Published in: التحكم الآلي

أنواع عمليات التصنيع

Author د. عماد الدين قلالة

Published on: 13 أكتوبر، 2023

د. عماد الدين قلالة

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

تُستخدم عمليات التصنيع في الصناعة لتغيير الشكل الهندسي، والخصائص، والمظهر للحصول على المنتجات. في العالم الصناعي يتمُّ استخدام أنواعٍ مختلفةٍ من عمليات التصنيع (Types of Manufacturing Process) لتحويل المواد الخام إلى منتجاتٍ كاملة الصنع.

ما هي عمليات التصنيع؟

تُستخدم عمليات التصنيع لإنشاء منتجاتٍ وقطعٍ هندسية ذات فائدة باستخدام العمليات الفيزيائية والكيميائية لتغيير شكل المادة الأوليةٍ وخصائصها، ومظهرها، وتُعتبر عمليات الإنتاج (Processing operations)، وعمليات التجميع (Assembly operations) النوعان الرئيسيان لعمليات التصنيع. ^[1]

عمليات الإنتاج (Processing operations)

هي تحويل جسمٍ من حالةٍ إلى أخرى عن طريق تغيير شكله، وخصائصه، ومظهره، وملمس سطحه باستخدام الطاقة، ويمكن أن تأخذ الطاقة شكلاً ميكانيكياً، أو حرارياً، أو كهربائياً، أو كيميائياً. ^[1]

ما هي أنواع عمليات التصنيع؟

1- عمليات الحصول على الشكل (التشكيل الأولي) (Shaping process)

هي عملياتٌ تؤدي إلى تغيير شكل قطعة العمل من خلال تطبيق الحرارة، أو القوة الميكانيكية، أو مزيج منهما معًا، وتُعتبر العمليات التكنولوجية التالية من أنواع عمليات التشكيل الأولي، وهي:

عمليات التصلُّب (Solidification processes)

وتتضمن: سباكة المعادن (Metal casting)، وصناعة الزجاج (Glass working)، والتصنيع بالإضافة (Additive manufacturing)، وتصنيع البلاستيك (Plastic processing).

عمليات تعدين المساحيق (Powder metallurgy)

تتضمن عملية الضغط والتلبيد (Press & Sinter process)، والضغط المتوازن (Isostatic pressing)، وقوالب حقن المساحيق (Powder Injection Moulding).

عمليات تشكيل المعادن (Forming processes)

تتضمن تشكيل الكتل (Bulk deformation)، وتشكيل الصفائح المعدنية (Sheet metal forming).

عمليات إزالة المواد والتشغيل (Machining)

وتُصنّف إلى نوعين أساسيين، وهما:

1- عمليات التشغيل التقليدي، مثل: الخراطة، والتفريز، والتشغيل بمكنات CNC.

2- عمليات التشغيل المتطورة، مثل: القص بالليزر، والقص بالبلازما.

2- عمليات تحسين الخواص (المعالجة الحرارية) (Property enhancing processes – Heat treatment)

المعالجة الحرارية هي سلسلةٌ من العمليات التي تستخدم الحرارة لتغيير خصائص المعادن أو السبائك، والتحكم في الخواص الميكانيكية، مثل: القساوة (Hardness)، الليونة أو المطيلية (Ductility)، القوة (Strength)، المتانة (Toughness)، والإجهادات الداخلية (Internal stresses). وتنقسم عمليات المعالجة الحرارية إلى ثلاث فئات: التقسية (Hardening)، والتخمير (Annealing)، والتقسية السطحية (Surface hardening).

3- عمليات التصنيع السطحية (Surface Processing operations)

تتضمن عمليات التنظيف، وعمليات الطلاء، وترسيب الأغلفة الرقيقة، وعمليات المعالجة السطحية. ويندرج تحتها عمليات، مثل: الضرب بالرمل (Sandblasting)، والتلميع بضغط الماء مع مادةٍ أخرى (Aqua blasting)، والضرب بالرصاص (Shot peening) ضمن هذه الفئة.

عمليات التجميع (Assembly operations)

عملية التصنيع الأساسية الثانية هي عمليات التجميع، وتتضمن عمليات التجميع ربط مكونين أو أكثر لإنشاء مكوّنٍ جديدٍ يُسمّى المجموعة، ويتمُّ التجميع إما باستخدام عمليات الربط الدائمة، مثل: اللحام، أو باستخدام عمليات الربط الميكانيكي باستخدام البراغي والبراشيم.

ما هي أنواع عمليات التجميع؟

1- عمليات الربط الدائمة (Permanent joining process)

يتمُّ فيها دمج، أو وصل، أو ربط الأجزاء التي لا يمكن فصلها بسهولة، وتتضمن:

اللحام (Welding)

هو عملية تصنيعٍ يتمُّ فيها دمج قطعتين باستخدام الحرارة، أو الضغط، أو كليهما لتشكيل وصلةٍ متينة بعدما تبرد الأجزاء المُعرّضة لعملية اللحام، وعادةً ما يتمُّ إجراء اللحام على المعادن والمواد البلاستيكية اللدنة حرارياً.

اللحام بمادة ملء (Brazing and Soldering)

تستخدم فيها مادة ملء، فيتمُّ إذابة مادة الملء فقط دون إذابة المواد الأساسية المراد لحامها، وبفضل الخاصية الشعرية يقوم معدن الملء بعد انصهاره بتبليل أسطح المواد المراد وصلها، وعندما يتصلَّب يترابط مع المواد الأساسية، ويشكل وصلة.

الترابط باللصق (Adhesive bonding)

هو ربط سطحين معاً عن طريق تكوين رابطة ناعمة، وقد يستلزم الربط استخدام الغراء، أو الإيبوكسي، أو أي مادة من المواد البلاستيكية التي تشكل ترابطاً ولصقاً عن طريق تبخُّر المذيبات، أو عن طريق الحرارة، أو الزمن، أو الضغط.

2- عمليات الربط الميكانيكية (Mechanical fastening)

يعدُّ التثبيت الميكانيكي الطريقة الأكثر استخداماً لربط العديد من المواد في الصناعة، حيث يمكن من ربط جزأين أو أكثر في مفصلٍ يمكن تفكيكه بسهولة، وقد تمَّ استخدامه في البداية لربط المعادن، ولكنه الآن يستخدم على نطاقٍ واسعٍ لربط المعادن، والبلاستيك، والمواد الأخرى. النوعان الرئيسيان للمثبتات الميكانيكية هما المثبتات الدائمة، مثل: البراشيم، والمثبتات غير الدائمة، مثل: البراغي.

مع تزايد تعقيد عالم التصنيع، يحتاج الطلاب والمهنيون لفهمٍ واضحٍ للأنواع المختلفة لعمليات التصنيع، بدءًا من التصنيع التقليدي والصب إلى التقنيات الأحدث، مثل: الطباعة ثلاثية الأبعاد، والتصنيع بالإضافة، والتصنيع الرقمي المُبرمج.