معالجة السطح هي تقنية لإنشاء طبقة سطحية ذات خصائص ميكانيكية وفيزيائية وكيميائية مميزة عن المادة الأساسية.
تهدف معالجة الأسطح إلى تلبية المتطلبات الوظيفية الفريدة للمنتج من حيث مقاومة التآكل والاهتراء والزخرفة وغيرها. ومن أكثر تقنيات معالجة الأسطح استخدامًا لدينا: الطحن الميكانيكي، والمعالجة الكيميائية، والمعالجة الحرارية للأسطح، والرش السطحي. وتهدف معالجة الأسطح إلى تنظيف سطح قطعة العمل، وكنسه، وإزالة النتوءات، وإزالة الشحوم، وإزالة الترسبات الكلسية. سنتناول اليوم إجراءات معالجة الأسطح.
يتم استخدام الطلاء الكهربائي الفراغي، والطلاء الكهربائي، والأكسدة الأنوية، والتلميع الكهربائي، والطباعة بالوسادة، والجلفنة، والطلاء بالمسحوق، وطباعة نقل المياه، والطباعة على الشاشة، والرحلان الكهربائي، وتقنيات معالجة الأسطح الأخرى بشكل متكرر.
الطلاء الفراغي ظاهرة ترسيب فيزيائية. تُقسّم المادة المستهدفة إلى جزيئات تمتصها مواد موصلة لتكوين طبقة سطحية معدنية متجانسة وناعمة عند إدخال غاز الأرجون في فراغ واصطدامه بالمادة المستهدفة.
المواد المطبقة:
١. يمكن طلاء مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك المعادن، والبوليمرات اللينة والصلبة، والمواد المركبة، والسيراميك، والزجاج، بالتفريغ. يُعد الألومنيوم المادة الأكثر استخدامًا للطلاء الكهربائي، يليه الفضة والنحاس.
2. نظرًا لأن الرطوبة الموجودة في المواد الطبيعية تؤثر على بيئة الفراغ، فإن المواد الطبيعية غير مناسبة للطلاء الفراغي.
تكلفة العملية: تكلفة العمالة في الطلاء الفراغي مرتفعة نسبيًا نظرًا لضرورة رشّ قطعة العمل، وتحميلها، وتفريغها، وإعادة رشّها. ومع ذلك، يلعب تعقيد قطعة العمل وكميتها دورًا أيضًا في تكلفة العمالة.
التأثير البيئي: تسبب عملية الطلاء الكهربائي بالتفريغ ضررًا ضئيلًا للبيئة مثل الرش.
بمساعدة تيار كهربائي، يتم تحويل ذرات قطعة العمل المغمورة في الإلكتروليت إلى أيونات وإزالتها من السطح أثناء العملية الكهروكيميائية "الطلاء الكهربائي"، والتي تزيل النتوءات الصغيرة وتضيء سطح قطعة العمل.
المواد المطبقة:
1. يمكن تلميع غالبية المعادن كهربائيًا، حيث يُعد تلميع سطح الفولاذ المقاوم للصدأ الاستخدام الأكثر شيوعًا (خاصةً بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة النووية الأوستنيتي).
2. من المستحيل تلميع العديد من المواد بالكهرباء في وقت واحد أو حتى في نفس المحلول الكهربائي.
تكلفة التشغيل: نظرًا لأن التلميع الكهربائي عملية آلية بالكامل، فإن تكاليف العمالة منخفضة نسبيًا. التأثير على البيئة: يستخدم التلميع الكهربائي مواد كيميائية أقل ضررًا، وهو سهل الاستخدام ولا يحتاج سوى إلى كمية قليلة من الماء لإتمام العملية. بالإضافة إلى ذلك، يمنع تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ ويزيد من جودته.
3. تقنية الطباعة بالوسادة
اليوم، واحدة من أهم تقنيات الطباعة الخاصة هي القدرة على طباعة النصوص والرسومات والصور على سطح الأشياء ذات الأشكال غير المنتظمة.
يمكن استخدام جميع المواد تقريبًا في الطباعة بالوسادات، باستثناء المواد الأكثر ليونة من وسادات السيليكون، بما في ذلك مادة PTFE.
ترتبط هذه العملية بتكاليف العمالة والعفن المنخفضة.
التأثير البيئي: هذا الإجراء له تأثير بيئي كبير لأنه يعمل فقط مع الأحبار القابلة للذوبان، والتي تتكون من مواد كيميائية خطرة.
4. عملية طلاء الزنك
طريقة لتعديل الأسطح، تُغطى بها سبائك الفولاذ بطبقة من الزنك لتحسين خصائصها الجمالية ومقاومة الصدأ. تُشكل طبقة الزنك، وهي طبقة واقية كهروكيميائية، على السطح، ما يمنع تآكل المعادن. الجلفنة والجلفنة بالغمس الساخن هما التقنيتان الأكثر استخدامًا.
المواد التي يمكن تطبيقها: لأن عملية الجلفنة تعتمد على تكنولوجيا الترابط المعدني، فلا يمكن استخدامها إلا لمعالجة أسطح الفولاذ والحديد.
تكلفة العملية: دورة عمل قصيرة/تكلفة عمالة متوسطة، بدون تكلفة قالب. ويرجع ذلك إلى أن جودة سطح قطعة العمل تعتمد بشكل كبير على التحضير الفيزيائي للسطح قبل الجلفنة.
الأثر البيئي: لعملية الجلفنة تأثير إيجابي على البيئة، إذ تُطيل عمر مكونات الفولاذ لمدة تتراوح بين 40 و100 عام، وتمنع صدأ وتآكل قطعة العمل. إضافةً إلى ذلك، لا يُنتج الاستخدام المتكرر للزنك السائل أي نفايات كيميائية أو فيزيائية، ويمكن إعادة قطعة العمل المجلفنة إلى خزان الجلفنة بعد انتهاء عمرها الافتراضي.
5. عملية الطلاء
عملية التحليل الكهربائي، حيث يتم طلاء أسطح المكونات بطبقة من غشاء معدني لتحسين مقاومة التآكل، والتوصيل، وانعكاس الضوء، ومقاومة التآكل، وتحسين المظهر الجمالي. كما أن العديد من العملات المعدنية مطلية بالكهرباء على طبقتها الخارجية.
المواد المطبقة:
١. يمكن طلاء معظم المعادن بالكهرباء، إلا أن نقاء وفعالية الطلاء تختلف باختلاف المعادن. ومن بين المعادن الأكثر شيوعًا القصدير والكروم والنيكل والفضة والذهب والروديوم.
2. مادة ABS هي المادة التي يتم طلاءها بالكهرباء في أغلب الأحيان.
3. نظرًا لأن النيكل يشكل خطرًا على الجلد ويسبب تهيجًا، فلا يمكن استخدامه في الطلاء الكهربائي لأي شيء يتلامس مع الجلد.
تكلفة العملية: لا توجد تكلفة قالب، ولكن يلزم تركيبات لتثبيت المكونات؛ تختلف تكلفة الوقت باختلاف درجة الحرارة ونوع المعدن؛ تكلفة العمالة (متوسطة إلى عالية)؛ حسب نوع كل قطعة طلاء؛ على سبيل المثال، يتطلب طلاء أدوات المائدة والمجوهرات تكاليف عمالة عالية جدًا. بفضل معاييرها الصارمة للمتانة والجمال، تُدار بواسطة كوادر مؤهلة تأهيلاً عالياً.
التأثير البيئي: نظرًا لأن عملية الطلاء الكهربائي تستخدم العديد من المواد الضارة، فإن التحويل والاستخراج من قبل الخبراء ضروريان لضمان الحد الأدنى من الضرر البيئي.
وقت النشر: ٧ يوليو ٢٠٢٣
