الألومنيوم مادة قوية وخفيفة. ويتم تصنيع العديد من الأغراض، مثل السيارات وعلب المشروبات الغازية، باستخدامه. وهناك عملية تُسمى بثق الألومنيوم تُشكِّل هذا المعدن في أشكال مختلفة. تقدم هذه الكتابة معلومات عن بثق الألومنيوم واستخداماته ومزاياه. كما يبحث في الصعوبات التي تواجه هذه العملية.
2. ما هو بثق الألومنيوم؟
إن عملية بثق الألومنيوم متشابهة يتم تسخين جزء كبير من الألومنيوم لجعله طريًا، مما يعطيه شكلًا معينًا يسمى القالب. في المحلول، نقوم بتشكيل كتل الألومنيوم في الأشكال التي نرغب فيها، مثل النوافذ وأجزاء المركبات.
For more than 200 years, humans have been molding metal in this manner. There are many other options to shape it, hitting for forging, flattering for rolling. However, extrusion permits the creation of highly complex shapes while enhancing the strength of aluminum. Plus, it’s often cheaper than other ways of shaping metal!
3. عملية البثق بالتفصيل
3.1 إعداد قضبان الألومنيوم
First, we require our aluminum! We acquire these large chunks of aluminum which are termed as “billets.” They can be compared to huge metal crayons. The billets we create are from various kinds of aluminum, selected based on the final product’s requirements. Some must be extremely strong for construction purposes like bridges, while others should have flexibility to form items such as soda cans.
نضع هذه القضبان في فرن خاص لتسخينها. من الضروري أن تصبح ساخنة جدًا، بحيث تصل تقريبًا إلى درجة حرارة فرن البيتزا، ولكن ليس ساخنة جدًا بحيث تبدأ في الذوبان. هذه العملية تجعل الألومنيوم طريًا ومرنًا، على غرار عجينة اللعب.
3.2 تصميم قالب البثق
The thrilling part is to compose all items with a strong steel. They carry a variety of shapes carved into them, such as a star or square and even intricate patterns. We must be cautious in crafting these dies to ensure the aluminum emerges as desired. There are several kinds of dies, such as flat ones and those featuring unique holes known as “portholes.” We choose the most suitable one for our task.
3.3 مكبس البثق
Afterward, we place the heated billet and the die inside a big machine known as an extrusion press. This is very similar to an exceptionally powerful garlic press! It employs significant force to drive the aluminum through the die. Think about applying a lot of pressure to toothpaste – somewhat similar. The aluminum emerges from the die in elongated form, resembling the aperture in the die itself. Sometimes we force out this aluminum through this hole and other moments see us drawing it out instead.
3.4 التبريد والقطع بعد البثق
عندما يتم إنتاج الألومنيوم، يظل دافئًا. لذلك، نستخدم الهواء أو الماء لتبريده مما يجعله متماسكًا مرة أخرى. هناك بعض الأوقات التي تبدو فيها الأشكال غير منتظمة قليلاً؛ ونتيجة لذلك، نستخدم الآلات لإطالة الأشكال والوصول إلى استقامة مثالية.
في النهاية، نقوم بتقطيع هذه الأشكال الطويلة من الألومنيوم إلى أجزاء صغيرة جداً، على غرار تقطيع رغيف الخبز.
4. أنواع بثق الألومنيوم
4.1 البثق المباشر مقابل البثق غير المباشر
You recall the big machine we use to press aluminum, right? Two methods exist for this. We refer to the initial method as “direct extrusion.” It is similar to pressing a tube of toothpaste—the aluminum is pushed from behind, and it emerges at the front. The other method bears the name “indirect extrusion.” In this case, we keep the aluminum stagnant and drive forward with the die just as one would press a cookie cutter into dough.
كلتا الطريقتين ممتازتان، ولكنهما تستخدمان لأغراض مختلفة. البثق المباشر أسرع وغير معقد، ولذلك نستخدمه على نطاق واسع. أما البثق غير المباشر فقد يكون أبطأ قليلاً ولكنه ينتج عنه أشكال أنيقة للغاية. ولذلك، فإننا نستخدمها في العناصر التي تتطلب مظهرًا أنيقًا.
4.2 البثق على البارد مقابل البثق على الساخن
We can also make aluminum by “cold” or “hot” extrusion process. Cold extrusion is similar to molding playdough that has been refrigerated – it’s a bit tough. Hot extrusion, on the contrary, is akin to shaping warm playdough – which becomes much simpler.
نحن نستخدم البثق على البارد لتصنيع مكونات قوية للغاية، على غرار تلك المستخدمة في الطائرات. ويتفوق البثق على الساخن في إنشاء الأجسام التي تتطلب إجراءات ثني أو تشكيل متعاقبة مثل إطارات النوافذ.
5. سبائك البثق
Do you recall when I mentioned that we employ various sorts of aluminum? We refer to these as “alloys.” It’s similar to combining diverse ingredients for baking a cake! Some popular alloys are 6061, 6063, and 7075. Each one has special powers.
| سبيكة | السلسلة | قوة الشد (ksi) | قوة الخضوع (ksi) | الاستطالة (%) | مقاومة التآكل | قابلية التصنيع | قابلية اللحام |
| 1100 | 1000 | 13 | 5 | 35 | ممتاز | ممتاز | جيد |
| 3003 | 3000 | 16 | 6 | 25 | ممتاز | جيد | جيد |
| 6061 | 6000 | 45 | 40 | 10 | جيد جداً | جيد | جيد |
| 6063 | 6000 | 35 | 31 | 12 | جيد جداً | ممتاز | جيد |
| 6005 | 6000 | 40 | 35 | 12 | جيد جداً | جيد | جيد |
| 6082 | 6000 | 46 | 35 | 10 | جيد جداً | جيد | جيد |
| 7075 | 7000 | 83 | 73 | 11 | جيد | عادلة | عادلة |
6061 is very useful – it has strength and does not get corrosion easily. 6063 can be bent and formed without difficulty, hence we apply it for making elements such as door knobs. As for 7075, its extraordinary sturdiness makes it perfect to construct components like parts of an airplane. We choose the right alloy depending on what we’re making.
6. تطبيقات سحب الألومنيوم
6.1 البناء والهندسة المعمارية
Aluminum extrusions are found all over in buildings. They help to construct robust frames for homes and high-rises. Furthermore, they serve for crafting window frames, handrails and even the lustrous panels one sees on a building’s facade.
6.2 السيارات والنقل
Automobiles also contain a significant amount of aluminum extrusions. These are applied in the creation of various car frame components due to the lightness and strength of aluminum. Consequently, this leads to enhanced speed for vehicles while decreasing fuel consumption at the same time. We also utilize them to create those objects that maintain the engine’s coolness, known as “heat sinks.”
6.3 الفضاء والدفاع
تحتاج الطائرات والصواريخ إلى القوة والخفة في آن واحد، ومن ثم يتم استخدام كمية كبيرة من الألومنيوم المبثوق. يجب أن تتحمل هذه المكونات مستويات عالية من الضغط عند التحليق على ارتفاعات كبيرة في السماء.
6.4 السلع الاستهلاكية
يمكن العثور على سحب الألومنيوم في منزلك أيضًا. فهي تُستخدم لصنع عناصر مثل الأثاث، وستائر النوافذ، وحتى مكونات التلفزيون والكمبيوتر. الألومنيوم ممتاز بسبب قوته وخفة وزنه ومظهره الجذاب.
7. مزايا بثق الألومنيوم
7.1 خفة الوزن والقوة
يمتلك الألومنيوم قوة كبيرة ومع ذلك يظل خفيف الوزن بشكل لا يصدق. يمكنك تشبيهه بالمقارنة بين الريشة والصخرة - فالصخرة قوية ولكنها ثقيلة الوزن، ومن ناحية أخرى، على الرغم من طبيعتها خفيفة الوزن، إلا أن الريشة لا تزال لديها القدرة على التحليق في الهواء. يتميز الألومنيوم بالقوة والخفة في آنٍ واحد، مما يجعله مثاليًا للكثير من الأشياء.
7.2 المرونة في التصميم
You recall the dies we had discussion on? We have the capability to create them in nearly every shape you can think of. It signifies that we’re able to produce all kinds of unique shapes and sizes with aluminum extrusions. It’s similar to possessing a container of variously designed biscuit shapers – we have the capability to create stars, squares and circles, or even forms resembling creatures!
7.3 مقاومة التآكل
Aluminum can be compared to a superhero possessing a unique shield. It carries an exclusive coating that safeguards it from getting rusty. This feature enables its use outdoors, even under rain or snow, without the worry of rusting. It’s like having a raincoat for your aluminum!
7.4 كفاءة الطاقة
يعمل الألومنيوم كبطل لإعادة التدوير. فهو يمتلك القدرة على صهره وإعادة استخدامه عدة مرات مما يساعد في توفير الكثير من الطاقة بدلاً من صنع ألومنيوم جديد من المرحلة الأولية. بالإضافة إلى ذلك، ونظراً لطبيعته خفيفة الوزن، فإن نقل الأشياء المصنوعة من الألومنيوم يتطلب طاقة أقل. ويمكن مقارنة ذلك باستخدام دراجة بخارية بدلاً من شاحنة كبيرة لتوصيل الطرود الصغيرة - مما يؤدي إلى توفير الطاقة!
8. التحديات والقيود
على الرغم من أن بثق الألومنيوم طريقة رائعة لصنع العناصر، إلا أنها تأتي مع صعوباتها. على غرار البناء باستخدام LEGO، نواجه أحيانًا قيودًا أو نتائج لا تتبع توقعاتنا الأولية.
8.1 قيود التصميم
يسمح لنا بثق الألومنيوم بإنشاء مجموعة متنوعة من الأشكال، على الرغم من أن بعضها قد يكون معقدًا مثل الألغاز. خاصةً عندما نتعامل مع الأجزاء الرقيقة أو الزوايا الحادة في الشكل، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث تشققات أو كسور أثناء عملية الاستخراج من القالب. يمكن مقارنة ذلك بصنع كعكة رقيقة للغاية والتي قد تتفتت أثناء الخبز. يجب أن ننتبه أيضًا إلى كيفية مرور الألومنيوم عبر القالب. في بعض الأحيان، إذا كان التصميم معقدًا للغاية، فقد يعلق أو ينتج عنه سماكة غير متساوية.
8.2 مشكلات تشطيب السطح
في بعض الأحيان، يمكن أن يكون لبثق الألومنيوم بعض العيوب على سطحه. فقد يكون خشنًا بعض الشيء أو منقطًا بكتل صغيرة، على غرار بناء قلعة رملية بها مناطق غير متناسقة. قد تحدث هذه الحالة إذا لم يكن القالب ناعمًا تمامًا أو إذا لم يتم الحفاظ على درجة الحرارة بدقة. من المهم أن نتوخى الكثير من الحذر والدقة حتى يبدو الألومنيوم أملسًا ولامعًا.
8.3 تكاليف الأدوات
The molds we use to create the forms? They can resemble purchasing a unique instrument for an exact task – they could be costly to produce! If there is requirement of mold with highly intricate design, it consumes enormous time and expertise in manufacturing, leading towards additional expenses. At times, we may require to create several distinct molds to achieve the perfect shape, and this increases the expense.
9. التشطيب السطحي وما بعد المعالجة في بثق الألومنيوم
9.1 الطلاء بأكسيد الألومنيوم
Do you recall that aluminum possesses a unique coating providing it with protection against rust? We have the ability to enhance this protective layer through an operation known as “anodizing”. This technique further gives us the opportunity to incorporate color into the aluminum, enabling us to enrich its aesthetic appeal.
9.2 طلاء البودرة والطلاء بالمسحوق
لتغيير لون أو ملمس الألومنيوم، يمكننا تطبيق تقنيات مثل طلاء المسحوق أو الطلاء. يشبه طلاء المسحوق هذا طلاء البودرة مثل رش الكعكة، حيث يتم وضع قطع صغيرة من البلاستيك في الأعلى لتبقى لفترة طويلة وتظهر بوضوح. يشبه الطلاء استخدام فرشاة لتطبيق نوع فريد من الطلاء الذي يلتصق بالألمنيوم ويوفر الحماية.
9.3 التشطيب الميكانيكي
في بعض الأحيان، يجب أن نجعل الألومنيوم أنيقًا ومشرقًا للغاية. نحقق ذلك من خلال تطبيق أدوات فريدة لتلميعه وتنظيفه وتلميعه. هذا يجعل الألومنيوم جذابًا حقًا ويمكن أن يساعده حتى على العمل بشكل أفضل في استخدامات معينة.
9.4 التصنيع الآلي والتصنيع الإضافي
بمجرد تصنيعنا لبثق الألومنيوم، قد تكون هناك حالات يلزم فيها إجراء تعديلات إضافية. باستخدام الماكينات المتقدمة، من الممكن تقطيعها إلى أطوال محددة أو حفر ثقوب لوضع البراغي والمسامير. وعلاوة على ذلك، يمكن تشكيلها في أشكال متنوعة حسب الحاجة.
الملخص
إن بثق الألومنيوم هو طريقة لصنع قطع طويلة ومشكّلة عن طريق دفع المعدن الساخن عبر قالب. تقوم هذه التقنية بتصنيع أجزاء قوية وخفيفة تستخدمها مختلف الصناعات. وعلى الرغم من إمكانية حدوث قيود في التصميم ومشاكل في السطح، فإن التشطيب بعد البثق يحسن المنتج النهائي. وعمومًا، يُعد بثق الألومنيوم طريقة تصنيع متعددة الاستخدامات وفعالة لإنشاء أشكال معقدة.
شركة Aludiecasting هي شركة محترفة في الصين في مجال صب القوالب. يمكنك طلب عرض أسعار عبر الإنترنت لـ صب القوالب الألومنيوم الأجزاء بكميات كبيرة. كما توفر شركتنا أيضًا قطعًا معدنية مصبوبة بالقالب معدنية مخصصة.