق السخونة يصهر لوحًا موصّلًا | قطع سريع ورخيص في ألواح الفولاذ السميكة | من القطع الفردية إلى المتوسطة | نحو ±0.5 mm |
| 6.4القطع بنفاث الماء | ماء بضغط عالٍ جدًا، غالبًا مع كاشط، يحفر القطع بالتآكل | أي مادة تقريبًا، دون حرارة | من القطع الفردية إلى المتوسطة | نحو ±0.1 mm |
| 6.5القطع بالسلك بالتفريغ الكهربائي (Wire EDM) | شرارات من سلك رفيع متحرك تقطع المقاطع النافذة | مقاطع دقيقة في المعدن المقسّى | من القطع الفردية إلى السلاسل الصغيرة | نحو ±0.005 mm |
| 6.6التفريغ الكهربائي بالغَرس (Sinker EDM) | شرارات تنسخ قطبًا مشكّلًا في تجويف أعمى | تجاويف القوالب، وزوايا داخلية حادة | قطع فردية وعدد وقوالب | نحو ±0.01 mm |
| 6.7التشغيل الكهروكيميائي (ECM) | التحليل الكهربائي يذيب المعدن بشكل الأداة | سبائك متينة، وريش توربينات، وإزالة النتوءات | حجم إنتاج متوسط إلى عالٍ | نحو ±0.05 mm |
| 6.8التشغيل الكيميائي والحفر الكيميائي الضوئي | قناع مطبوع بالضوء يتيح للمادة الحافرة إذابة المعدن العاري فقط | صفائح رقيقة بنقوش دقيقة ومعقدة | من النماذج الأولية إلى الملايين | نحو ±10% من سمك الصفيحة |
| 6.9التشغيل بالموجات فوق الصوتية | أداة مهتزة تطرق حبيبات كاشطة في السطح | ثقوب مشكّلة في الزجاج والخزف | من النماذج الأولية إلى السلاسل الكبيرة | بضعة أجزاء من المئة من mm |
كيف تختار داخل هذه العائلة
- صفائح معدنية رقيقة، وكميات ضخمة، وثقوب بسيطة: التثقيب. تصاميم متغيرة أو مقاطع مفصلة: القطع بالليزر.
- ألواح فولاذ سميكة حيث السرعة أهم من الدقة: البلازما. مواد حساسة للحرارة أو غير معدنية مثل الحجر والزجاج والمواد المركّبة: القطع بنفث الماء.
- معدن مقسّى وتفاوتات ضيقة: التفريغ الكهربائي بالسلك للمقاطع النافذة، والتفريغ الكهربائي بالغَطس للتجاويف العمياء، وECM لكميات كبيرة من قطع السبائك المتينة دون ضرر حراري.
- صفائح رقيقة جدًا بمئات أو آلاف الثقوب الدقيقة: الحفر الكيميائي الضوئي.
- مواد هشة وغير موصلة مثل الزجاج والخزف تحتاج إلى ثقوب مشكّلة: التشغيل بالموجات فوق الصوتية.
كلمات أساسية
- عرض القطع (Kerf)
- عرض المادة التي يزيلها القطع.
- المنطقة المتأثرة بالحرارة
- الشريط المجاور للقطع الحراري الذي غيّرت الحرارة خصائصه.
- النتوء (Burr)
- حرف حاد من المادة يبقى على حافة القطع.
- القطب
- الأداة الموصلة التي تنقل التيار إلى القطعة في EDM وECM.
- العازل الكهربائي (Dielectric)
- سائل عازل للكهرباء، مثل زيت EDM أو الماء منزوع الأيونات.
- الإلكتروليت
- سائل يوصل الكهرباء، مثل الماء المالح المستخدم في ECM.
- محلول الحفر
- محلول أكّال يذيب المعدن الذي يتركه القناع مكشوفًا.
- الطبقة المعاد تجمّدها
- الجلد الرقيق المتجمّد من جديد الذي تتركه عمليات الصهر مثل EDM.
جرّبه
سخّر الذكاء الاصطناعي في عملك على CAD.
انمذج القطع، وأنشئ الرسومات، وأتمت العمل المتكرر داخل برنامج CAD الخاص بك.