ما هي عملية التشكيل

تشمل مراحل تشكيل البوليمرات عادة المراحل التالية:

1. الاستحلاب أو الإذابة: يتم إذابة أو استحلاب المواد الخام البوليمرية في مذيبات مناسبة تمهيدًا لعملية التشكيل.

2. البلمرة: تحدث عملية البلمرة عندما يتحدَّ أحد مركَّبات البوليمر مع الآخرين لتكوين سلسلة طويلة من الوحدات البنائية المتكررة.

3. التشكيل: يتم إجراء عملية التشكيل بعد البلمرة، وقد يشمل ذلك عمليات الضرب والحقن والسحب والنفخ والضغط.

4. التثبيت: بعد التشكيل، يتم تثبيت الشكل النهائي للمنتج بواسطة عملية التحليل الحراري أو الكيميائي أو الإشعاعي.

التشكيل هو عملية تحويل المواد المكثفة (مثل الفولاذ، الألومنيوم، النحاس والبلاستيك) من شكلها الأولي إلى شكل مختلف عن طريق تطبيق الضغط أو التصاعد أو اللحام أو الانحناء أو القطع أو التثقيب. يمكن أن تؤثر عملية التشكيل على خواص وخصائص المادة المكثفة، ومن الأمثلة على ذلك:

1- المقاومة: يمكن أن يزيد عملية التشكيل من مقاومة المادة للصدمات والتحمل للتأثير.

2- الصلابة: يمكن أن تجعل عملية التشكيل المواد المكثفة أكثر صلابة، مما يزيد من ثبات المنتجات المصنوعة منها.

3- اللدونة: اللدونة هي القدرة على الثني والتكيف، و يمكن لعملية التشكيل أن تزيد من اللدونة بفضل استخدام تقنيات وأدوات معينة.

4- السطحية: يمكن أن تؤثر عملية التشكيل على سطحية المادة، وتحسن جمال ودقة الأشكال والتصاميم.

5- الاستقرار الحراري: قد تؤثر تقنيات التشكيل المختلفة على مقاومتها للحرارة، الأمر الذي يتطلب اختبار دقيق للمنتجات التي تتعرض لدرجات حرارة عالية في الاستخدام اليومي.

تؤثر الحرارة على الخواص الفيزيائية للمواد بشكل كبير في الفيزياء الحرارية. فبزيادة درجة الحرارة، يتغير السلوك الحراري للمادة ويحدث تغيير في بنيتها الداخلية. ويمكن استخدام زيادة الحرارة لتغيير خواص المواد من خلال تسخينها وتحويلها من صلبة إلى سائلة أو غازية، وتحويل الخواص الميكانيكية للمواد، مثل الصلابة والليونة والقابلية للانحناء، فكلما زادت درجة الحرارة، زاد اللزوجة والتوسع الحراري. كما يمكن أن تؤثر الحرارة على الخواص الكهربائية والمغناطيسية للمواد، حيث يمكن أن تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى انخفاض قوة الكهرباء الحرجة في المواد الشاقة وزيادة قوة المغناطيس الحرجة في المواد المغناطيسية. وفي العديد من الحالات، تؤدي زيادة الحرارة إلى تحسين سير الإنتاجية للمواد، مما يسهل عملية التشكيل والمعالجة بالحرارة والتآكل التحادثي في الصناعة.

تتضمن العمليات الصناعية التي تستخدم في صناعة الورق الآتي:

1. تحضير المواد الخام: يتم استخدام الأشجار والخشب والقش والقطن وغيرها من المواد العضوية كمواد خام في صناعة الورق.

2. العملية الكيميائية: يتم تنظيف المواد الخام وإزالة الشوائب والأوساخ منها. ويتم ذلك بإضافة مواد كيميائية مثل الأحماض والأسس والمواد المؤكسدة وغيرها.

3. عملية التحضير: يتم تقطيع وتقليل حجم المواد الخام إلى قطع صغيرة لتسهيل عملية التحويل إلى ورق.

4. عملية الضغط: يتم ضغط المواد الخام المحضرة لإزالة الماء وإعدادها لعملية التجفيف.

5. عملية التجفيف: يتم تجفيف المواد الخام التي تم ضغطها بواسطة الحرارة والضغط.

6. عملية التشكيل: يتم تشكيل المواد الورقية المجففة في أشكال مختلفة باستخدام ماكينات خاصة.

7. عملية التشطيب: يتم تنعيم وتلميع الورق وإضافة المواد الكيميائية لتحسين مظهره وخصائصه.

يتم تحويل الخشب إلى ورق في الصناعة بالطريقة التالية:

1- تجهيز الخشب: يتم تجهيز الخشب الذي سيتم استخدامه في صناعة الورق عن طريق تفتيته إلى قطع صغيرة أو شرائح رفيعة باستخدام الآلات المختصة.

2- الهضم: يتم وضع الخشب المجهز في محلول كيميائي قوي (مثل حامض السلفوريك) لإزالة الليجنين والسليلوز منه. وهذا يؤدي إلى إنتاج اللب الورقي.

3- عملية الخلط: بعد إزالة الليجنين والسليلوز يتم خلط اللب الورقي مع المواد الكيميائية الأخرى والمواد المستخدمة للتبييض وتحضير اللون النهائي للورق.

4- عملية التصفية: يتم تصفية اللب الورقي لإزالة الجسيمات الصلبة والشوائب التي تكونت أثناء العملية السابقة.

5- عملية التشكيل: يتم تشكيل اللب الورقي في طبقات على شكل رقائق رقيقة باستخدام الأسطح الخاصة لتصنيع الورق.

6- عملية التجفيف: يتم تجفيف الورق في ماكينة خاصة حتى يتم إزالة الرطوبة المتبقية.

بعد الانتهاء من هذه الخطوات يتم تعبئة الورق و توزيعه في الأماكن المناسبة.

تتضمن تطبيقات المغناطيسية في صناعة الحديد والصلب:

1. فصل المعادن: يتم استخدام المغناطيسية لفصل المعادن الحديدية عن المواد الأخرى في عملية تصنيع الحديد والصلب.

2. الفحص غير المدمر: يتم استخدام المغناطيسية للكشف عن العيوب في المواد الحديدية والصلبية دون تحطيمها.

3. تشكيل الفولاذ: يتم استخدام المغناطيسية في تشكيل الفولاذ من خلال توجيه الحقل المغناطيسي على المادة الحديدية أثناء عملية التشكيل.

4. المحركات الكهربائية: تم تطوير المحركات الكهربائية باستخدام المغناطيسية في صناعة الحديد والصلب.

5. الأجهزة الإلكترونية: تستخدم المغناطيسية في صناعة الأجهزة الإلكترونية مثل الأجهزة الطبية والمحركات الكهربائية والمولدات والأقمار الصناعية والهاتف المحمول والكمبيوتر المحمول.

هناك عدة أنواع من عمليات صناعة الحديد والصلب، ومنها:

1- عملية الصهر: حيث يتم صهر خام الحديد في أفران عالية الحرارة وبعد ذلك يتم إضافة المواد الأخرى المطلوبة للتحول إلى صلب.

2- عملية الصب: تتم في هذه العملية صب الحديد أو الصلب في قوالب معدنية ليتم تشكيله على الشكل الذي يرغب به المصنع.

3- عملية التشكيل: تتم عن طريق تشكيل الحديد المصبوب إلى أشكال مختلفة، مثل الألواح والأنابيب والشرائح والأسلاك والقضبان والشعيرات.

4- عملية اللحام: تتم عن طريق استخدام الحرارة والضغط لدمج القطع المعدنية مع بعضها البعض.

5- عملية الطلاء: تستخدم لحماية الحديد والصلب من التآكل والصدأ، وتتم عن طريق تغطية السطح بطبقات من المواد المقاومة للتآكل والصدأ، مثل الزنك والكروم والنيكل.

تقنيات التبريد المستخدمة في صناعة الحديد والصلب تختلف حسب العملية التي يتم تطبيقها عليها. ومن بين هذه التقنيات:

1- تبريد الفرن: يتم تبريد فرن الصهر عن طريق تدفق الماء على الفرن بعد إطفاء النار وذلك لتبريد الحديد الساخن الذي يتم صهره في الفرن.

2- تبريد المواد الخام: يتم تبريد المواد الخام المستخدمة في صناعة الحديد والصلب، مثل الخامات والحجر الجيري والفحم، قبل إدخالها إلى الفرن.

3- تبريد الصلب: يتم تبريد الصلب بعد صهره وصبه في القوالب، وذلك لتجنب تشوهه أو تكسيره.

4- تبريد الأسلاك: يتم تبريد الأسلاك المستخدمة في صناعة الحديد والصلب بعد عملية التشكيل، وذلك لتقليل تشوهها وتحسين خواصها الميكانيكية.

عملية التشكيل في الصناعة الكيميائية هي عملية تحويل المواد الخام الكيميائية إلى منتجات نهائية ذات قيمة مضافة. وتشمل هذه العملية عمليات مختلفة مثل التحليل، الإخلاء، التفاعل، الفصل، التشكيل والتشغيل. وغالبًا ما تكون عملية التشكيل هي الخطوة الأساسية في إنتاج المنتجات الصناعية كالبلاستيك والمطاط والألياف الاصطناعية والأدوية والأسمدة والأصباغ والدهانات والمواد الكيميائية الأخرى. عملية التشكيل لها تأثير كبير على تكلفة إنتاج المنتج وجودته، وتحسينها يمكن أن يؤدي إلى زيادة الإنتاجية والربحية للشركات الصناعية.

يتم تصنيع الألياف الزجاجية المركبة في عملية تتضمن الخطوات التالية:

1- تصنيع الزجاج: تتم عملية تصنيع الزجاج عن طريق خلط الرمل والسيليكا مع المواد الكيميائية الأخرى لتحضير مادة الزجاج.

2- سحب الألياف: تتم عملية سحب الألياف بواسطة آلات خاصة تقوم بسحب الزجاج السائل من فتحة صغيرة وتحويله إلى ألياف طويلة ورفيعة.

3- التداخل الكيميائي: تتم عملية تداخل كيميائي لتحسين قابلية المادة الزجاجية للصلابة والمتانة وفي الوقت ذاته تقليل مقدار الانكماش خلال عملية الصب.

4- حفظ الألياف: تخزن الألياف بعد تحضيرها ويتم فرزها لاحقًا وفقًا لحجمها ومواصفاتها.

5- تصنيع المنتجات: يتم تصنيع المنتجات المركبة بواسطة إضافة المادة الزجاجية مع مادة ثانوية مثل البوليمرات عند الحرارة المناسبة والضغط السليم.

6- التشكيل: تتم عملية التشكيل للمنتج المركب باستخدام أدوات المعالجة الميكانيكية اللازمة، مثل القوالب والأدوات اليدوية.

7- التدفئة النهائية: يتم تحويل المنتجات المركبة إلى الحرارة النهائية لتعزيز المتانة والمتانة النهائية.