استخدام بثق الألومنيوم لقد زاد الاهتمام بالتكنولوجيا في تصميم المنتجات وتصنيعها بشكل كبير في العقود الأخيرة.
وفقًا لتقرير حديث صادر عن شركة تكنافيو، سيتسارع نمو سوق بثق الألومنيوم العالمي بين عامي 2019 و2023 بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) يقارب 4%. ربما سمعتم بهذه العملية التصنيعية وتتساءلون عن ماهيتها وكيفية عملها.

ما هو البثق الألومنيوم؟
عملية بثق الألومنيوم هي عملية يتم فيها دفع مادة سبيكة الألومنيوم عبر قالب ذو مقطع عرضي محدد.
يمكن تشبيه عملية بثق الألومنيوم باستخراج معجون الأسنان من الأنبوب. تدفع مكبس قوي الألومنيوم عبر القالب ويخرج من فتحة القالب. عندما يحدث ذلك، يخرج بنفس شكل القالب ويتم سحبه على طول طاولة الخروج. على المستوى الأساسي، تعتبر عملية بثق الألومنيوم بسيطة نسبيًا للفهم.
في الأعلى توجد الرسومات المستخدمة لإنشاء القوالب وفي الأسفل توجد تصورات لكيفية ظهور مقاطع الألومنيوم النهائية.

الأشكال التي نراها أعلاه كلها بسيطة نسبيًا، ولكن عملية البثق تسمح أيضًا بإنشاء أشكال أكثر تعقيدًا بكثير.

كم عدد العمليات؟
لنلقِ نظرة على فن الألمنيوم أدناه. إنه ليس مجرد لوحة فنية جميلة، بل يشمل مراحل عملية بثق الألمنيوم (صنع القالب، سائل الألمنيوم، قضيب الألمنيوم، بثق الألمنيوم، معالجة السطح).
1): يتم تحضير قالب البثق ونقله إلى مكبس البثق
أولاً، يُصنع قالب دائري الشكل من فولاذ H13. أو، إذا كان متوفرًا، يُستخرج من مستودع مثل الذي تراه هنا.
قبل عملية البثق، يجب تسخين القالب مسبقًا إلى درجة حرارة تتراوح بين 450 إلى 500 درجة مئوية للمساعدة في زيادة عمره الافتراضي وضمان تدفق المعدن بشكل متساوٍ.
بمجرد تسخين القالب مسبقًا، يمكن تحميله داخل مكبس البثق.
2): يتم تسخين كتلة الألومنيوم مسبقًا قبل عملية البثق
بعد ذلك، يتم قطع كتلة أسطوانية صلبة من سبيكة الألومنيوم، تسمى قطعة، من جذع أطول من مادة السبائك.
يتم تسخينه في فرن، مثل هذا، إلى درجة حرارة تتراوح بين 400-500 درجة مئوية.
وهذا يجعلها قابلة للطرق بدرجة كافية لعملية البثق ولكن ليس الذوبان.
3) يتم نقل القطعة المعدنية إلى مكبس البثق
بمجرد تسخين السبيكة مسبقًا، يتم نقلها ميكانيكيًا إلى مكبس البثق.
قبل تحميلها على المكبس، يتم وضع مادة التشحيم عليها (أو عامل التحرير).
يتم أيضًا تطبيق عامل التحرير على كبش البثق، لمنع الالتصاق بين السبيكة والكبش.
4) يقوم الكبش بدفع مادة السبيكة إلى الحاوية
الآن يتم تحميل الكتلة المعدنية القابلة للطرق في مكبس البثق، حيث يطبق عليها المكبس الهيدروليكي ما يصل إلى 15000 طن من الضغط.
مع ضغط الكبش، تُدفع مادة السبيكة إلى حاوية مكبس البثق. تتمدد المادة لتملأ جدران الحاوية.
5) تخرج المادة المبثوقة من خلال القالب
عندما تملأ مادة السبائك الحاوية، يتم الآن ضغطها على قالب البثق.
مع الضغط المستمر الذي يتم تطبيقه عليها، لا يوجد مكان تذهب إليه مادة الألومنيوم إلا من خلال الفتحة (الفتحات) الموجودة في القالب.
يخرج من فتحة القالب على شكل ملف تعريف مكتمل التكوين.
6) يتم توجيه البثق على طول طاولة الجريان ويتم إخماده
بعد ظهوره، يتم تثبيت البثق بواسطة ساحب، مثل الذي تراه هنا، والذي يوجهه على طول طاولة الجريان بسرعة تتناسب مع خروجه من المكبس. وبينما يتحرك على طول طاولة الجريان، يتم "إخماد" القالب أو تبريده بشكل موحد بواسطة حمام مائي أو بواسطة مراوح فوق الطاولة.
7) يتم قص البثق إلى طول الطاولة
بمجرد أن يصل البثق إلى طول الطاولة الكامل، يتم قصه بواسطة منشار ساخن لفصله عن عملية البثق.
في كل خطوة من خطوات العملية، تلعب درجة الحرارة دورًا مهمًا.
على الرغم من أن المادة المبثوقة تم إخمادها بعد خروجها من المكبس، إلا أنها لم تبرد بشكل كامل بعد.
8) يتم تبريد المواد المبثوقة إلى درجة حرارة الغرفة
بعد القص، يتم نقل المواد المبثوقة بطول الطاولة ميكانيكيًا من طاولة الجريان إلى طاولة التبريد، مثل تلك التي تراها هنا. وستبقى المقاطع هناك حتى تصل إلى درجة حرارة الغرفة.
بمجرد قيامهم بذلك، سوف يحتاجون إلى التمدد.
يتم تبريد البثق إلى درجة حرارة الغرفة
بعد القص، يتم نقل المواد المبثوقة بطول الطاولة ميكانيكيًا من طاولة الجريان إلى طاولة التبريد، مثل تلك التي تراها هنا.
ستبقى الملفات الشخصية هناك حتى تصل إلى درجة حرارة الغرفة.
بمجرد قيامهم بذلك، سوف يحتاجون إلى التمدد.
9) يتم نقل المواد المبثوقة إلى النقالة وتمديدها في المحاذاة
لقد حدث بعض الالتواء الطبيعي في الملفات الشخصية ويجب تصحيح ذلك. لتصحيح ذلك، يتم نقلها إلى نقالة. يتم تثبيت كل ملف تعريف ميكانيكيًا على كلا الطرفين وسحبه حتى يصبح مستقيمًا تمامًا ويتم إحضاره وفقًا للمواصفات.
10) يتم نقل المواد المبثوقة إلى المنشار النهائي وقطعها حسب الطول
بعد أن أصبحت القطع المبثوقة بطول الطاولة مستقيمة ومتصلبة بالكامل، يتم نقلها إلى طاولة المنشار.
هنا، تُنشر هذه المواد بأطوال محددة مسبقًا، تتراوح عادةً بين 8 و21 قدمًا. عند هذه النقطة، تتوافق خصائص المواد المبثوقة مع درجة حرارتها.

ماذا سيحدث بعد ذلك؟
التشطيب السطحي: تحسين المظهر والحماية من التآكل
السببان الرئيسيان للنظر في هذه المواد هما قدرتها على تحسين مظهر الألومنيوم، وتعزيز خصائصه المقاومة للتآكل. ولكن هناك فوائد أخرى أيضًا.
على سبيل المثال، تعمل عملية الأكسدة على تكثيف طبقة الأكسيد الطبيعية في المعدن، مما يحسن مقاومته للتآكل ويجعل المعدن أكثر مقاومة للتآكل، ويحسن انبعاثية السطح، ويوفر سطحًا مساميًا يمكنه قبول الأصباغ الملونة المختلفة.
يمكن أيضًا إجراء عمليات تشطيب أخرى مثل الطلاء، والطلاء بالمسحوق، والنفخ الرملي، والتسامي (لخلق مظهر الخشب).

تعد عملية بثق الألومنيوم عملية لإنشاء أجزاء ذات مقاطع عرضية محددة عن طريق دفع مادة السبائك الساخنة عبر قالب. وهي عملية تصنيع مهمة.