برونز النحاس في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

البرونز هو معدن يستخدم في مجموعة واسعة من الصناعات والتطبيقات. وهو مصنوع من النحاس والقصدير وسبائك أخرى لتوفير القوة والمتانة ومقاومة التآكل. ونظرًا لتعدد استخداماته، فإنه يُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي، خاصةً في تصنيع الأجزاء عالية الدقة مثل المحامل والتروس وغيرها من الأجزاء المعقدة.

قابلية البرونز للتشغيل الآلي وتطبيقاته

يتميز البرونز بقابلية جيدة للتشغيل الآلي مما يسمح بسهولة قطعه وحفره وتشكيله باستخدام الماكينات المحوسبة مثل التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب، مما يجعله حيويًا في الصناعات التي تتطلب دقة عالية، مثل صناعة الطيران والسيارات وتصنيع المعدات الطبية.

تعزيز خصائص البرونز

ولهذا السبب، يمكن من خلال تغيير تركيبة البرونز ومعالجته تحسين خصائصه الميكانيكية وخصائص أدائه. على سبيل المثال، يحسّن الفوسفور من مقاومة التآكل بينما يزيد الألومنيوم من قوته وصلابته بما يتناسب مع استخدام معين.

التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي للبرونز: خطوات العملية

التصنيع الآلي باستخدام الحاسوب البرونزي استخدام ماكينات التحكم العددي الحاسوبي (CNC). تبدأ العملية بنموذج CAD، ويقوم برنامج التحكم الرقمي الحاسوبي بإنشاء مسارات أدوات. وبعد ذلك يتم تكييف المادة البرونزية ووضعها على طاولة العمل في ماكينة التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب للطحن والخراطة والحفر وغير ذلك من الأعمال التفصيلية مثل النقش أو الحفر.

مراقبة الجودة والتلميع

بعد التصنيع الآلي، يتم إجراء الفحص باستخدام أدوات قياس دقيقة للتحقق من الامتثال للتفاوتات والجودة المحددة. قد يتم إجراء بعض العمليات الأخيرة، مثل التلميع أو الصنفرة، لإعطاء التشطيب السطحي المطلوب قبل التعبئة المناسبة للنقل أو للعمليات اللاحقة.

الخبرة والتحسين

يُعد مشغِّلو ماكينات التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب مهمين للغاية في عملية استخدام ماكينات التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب في تصنيع البرونز حيث إنهم يساعدون في تحقيق أفضل النتائج فيما يتعلق بدقة وأداء ومتانة المكونات المُشكَّلة آليًا.

فوائد التصنيع الآلي للبرونز باستخدام الحاسوب

التصنيع الآلي باستخدام الحاسوب البرونزي العديد من المزايا التي تجعله يُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات. الميزة الأولى هي أن معامل احتكاكه منخفض، وبالتالي لا توجد حاجة لاستخدام مواد التشحيم بشكل متكرر أثناء القطع، كما هو الحال مع المعادن الأخرى الأكثر كثافة. لا تزيد هذه الميزة من فعالية عملية الإنتاج فحسب، بل تؤثر أيضًا على التكاليف بطريقة إيجابية. أيضًا، يتميز البرونز بمقاومة عالية للتآكل ويتم استخدامه على الأجزاء التي يجب أن تكون أكثر متانة من العناصر الأخرى في الماكينة.

في حالة التصنيع الآلي، يمكن أن تعزى الفوائد التالية إلى استخدام البرونز بعدة طرق. لديه قابلية عالية للتشغيل الآلي وبالتالي يمكن تشكيله بسهولة في الشكل المطلوب. كما يمكن تشكيله في أشكال معقدة دون إضعاف أدوات القطع. وهذا لا يوفر الوقت فحسب، بل يوفر أيضًا أدوات القطع التي تساعد بدورها في تقليل التكلفة على المدى الطويل.

كما أنه يتميز أيضًا بمقاومة عالية جدًا للتآكل كخاصية أخرى لهذا المعدن كما ذكرنا أعلاه. وهذا يجعلها مادة مفضلة للأجزاء التي تلامس البيئة أو العوامل المسببة للتآكل.

وعلاوة على ذلك، فإن البرونز مقاوم للغاية وفي نفس الوقت مرن للغاية، مما يجعله متعدد الاستخدامات. وهو ليس من أكثر المعادن صلابة من بين جميع المعادن، ولكن قوته المرضية، إلى جانب مرونته، تجعله مناسباً للأجزاء الهيكلية والحلي.

في مجال التوصيل الحراري، من مزايا البرونز أنه يتمتع بموصلية حرارية عالية. كما أنه يساعد في التبريد أثناء عملية تصنيع البرونز بحيث لا تسخن قطعة العمل ويقلل من احتمالية انكماشها أو تمددها في الحجم. وهذا أمر مهم في محاولة لضمان الدقة في عمليات التصنيع وتجنب حالات هدر المواد والأدوات.

تعتبر المكونات مثل المحامل والتروس والعناصر المنزلقة مناسبة بشكل خاص للاستخدام في البرونز بسبب معامل الاحتكاك المنخفض الذي تنزلق من خلاله الأجزاء بسلاسة ولفترات أطول.

عيوب التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي للبرونز

في الواقع، إن التصنيع الآلي باستخدام ماكينة بنظام التحكم الرقمي للبرونز له مزاياه، ولكن له أيضًا عيوبه التي يجب أخذها في الاعتبار. تكمن المشكلة في البرونز في أن الحصول على المواد المناسبة للعمل به مكلف نسبيًا في المقام الأول. البرونز عبارة عن مزيج من النحاس والقصدير، وبالتالي فهو مكلف نسبيًا مقارنة بالمواد الأخرى التي يمكن استخدامها في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للبرونز باستخدام الحاسب الآلي، مما يجعل التكلفة الإجمالية للمشاريع التي تتطلب استخدام البرونز مرتفعة.

ومن العيوب الأخرى هي المشكلة عندما تصبح الأدوات باهتة وتحتاج إلى الشحذ. فالبرونز أكثر ليونة نسبيًا، ونتيجة لذلك، فإنه يتسبب في سرعة تآكل أدوات التصنيع وبالتالي الاستبدال المتكرر. وهذا يرفع تكلفة الإنتاج ويتطلب مراقبة الأدوات من وقت لآخر.

عندما يتعلق الأمر بالتشغيل الآلي للبرونز مقابل النحاس الأصفر، فإن التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي للبرونز أسهل نسبيًا في الحصول على تفاصيل وأشكال دقيقة مقارنةً بالمعادن الأخرى. ويرجع ذلك إلى نعومته. فالمادة ليست صلبة مثل المعدن، وبالتالي قد لا تحتفظ بالتفاصيل الدقيقة بشكل جيد؛ وقد يكون هذا عيبًا، خاصةً بالنسبة للمشاريع التفصيلية.

العيب الأخير لاستخدام البرونز في التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي هو أنه سيستغرق وقتًا أطول في تصنيع المادة. العيب الآخر للبرونز هو أن الوقت المستغرق في إجراء عمليات التصنيع الآلي عليه أطول نسبيًا من الفولاذ، وبالتالي زيادة الوقت المستغرق في الإنتاج. قد يؤثر ذلك على الخط الزمني للمشروع وقد يتطلب بعض التغييرات في تخطيط وبرمجة المشروع.

كما أن تصنيع البطانات البرونزية يولد حرارة أكثر من تصنيع المعادن الصلبة الأخرى مثل الألومنيوم والصلب. يمكن أن تكون هذه الحرارة مدمرة للغاية للأدوات وجودة القطع، وعلى هذا النحو، قد تحتاج إلى مراقبتها بشكل متكرر وإبطاء معدل التشغيل الآلي لضمان التحكم في المشكلات المتعلقة بالحرارة بشكل جيد. تشير هذه التحديات إلى الحاجة إلى أخذها في الحسبان ووضع استراتيجية عند إجراء التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي للبرونز في المشاريع.

سبائك البرونز الشائعة للتشغيل الآلي باستخدام الحاسب الآلي

فيما يلي بعض سبائك البرونز المستخدمة على نطاق واسع في التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي: تشمل بعض الشائعة ما يلي;

1. النحاس 932 (SAE 660):

• تتكون هذه السبيكة البرونزية الحاملة من نسبة عالية من النحاس والقصدير والزنك.
• يتم تطبيقه على نطاق واسع في تصنيع البطانات والمحامل والمكونات الدقيقة الأخرى التي تتطلب قوة عالية ومقاومة للتآكل.
• فهي تُنشئ طبقة رقيقة على سطحها تساعد على تقليل التلامس بين الأسطح وبالتالي تقليل التآكل والتلف لزيادة أداء المنتج.
• مرنة، ويمكن تشكيلها بسهولة وتغيير حجمها حسب الشكل والأبعاد المطلوبة باستخدام ماكينات تعمل بالكمبيوتر.

2. درجة PB1 (البرونز الفوسفوري):

• متوفر في درجات تتوافق مع معيار BS1400 ومعروف بخصائصه التي تتسم بالإجهاد.
• يحتوي على الفوسفور لتعزيز مقاومة التآكل وصلابة المادة.
• وهو مناسب للمحامل والتروس وأجسام الصمامات والشجيرات نظرًا لقابليته للتشكيل وخصائصه الزنبركية الأفضل.
• يعمل محتوى القصدير على زيادة الخواص الميكانيكية ومقاومة التآكل، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات الفضائية والبحرية والكيميائية.

3. برونز السيليكون:

• وهي عبارة عن سبيكة أساسها النحاس والسيليكون والزنك يتراوح فيها السيليكون بين 0% و6% في المتوسط.
• يتميز بقوة عالية وسهولة في الصب ومقاومة جيدة للتآكل.
• ونظرًا لارتفاع صقل السطح، فإنه يُستخدم على نطاق واسع في أجزاء المضخات والصمامات.

4. ألومنيوم برونزي:

• وهي تتألف من النحاس والألومنيوم (6-12%) وعناصر أخرى مثل الحديد والنيكل والمنجنيز والسيليكون.
• أوستنيتي وقوي ومقاوم للتآكل، ويستخدم في المعدات البحرية والمضخات وصناعة البتروكيماويات.
• وهو مضاد للتآكل في مياه البحر ويستخدم في صناعات النفط والبتروكيماويات وإمدادات المياه.

5. تحمل البرونز:

• تحتوي على رصاص 6-8% ذو سلك 6-8% لقلة الاحتكاك، مما يجعلها جيدة للاستخدام في الأماكن التي يوجد بها احتكاك كبير.
• ونظرًا لخاصية الاحتكاك المنخفض، فإنه يستخدم على نطاق واسع في المحامل والبطانات.

6. برونز البزموت

• يحتوي على بزموت 1-6% الذي يمنحه المرونة والتوصيل الحراري ومقاومة التآكل.
• يُستخدم في المحامل، وعواكس الضوء، والمرايا، والطبخ.

7. برونز المنغنيز

• قد يحتوي على ما يصل إلى 3% منجنيز ويتميز بمقاومة جيدة للصدمات والتآكل في المياه المالحة.
• يُستخدم في مراوح القوارب وأجزاء الصمامات والتروس والأدوات السريعة نظرًا لخاصيته غير المسببة للتآكل.

8. برونز النحاس والنيكل (كوبرونيكل):

• تحتوي على المزيد من النيكل (2-30%)، وهي قوية ومقاومة للتآكل.
• يُستخدم في الإلكترونيات والبحرية والسفن والمضخات والصمامات والعديد من الصناعات الأخرى.

التشطيبات السطحية للتشغيل الآلي باستخدام الحاسب الآلي للبرونز

يتميز البرونز بخصائص ميكانيكية جيدة؛ فهو سهل التشغيل الآلي ويتمتع بمقاومة جيدة للتآكل وبالتالي فهو مناسب للتشغيل الآلي باستخدام الحاسب الآلي. يمكن أن تؤدي التشطيبات السطحية المختلفة إلى تحسين أدائه ومظهره: من الممكن أيضًا تحسين أدائه ومظهره من خلال تغيير المعالجة السطحية:

1. تشطيب السطح كما هو مُشَكَّل:

• العملية النهائية التي تلي التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي؛ عادةً ما تكون تشطيب السطح الذي يمكن أن يكون لامعًا بسطح غير عاكس.
• وهي غير مكلفة ولا تتطلب إجراء عمليات أخرى.
• قد يكون بها علامات أدوات أو نتوءات طفيفة يمكن إزالتها عن طريق عمليات ما بعد التصنيع.

2. تشطيب بالسفع بالخرز:

• تتضمن هذه العملية استخدام خرز زجاجي ناعم لتلميع السطح وجعله أملس قدر الإمكان دون أي خشونة.
• يحسن المظهر ويمحو العيوب الطفيفة التي قد تكون على سطح المادة.
• يطيل الوقت المستغرق في إنتاج المادة والتكلفة، ولكن يتم تحسين التشطيب السطحي للمادة.

3. تشطيب الطلاءات الكيميائية:

• يتم تطبيق المواد الكيميائية على السطح للحصول على خصائص محددة مثل الخصائص المضادة للتآكل أو الخصائص الجمالية.
• يوفر ركيزة طويلة الأجل وفردية.
• وهو أكثر تعقيداً ويتطلب خطوات إضافية ولكنه يوفر خصائص معينة للسطح.

لكل نوع من أنواع تشطيب السطح إيجابيات وسلبيات، ويعتمد الاختيار على التطبيق، والوظائف، وسعر التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي للقِطع البرونزية.

تحسين التكلفة ونصائح تصميم وتحسين التكلفة للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي للبرونز

يحتوي التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي البرونزي على العديد من استراتيجيات التصميم الموفرة للتكاليف. بادئ ذي بدء، هناك عمليات إضافية قد تكون مطلوبة بعد عملية التصنيع الآلي لتحقيق تشطيب السطح المطلوب أو لتحسين أداء المكوِّن، وينبغي إدراجها في مرحلة التصميم لتقليل التكاليف الإضافية والوقت الإضافي.

علاوة على ذلك، يجب أيضًا تحسين سماكة جدران الأجزاء البرونزية. ومن المهم أيضًا عدم جعل الأجزاء رقيقة جدًا لأن ذلك قد يتسبب في تشويهها عند تشكيلها، بينما على الطرف الآخر، قد يكون من الصعب تصنيع أجزاء سميكة آليًا، وقد يؤدي ذلك إلى هدر المواد.

اختيار النوع البرونزي المناسب

ومن العوامل المهمة الأخرى اختيار نوع البرونز المناسب. يمكن مطابقة المتطلبات المحددة للتطبيق مع سبيكة البرونز المناسبة، مما يعزز الكفاءة والمتانة مع تقليل النفقات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون تجنب القطع السفلي في التصميم مفيدًا أيضًا في تقليل صعوبة وتكلفة تصنيع الأشكال المعقدة.

اعتبارات التصميم للتصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي للبرونز

ومن الضروري أيضًا تجنب الزوايا والحواف الحادة. فالبرونز، لكونه مادة أكثر ليونة، يكون عرضة لتركيزات الضغط عند النقاط الحادة وقد يتشقق أو يفشل هيكليًا. يعمل تصميم زوايا الجزء أو الشرائح على توزيع الضغط بالتساوي، مما يجعل الجزء أقوى وأكثر متانة.

أين يتم استخدام أجزاء الماكينات البرونزية باستخدام الحاسب الآلي؟

تحظى الأجزاء البرونزية المصنوعة باستخدام الحاسب الآلي بشعبية كبيرة في العديد من الصناعات نظرًا للخصائص الممتازة للمادة البرونزية. ففي مجال الزراعة، يتم استخدامها في تصنيع مكونات مثل البطانات والمحامل التي تُستخدم في تطبيقات الأحمال والبيئة القاسية. وتستخدم صناعات السيارات البرونز في الخيوط والتروس والأطراف الكهربائية، والتي تستخدم في جميع الأنظمة في السيارات تقريبًا.

وبالمثل ، في قطاعات الآلات الثقيلة ، يتم دمج الأجزاء البرونزية مثل البراغي والبطانات كأجزاء مهمة تساعد في التشغيل السلس للآلات وتقليل معدل التدهور. يعد البرونز مادة مفيدة للغاية عندما يتعلق الأمر بتصنيع الأجزاء التي يجب أن تكون قوية ومقاومة للتآكل وموثوقة للغاية في ظروف معينة بسبب مرونة المادة.

التلخيص

تُعد القِطع البرونزية المشكّلة بنظام التحكم الرقمي ذات أهمية بالغة في صناعات الآلات الزراعية والسيارات والآلات الثقيلة نظرًا لصلابة المادة وقوتها ومرونتها. هذه الأجزاء مهمة لضمان كفاءة التشغيل وموثوقيتها وطول عمرها في البيئات القاسية، وهي أجزاء من عمليات الإنتاج الحديثة.

CNM TECH هو واحد من أفضل 10 مصنعي قوالب الصب بالقالب الألومنيوم في الصين، والمتخصصة في إنتاج الأجزاء البرونزية من خلال التصنيع باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي، وأجزاء الصب بالقالب، ونضمن أن تكون منتجاتنا عالية الجودة والدقة. نظرًا لأننا متخصصون في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للبرونز باستخدام الحاسب الآلي، فإننا نقدم حلولاً تتوافق مع احتياجات صناعة معينة، مما يعزز التقدم في هذا القطاع بالذات. اختر CNM Tech كمورد لقطع البرونز المشكّلة باستخدام الحاسب الآلي للحصول على أداء ونتائج أفضل في مجال عملك.