14 تقنية كلاسيكية للطباعة السطحية: الدليل
تخيّل تحويل الأشياء العادية إلى أعمال فنية نابضة بالحياة باستخدام أحدث تقنيات الطباعة السطحية. بدءًا من دقة الطلاء بالتفريغ وحتى البراعة الفنية التفصيلية للحفر الضوئي، هذه المقالة...
هل فكرت يومًا في أهمية المعالجة السطحية في التصنيع؟ سنستكشف في هذه المدونة الأنواع المختلفة لعمليات المعالجة السطحية وتطبيقاتها. سيقدم مهندسنا الميكانيكي الخبير رؤى حول كيفية تحسين هذه التقنيات لجودة المنتج ومتانته وجمالياته. اكتشف العلم وراء هذه الأساليب وتعلم كيف يمكن أن تفيد مشاريع التصنيع الخاصة بك.
المعالجة السطحية هي عملية متطورة تعمل على تعديل الطبقة السطحية لمادة الركيزة، مما يعزز خصائصها الميكانيكية والفيزيائية والكيميائية. يهدف هذا التغيير الهندسي للسطح إلى تلبية متطلبات محددة للمنتج مثل تحسين مقاومة التآكل أو مقاومة التآكل أو المظهر الجمالي أو الاحتياجات الوظيفية المتخصصة الأخرى.
بالنسبة للمسبوكات المعدنية، يتم استخدام العديد من طرق المعالجة السطحية المتقدمة:
تشمل عملية المعالجة السطحية عادةً عدة خطوات تحضيرية مهمة:
هذه الخطوات التحضيرية ضرورية لضمان فعالية المعالجة السطحية النهائية وطول عمرها، مما يساهم في نهاية المطاف في الجودة والأداء العام للمسبوكات المعدنية.
تمثل المعالجة السطحية أحد أقدم الإنجازات التكنولوجية للبشرية، حيث تعود أصولها إلى فجر الحضارة الإنسانية. فقد طوّر الإنسان البدائي، الذي كان يواجه الواقع القاسي لحياة ما قبل التاريخ، تقنيات بدائية وفعالة في الوقت نفسه لتصنيع الأدوات الحجرية. واستخدم هؤلاء الحرفيون الأوائل أساليب الطحن الكاشطة لخلق حواف حادة على الأدوات الحجرية، مما عزز قدراتهم على القطع و"التقطيع الحاد". ومع تقدم المجتمعات البشرية في العصر الحجري الحديث، تطور إنتاج الأدوات الحجرية بشكل كبير. وقد أتقن الحرفيون في هذه الفترة فن الطحن الدقيق، وأنتجوا أدوات ذات أسطح مصقولة وناعمة لم تحسن من وظائفها فحسب، بل أكدت أيضاً على المظهر الجمالي الذي يعكس التطور الثقافي في ذلك الوقت.
وبالتوازي مع تطور تكنولوجيا الأدوات الحجرية، ظهرت تقنيات الرسم البدائية كجانب حاسم من جوانب التعبير والتكنولوجيا البشرية المبكرة. وقد استخدم الإنسان في العصر الحجري القديم المتأخر، الذي أظهر تقديراً فطرياً للجماليات، الأصباغ المعدنية لتزيين الأشياء الصغيرة للزينة الشخصية وربما لأغراض طقوسية. حفز ظهور الفخار في العصر الحجري الحديث ثورة في تقنيات معالجة الأسطح. وقد أدى هذا الابتكار إلى ظهور تقليد الفخار الملون الشهير، مما شكل علامة فارقة في تاريخ الزخرفة السطحية. لم تُظهر التصاميم المعقدة والألوان النابضة بالحياة للخزف في العصر الحجري الحديث أساليب متقدمة في استخدام الأصباغ فحسب، بل أرست أيضاً الأساس للتطورات المستقبلية في تقنيات طلاء الأسطح.
وقد مهدت هذه التطورات المبكرة في معالجة الأسطح - التي تشمل التحسينات الوظيفية في صناعة الأدوات والتعبيرات الفنية في زخرفة الفخار - الطريق أمام المجال المعقد والمتنوع لهندسة الأسطح الذي نعرفه اليوم. ومن تلك البدايات البدائية، تطورت المعالجة السطحية لتصبح تخصصًا متطورًا بالغ الأهمية في التصنيع الحديث وعلوم المواد والمساعي الفنية.
الأكسدة بالقوس الدقيق (MAO)، والتي يشار إليها أيضًا باسم الأكسدة بالبلازما الدقيقة، هي عملية تتضمن مزيجًا من الإلكتروليت ومعلمات كهربائية محددة.
وينتج عن هذه العملية نمو طبقة خزفية على سطح الألومنيوم والمغنيسيوم, تيتانيوموسبائكها. ويتكون الفيلم في المقام الأول من أكاسيد فلزية قاعدية وينتج عن طريق التأثير اللحظي عالي الحرارة والضغط العالي لتفريغ القوس الكهربائي.
السحب بالأسلاك المعدنية هي تقنية معالجة سطحية تقوم بإنشاء خطوط زخرفية على سطح قطعة العمل من خلال عملية الطحن.
التبييض هو عملية يتم فيها طلاء الجسم بأكمله بطبقة زجاجية ملونة ثم يتم حرقه في فرن صهر عند درجة حرارة 800 درجة مئوية تقريباً.
يتحول التزجيج الملون من مادة صلبة حبيبية إلى حالة سائلة أثناء ذوبانه، وبعد التبريد، يشكل طبقة زجاجية ملونة جميلة يتم تثبيتها على الجسم.
عند هذه النقطة، يكون ارتفاع التزجيج الملون أقل من السلك النحاسي، لذلك يجب إعادة تعبئة التزجيج.
ثم يتم تلبيدها، عادةً من أربع إلى خمس مرات في عملية مستمرة، حتى يتم ملء النمط ليتطابق مع مستوى نمط السلك.
السفع بالخردق هو طريقة عمل على البارد تنطوي على قصف سطح قطعة العمل بالكريات. ينتج عن ذلك انغراس الإجهاد الانضغاطي المتبقي، مما يعزز من قوة الإجهاد لقطعة الشغل.
السفع بالرمل هي عملية إزالة الشوائب وتخشين سطح الركيزة من خلال تأثير تيار رملي عالي السرعة.
يتم تحقيق ذلك باستخدام الهواء المضغوط لإنشاء شعاع نفاث عالي السرعة يرش مادة السفع (مثل رمل خام النحاس أو رمل الكوارتز أو الكوراندوم أو رمل الحديد أو رمل هاينان) على سطح قطعة العمل بسرعة عالية، مما يغير مظهرها أو شكلها.
الحفر هو طريقة لإزالة المواد من خلال تفاعل كيميائي أو تأثير فيزيائي.
وعادةً ما تُعرف هذه العملية أيضًا باسم الحفر الكيميائي الضوئي، والتي تتضمن إزالة الطبقة الواقية من المنطقة المراد حفرها بعد تعريضها وتحميضها، ثم غمرها في محلول كيميائي يسبب الذوبان والتآكل. وينتج عن ذلك تكوين أسطح غير مستوية أو صب مجوف.
تُعرف تقنية IMD، أو الزخرفة داخل القالب، أيضاً بتقنية الزخرفة الخالية من الطلاء وهي تقنية زخرفة الأسطح المستخدمة على نطاق واسع.
تتكون هذه التقنية من طبقة شفافة مقواة على السطح، وطبقة نقش مطبوعة في المنتصف، وطبقة حقن في الخلف. يوفر الحبر الموجود في المنتصف حماية ضد الاحتكاك ويمنع الخدوش، مع ضمان بقاء اللون ساطعًا ولا يبهت بمرور الوقت.
ديكور القالب الخارجي عبارة عن مزيج من العناصر البصرية واللمسية والوظيفية في العرض.
وهي امتداد لتقنية الزخرفة داخل القالب (IMD) وتنطوي على تقنية زخرفة السطح ثلاثية الأبعاد التي تجمع بين الطباعة والبنية التركيبية وخصائص التعدين.
النحت بالليزر، الذي يُشار إليه أيضاً باسم النقش بالليزر أو النقش بالليزر، هو عملية معالجة سطحية تستخدم المبادئ البصرية. في هذه الطريقة، تُستخدم أشعة الليزر لإنشاء علامات دائمة على سطح الأجسام أو داخل المواد الشفافة.
التصنيع الآلي بالتفريغ الكهربائي (EDM) هو طريقة تصنيع آلي متخصصة تستخدم التفريغ الكهربائي لإزالة المواد الموصلة. تتضمن نبضات من التفريغ بين قطبين مغمورين في سائل عمل.
عادةً ما تكون أقطاب الأدوات مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل ذات موصلية جيدة ونقاط انصهار عالية وسهلة المعالجة، مثل النحاس والجرافيت وسبائك النحاس والتنغستن والموليبدينوم.
أثناء عملية التصنيع الآلي، يتعرض قطب الأداة لبعض التآكل، ولكنه أقل بكثير من كمية المعدن التي تمت إزالتها من الشُّغْلة، وقد لا ينتج عنه أي خسارة.
التركيب بالليزر هو عملية تستخدم الليزر عالي الكثافة للطاقة لإنتاج أنماط على سطح الفولاذ، مثل جلد الثعبان أو النقش أو اللؤلؤ أو أشكال أخرى من الخطوط.
الطباعة على الوسادة هي طريقة طباعة متخصصة تستخدم وسادة منحنية مصنوعة من السيليكون (أو النحاس واللدائن الحرارية) ومادة مطاطية من السيليكون. وتتضمن العملية غمس الحبر من الحفر على سطح الوسادة ثم الضغط عليه على سطح الجسم المطلوب لطباعة النصوص والنقوش والتصاميم الأخرى.
طباعة الشاشة هي طريقة طباعة تتضمن استخدام شاشات حريرية أو ألياف صناعية أو معدنية يتم شدها فوق إطار. تُصنع الشاشة باستخدام أفلام مرسومة باليد أو طرق صناعة الألواح الكيميائية الضوئية، مع تقنية طباعة الشاشة الحديثة التي تستخدم مادة حساسة للضوء لإنشاء ألواح الشاشة من خلال النقش الضوئي.
تكشف هذه العملية الجزء الرسومي من لوحة الشاشة لإنتاج ثقوب الشاشة وتسد ثقوب الشاشة في الجزء غير النصي.
أثناء الطباعة، يتم نقل الحبر إلى الركيزة عن طريق الضغط على شفرة على الشاشة، والتي تضغط على الحبر من خلال الجزء الرسومي من الشاشة وتشكل رسماً مطابقاً للأصل.
تشير الطباعة الحرارية المباشرة إلى عملية تطبيق عامل حساس للحرارة على الورق لجعله ورق تسجيل حساس للحرارة. يغير ورق التسجيل الحراري الخواص الفيزيائية أو الكيميائية للمادة (عامل التحميض) عند تعرضه للحرارة، مما ينتج عنه صورة.
إن مبدأ انتقال الحرارة تنطوي الطباعة على طباعة نمط رقمي باستخدام طابعة وحبر نقل خاص على ورق نقل، ثم استخدام آلة نقل لنقل النمط إلى سطح المنتج بدرجة حرارة وضغط عاليين، وبالتالي إكمال طباعة المنتج.
نظرًا لأن الأجزاء الرسومية وغير الرسومية في لوحة الطباعة تكون على نفس المستوى، فمن أجل جعل الحبر يميز بين الجزء الخاص بالنمط والجزء غير الخاص بالنمط في لوحة الطباعة أثناء الطباعة، يجب استخدام مبدأ الفصل بين الزيت والماء.
أولاً، يقوم جهاز إمداد المياه الخاص بمكون لوحة الطباعة بتزويد الجزء غير الرسومي من لوحة الطباعة بالماء، وبالتالي حماية الجزء غير الرسومي من لوحة الطباعة من البلل بالحبر.
بعد ذلك، يتم تزويد الحبر من جهاز تزويد الحبر الخاص بمكون الطباعة إلى لوحة الطباعة.
نظرًا لأن الجزء غير الرسومي من لوحة الطباعة محمي بالماء، لا يمكن توفير الحبر إلا للجزء الرسومي من لوحة الطباعة.
وأخيرًا، يتم نقل الحبر الموجود على لوحة الطباعة إلى القشرة اللبنية، ويُستخدم الضغط بين الأسطوانة المطاطية وأسطوانة الطبع لنقل الحبر الموجود على القشرة اللبنية إلى الركيزة لإكمال الطباعة.
لذلك، فإن التصوير المسطح هو طريقة طباعة غير مباشرة.
للمنحني الطباعة السطحية، يتم وضع الحبر في الحفر المحفور بأحرف أو أنماط. ثم يتم نقل الأحرف أو الأنماط على السطح المنحني، وبعد ذلك إلى سطح المنتج المقولب من خلال السطح المنحني. يتم معالجة الحبر في النهاية من خلال المعالجة الحرارية أو التعرض للأشعة فوق البنفسجية.
يشير الختم الساخن إلى عملية تطبيق نصوص ونقوش مصنوعة من مواد مثل رقائق معدنية على الغلاف الأمامي أو الخلفي للكتب ذات الغلاف المقوى، أو نقش أسماء الكتب أو نقوشها من خلال الكبس الساخن.
الطباعة بالنقل المائي هي نوع من الطباعة التي تستخدم الضغط العالي لنقل الأنماط اللونية على ركيزة من ورق نقل مائي أو فيلم بلاستيكي. تتضمن العملية إنتاج ورق الطباعة بالنقل المائي ونقع الورق المزخرف ونقل النمط وتجفيف المنتج النهائي.
يتكون قالب الطباعة على الشاشة المسطحة من شاشة بوليستر أو نايلون (تُعرف أيضًا باسم "لوحة الزهرة") مثبتة على إطار مربع ولها نمط استنسل. يسمح نمط الاستنسل بمرور معجون الألوان من خلال الجزء المنقوش من لوحة الزهرة، بينما يتم غلق الجزء غير المنقوش بطبقة غشاء بوليمر.
أثناء الطباعة، يتم ضغط صفيحة الزهرة على القماش وتُملأ بعجينة الألوان. ثم يتم كشط العجينة ذهاباً وإياباً باستخدام مكشطة، مما يؤدي إلى اختراقها للنمط والوصول إلى سطح القماش.
التقويم هو عملية تشطيب للجلد الثقيل تستخدم الحرارة والضغط لخلق سطح أملس ولامع. تتضمن العملية تغذية المادة في ماكينة حيث يتم تسخينها وصهرها ثم تشكيلها على شكل ورقة أو غشاء وتبريدها قبل لفها.
تعمل عملية التقويم على الاستفادة من مرونة الألياف لتسطيح سطح النسيج أو إنتاج خطوط مائلة متوازية دقيقة. المادة الأكثر استخداماً في عملية التقويم هي البولي فينيل كلوريد.
قبل الطلاء، عملية إزالة المواد الغريبة الملتصقة أو المتولدة من سطح القاعدة لتحسين الالتصاق بين سطح القاعدة والطلاء أو لتزويد السطح بمقاومة معينة للتآكل، ويمكن أن تسمى أيضًا المعالجة المسبقة.
بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO