يُسمى الألومنيوم المبثوق والألومنيوم المصبوب نسبةً إلى العملية المُختارة لتصنيعهما. يتميز كلا النوعين من الألومنيوم بمتانة وخصائص مختلفة، كما تختلف طريقة التحضير والآلات المستخدمة في كلا العمليتين. يعتمد اختيار الطريقة على احتياجات مشروعك. تُعتبر عملية البثق مكلفة مقارنةً بصب الألومنيوم بالقالب، ولكنها لا تُنتج أشكالًا معقدة ومملة.
في هذا الدليل، سنناقش بعض الخصائص والطرق المستخدمة، بالإضافة إلى جدول مقارنة لإظهار كيفية اختلافها عن بعضها البعض وما هي فوائد استخدام كل طريقة.
ما هو البثق الألومنيوم؟
بثق الألومنيوم عملية تُستخدم لتشكيل أشكال مختلفة من الألومنيوم بتمريرها عبر قوالب مقطعية مختلفة. يُستخدم بثق الألومنيوم في صناعات مختلفة، بما في ذلك الإلكترونيات، وبناء الهياكل الكبيرة، وصناعة السيارات، وغيرها. يتميز الألومنيوم المبثوق بالقوة والمتانة العالية. تتضمن عملية بثق الألومنيوم الخطوات الموضحة أدناه.
1. تحضير السبيكة والقالب
عادةً ما تكون القضبان أسطوانية الشكل. تُسخّن على درجات حرارة عالية لتليينها، مما يسمح بمرورها بسهولة عبر القالب لتكوين شكل معين. وكما هو الحال مع القضبان، يُعدّ القالب مهمًا، إذ يجب أن يكون دقيقًا وعالي الصيانة للحصول على الأشكال الصحيحة.
2. البثق
هناك نوعان من عمليات البثق: البثق المباشر وغير المباشر. البثق المباشر هو الذي يُستخدم فيه مكبس كبير لدفع أسطوانات أو قضبان الألومنيوم عبر القالب. يمر الألومنيوم المبثوق عبر القالب ويشكله. أما البثق غير المباشر فهو الذي لا تُحرك فيه القضبان، بل يُحرك القالب نحوها لتشكيل شكلها. لكلٍّ من هاتين العمليتين مزاياها.
3. عملية التبريد وعملية التقويم
يحتوي الألمنيوم المبثوق على حرارة، ويحتاج إلى تبريد حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة. يتم ذلك بالتبريد بالهواء أو الماء. يحتاج الألمنيوم المبثوق إلى استقامة للحصول على استقامة أفضل.
4. القطع والتشطيب
تبدأ عملية القطع والتشطيب بقطع الألومنيوم إلى الأطوال المطلوبة. ثم تُطبق عليه معالجة نهائية لحمايته من التآكل أو للحصول على سطح مزخرف.
ما هو صب الألومنيوم؟
إنها عملية تصنيع يُصبّ فيها الألومنيوم بأشكال مختلفة بعد تسخينه في درجات حرارة عالية. يُستخدم الألومنيوم الخام، أي سبيكة الألومنيوم، ليُصهر إلى شكل سائل في درجات حرارة عالية. هذه العملية فعّالة وتساعدك على الحصول على أفضل الأشكال. إليك الطريقة: صب الألومنيوم تم.
1. تحضير القالب
يُعد القالب من أهم أجزاء صب الألومنيوم، إذ يتطلب صب الألومنيوم بأشكال مختلفة عن طريق سكبه في هذه القوالب. عادةً ما يُصنع القالب من الفولاذ، مما يُحسّن عملية صب الألومنيوم.
2. صهر الألومنيوم في درجات حرارة أعلى
يتم تسخين الألومنيوم عند درجات حرارة أعلى، مثل 450-500درجة مئوية، لإعطائها شكل سائل.
3. صب في القالب
يُسكب الألومنيوم المصهور في قوالب الصب تحت ضغوط أعلى (تتراوح بين ٢٠٠٠ و١٥٠٠٠ رطل/بوصة مربعة). هذا الضغط ضروري لاستقرار الألومنيوم المصهور في قوالب الصب.
4. عملية التبريد
الآن، يُبرَّد الألومنيوم المصبوب حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة. يتصلب الألومنيوم في هذه العملية، وهناك احتمال لظهور مسام في المنتج النهائي إذا لم تُنفَّذ العملية بعناية.
5. التشطيب
تشمل عملية التشطيب فصل القالب عن الألومنيوم المُصلّب، وإجراء تعديلات أخرى مثل قطع المادة وتشذيبها. ويُعد هذا التشذيب ضروريًا للحصول على أفضل الأشكال الممكنة. وعادةً ما تتطلب الأشكال المعقدة هذه التعديلات.
الألومنيوم المبثوق مقابل الألومنيوم المصبوب
فيما يلي جدول مقارنة الأحرف لكلا العمليتين.
| الألومنيوم المبثوق | الألومنيوم المصبوب | |
|---|---|---|
عملية التصنيع |
يتم دفع كتلة الألمنيوم المبثوقة الساخنة عبر قالب لتشكيل شكل مستمر طويل مع مقطع عرضي ثابت تحت ضغط مرتفع. | يتم صهر الألومنيوم وحقنه في قالب، ثم تبريده وتجميده إلى الشكل المطلوب. |
السبائك المستخدمة |
عادة 6063، 6061، 6060، 6082، 7075، 2024، وما إلى ذلك. | عادةً A356، A380، وما إلى ذلك. |
شكل |
مقطع عرضي طويل وموحد | الأشكال المعقدة ويساعد على الحصول على الأشكال ثلاثية الأبعاد أيضًا. |
مرونة التصميم |
بسيطة نسبيا | أشكال أكثر تعقيدًا وغير منتظمة |
تشطيب السطح |
سطح أملس | فقيرة وخشنة نسبيا |
التسامحات الأبعادية |
تحملات أعلى | التسامحات المنخفضة |
يكلف |
فعالة من حيث التكلفة لكمية كبيرة | فعالة من حيث التكلفة لكمية صغيرة |
وزن |
يسمح البثق بتصميم القسم المجوف، وبالتالي يكون الوزن أخف عادةً لنفس الحجم. | قد يكون أثقل بالنسبة للجزء الأكثر سمكًا. |
قوة الشد |
أعلى | انخفاض بسبب المسامية الدقيقة في الأجزاء المصبوبة. |
قوة الخضوع |
أعلى ويستخدم في بناء الهياكل الصلبة. | منخفض ولا يمكن استخدامه في الهياكل التي تتطلب حمولة عالية. |
صلابة |
يمكن للسبائك تحقيق صلابة أعلى من خلال المعالجة الحرارية. وقد حلت سبائك 7075T6 محل الفولاذ في بعض التطبيقات. | أدنى |
قوة التعب |
أفضل، وأكثر متانة تحت الضغوط المتكررة. | أضعف بسبب الفراغات والشوائب الداخلية. |
مقاومة التآكل |
أحسن | أكثر عرضة للتآكل بسبب المسامية في الألومنيوم المصبوب. |
مقاومة الحرارة |
يظهر صلابة عند درجات حرارة أعلى. | ممتاز في الحرارة، ولكن المسام والشقوق قد تظهر نتائج مختلفة. |
قابلية التصنيع |
أسهل في التصنيع | من الصعب تصنيعها بسبب بنيتها غير المنتظمة والعيوب الداخلية المحتملة. |
التأثير البيئي |
أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وصديقة للبيئة. | قابلة لإعادة التدوير، ولكن عملية الصب لها انبعاثات أعلى. |
الموصلية الحرارية |
جيد | جيد، ولكن قد يكون أقل كفاءة بسبب عيوب الصب. |
مقاومة الصدمات |
جيد | أقل مقاومة للصدمات بسبب العيوب الداخلية في عملية الصب. |
قابلية اللحام |
من السهل لحام السبائك الشائعة مثل 6061 و 6063. ومن الصعب لحام السبائك مثل 7075 و 2024. | من الصعب لحامه بسبب مساميته والشوائب الداخلية. |
متانة |
إنها متينة للغاية بسبب أشكالها الموحدة. | متين، ولكن عيوب عملية الصب قد تقلل من عمره الافتراضي. |
التطبيقات |
السيارات، هياكل البناء، الأجهزة الإلكترونية ومعدات الفضاء والطائرات، الأدوات والآلات، النوافذ والأبواب. | أجزاء الآلات، أجزاء السيارات. |
ما هي العملية الأفضل لمشروعك؟
تُستخدم طريقتا بثق الألومنيوم وصبّه بالقالب لتشكيل أشكال مختلفة من الألومنيوم لتطبيقات متنوعة. وتختلف خصائصها وقوة تحملها باختلاف الطرق المستخدمة. لكن، أفضل الطرق للاختيار هي يعتمد على منتجك وتصميمك.
عند الحاجة إلى قطع ذات أشكال معقدة، عليك اللجوء إلى عملية صب الألومنيوم. ستساعدك هذه الطريقة على إنشاء بخير الأشكال الموجودة في أجزاء ومكونات السيارات.
إذا كان الجزء المصمم ذو مقطع عرضي موحد، فمن الأفضل استخدام الألمنيوم المبثوق. فهو يوفر أقوى وتحسين النهاية لأجزاء الألومنيوم الخاصة بك.