ثني الصفائح المعدنية عملية تصنيع شائعة تُستخدم لإنشاء أشكال ثنائية الأبعاد من صفائح معدنية مسطحة. وتُستخدم على نطاق واسع في صناعات متنوعة، بما في ذلك صناعة السيارات، والفضاء، والإلكترونيات، والبناء، وغيرها. تتضمن العملية تشكيل الصفائح المعدنية على طول محور مستقيم لتحقيق الزاوية أو الشكل المطلوب.

مفاهيم ثني الصفائح المعدنية

1. اختيار المواد: عادة ما يتم تصنيع الصفائح المعدنية من مواد مثل الفولاذ أو الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو معادن أخرى ذات قابلية تشكيل وقوة جيدة.

2. اختيار الأدوات: الانحناء تتطلب العمليات أدواتٍ خاصة، تشمل مثقابًا (يُعرف أيضًا بالقالب العلوي) وقالبًا (يُعرف أيضًا بالقالب السفلي أو V-die). يعمل المثقاب والقالب معًا لتطبيق القوة وتشكيل المعدن بالشكل المطلوب.

٢. حساب بدل الانحناء: قبل الانحناء، من الضروري حساب بدل الانحناء، وهو طول المحور المحايد (الخط الوهمي في منتصف سُمك المادة) الذي يبقى ثابتًا أثناء عملية الانحناء. يضمن هذا الحساب مطابقة الجزء المنحني النهائي للأبعاد المطلوبة.

3. زاوية الانحناء: زاوية الانحناء هي الزاوية التي تُثني بها الصفائح المعدنية. تُقاس من الوضع الأصلي إلى الوضع النهائي بعد الانحناء.

٤. الارتداد: بعد عملية الثني، غالبًا ما يُظهر المعدن بعض المرونة، تُعرف باسم الارتداد. يُؤدي هذا إلى عودة الجزء المنحني قليلًا إلى موضعه الأصلي. يجب على المصممين والمصنّعين مراعاة الارتداد لتحقيق الزاوية النهائية المطلوبة بدقة.

٥. طرق الثني: هناك طرق متنوعة للثني، منها الثني الهوائي، والثني السفلي، والسك، والمسح. يعتمد اختيار الطريقة على عوامل مثل سُمك المادة، وزاوية الانحناء، ونوع الأدوات، والدقة المطلوبة.

٦. ماكينات الثني: يمكن ثني الصفائح المعدنية باستخدام آلات مختلفة، مثل مكابس الضغط، وماكينات الطي، وماكينات الثني باللف. يعتمد اختيار الآلة على مدى تعقيد مهمة الثني وحجم الإنتاج المطلوب.

٧. اعتبارات السلامة: يتطلب العمل بالصفائح المعدنية استخدام آلات وأدوات، مما قد يشكل خطرًا. لذا، يجب اتباع احتياطات السلامة، مثل استخدام معدات الوقاية الشخصية، وتوفير الحماية المناسبة للآلات، وتدريب المشغلين.

تتمتع البيئات المختلفة بمعاملات انحناء مختلفة

ثني الصفائح هو في الواقع عملية شد، حيث يُطيل الجدار الخارجي للصفائح بعد الثني، مما يُظهر معامل الانحناء. على سبيل المثال، معامل انحناء صفيحة حديدية بسمك 0.8 مم هو 1.5، وصفيحة مدلفنة على البارد بطول 100 مم بسمك 0.8 مم، ومعامل الانحناء هو 20، بينما معامل الانحناء الآخر هو 81.5. يتم اختبار معامل الانحناء، ويختلف باختلاف القالب العلوي والسفلي لآلة الثني. النظرية تبقى نظرية، والتطبيق العملي أكثر فائدة.

طريقة تحديد المقاس: أولاً، قس مركز شق القالب السفلي إلى البعد الأمامي مطروحًا منه نصف معامل التحديد، وهذا هو بُعد التحديد. استخدم هذا البعد مضافًا إليه الحجم المطلوب ثنيه، لتحديد الحجم الخلفي.

طريقة اختبار معامل الانحناء: أولاً قم بقطع قطعة من المادة بسمك محدد وعرض 100 مم وثنيها 40. استخدم الفرجار لقياس الانحناءين، وأضف أبعاد الانحناءين معًا واطرح 100 مم، وهو معامل الانحناء للورقة، وانتبه إلى سمك المادة وحجم الأخدود السفلي.

أسباب مادية

الدرفلة الساخنة والدرفلة الباردة هي عمليات لتشكيل صفائح أو مقاطع فولاذية، ولها تأثير كبير على بنية وخصائص الفولاذ.

تُعدّ عملية درفلة الفولاذ بشكل رئيسي بالدرفلة الساخنة، وتُستخدم الدرفلة الباردة عادةً لإنتاج منتجات فولاذية ذات أبعاد دقيقة، مثل المقاطع الصغيرة والصفائح الرقيقة. تُعدّ صفائح الفولاذ المدرفلة على الساخن أكثر المواد صعوبةً في الثني، كما أنها أصعبها في الثني. تُعرف صفائح الفولاذ المدرفلة على الساخن أيضًا بـ SPHC، حيث تتشكل على سطحها طبقة من أكسيد الحديديك الصلب جدًا أثناء عملية الدرفلة. معدل استطالة الخواص الميكانيكية للمادة الداخلية ليس جيدًا، وتكون الشقوق أكثر عرضة للظهور أثناء عملية الثني.

عند شراء مواد رخيصة لصفائح الفولاذ المدرفلة على الساخن، ستكون الجودة غير مستقرة، وستكون الخواص الميكانيكية الداخلية غير متسقة، وسيكون سمك الصفيحة نفسها غير متسق. تكون زاوية الانحناء كبيرة وصغيرة، وبالتالي تكون زاوية الانحناء نفسها غير متسقة. بعد إجراء التعديل المناسب، تكون الزاوية غير متسقة مع الزاوية السابقة عند تصنيع قطعة الصفيحة المعدنية التالية. نظرًا لعوامل عدم اليقين المحيطة بها، تُصنف كأصعب مادة لثني الصفيحة المعدنية.