الثني في المعادن

فهرس المحتويات

• ما هو الثني؟
• أنواع طرق الثني في المعادن
  • الثني على شكل “V”
    • الثني الهوائي (Air Bending)
    • الثني بالسكين (Coining Bending)
  • الثني على شكل “U”
  • الثني الدائري (Roll Bending)
  • الثني بمصفوفة الإسفين (Wipe Bending)
  • الثني الدوار (Rotary Bending)
• الخلاصة والاستنتاج

ما هو الثني؟

الثني في المعادن هو عملية تشكيل المنتجات المعدنية بدون قطع أو لحام. قدرة الثني في المعادن ترتبط مباشرة بنسبة الكربون فيها؛ فكلما زادت نسبة الكربون تقل قابلية الثني. وتُعد عملية الثني من العمليات الضرورية في الصناعة، كمثال، تعتبر مرحلة أساسية ومهمة في صناعة السيارات.

الثني يتم عن طريق تطبيق قوة بواسطة آلة أو جهاز على المعدن، ما يؤدي إلى ثني جزء من سطح الصفيحة المعدنية بزاوية وشكل محددين مسبقًا، غالبًا باستخدام قوالب على شكل “U” أو “V”. ومن مميزات استخدام الأجهزة القوية والفعّالة أنها يمكن أن تثني الأجزاء الصغيرة بسهولة، وتنتج العديد من المنتجات الحديثة المتنوعة.

أنواع طرق الثني في المعادن
الثني على شكل “V”

يعتبر هذا النوع من الثني الأكثر شيوعًا، حيث يُستخدم في معظم مشاريع الثني. في هذه الطريقة، يتم استخدام أداة تسمى السندان (الخرامة) ومصفوفة على شكل “V” لثني الصفائح المعدنية بزوايا مختلفة. خلال عملية الثني، يضغط السندان على الصفيحة المعدنية على مصفوفة “V” ويعتمد زاوية الثني على نقطة ضغط السندان. هذه الطريقة سهلة وفعّالة وتسمح بثني الصفائح الفولاذية دون تغيير موضعها.

يُنفذ الثني على شكل “V” عادة في كميات صغيرة باستخدام جهاز “Press Brake”، ويمكن أيضًا باستخدام أدوات مختلفة إجراء ثني على شكل “U” أو “Z”.

يمكن تصنيف طريقة الثني على شكل “V” إلى نوعين:

1. الثني الهوائي (Air Bending)
2. الثني بالسكين (Coining Bending)

تنقسم تقنيات الثني الهوائي إلى:

• الثني السفلي (Bottoming Bending)
• الثني الجزئي (Partial Bending)

فيما يلي توضيح خصائص كل تقنية.

الثني السفلي (Bottoming Bending)

يعتبر من أكثر تقنيات الثني شعبية، حيث يتلامس سطح العمل وسطح المصفوفة بعد الثني، مما يؤدي إلى تشكيل حواف ناعمة خالية من الزوايا الحادة. يتميز بدقة عالية خاصة عند الأحمال المنخفضة.

الثني الجزئي (Partial Bending)

في الثني الجزئي، لا يتلامس سطح القطعة مع المصفوفة بشكل كامل بعد الثني، ويتم الثني بشكل جزئي.

الثني بالسكين (Coining Bending)

يعتبر الثني بالسكين طريقة دقيقة جدًا ويستخدم بشكل واسع في تشكيل الصفائح المميزة بدون وجود ارتداد نابضي. يطبق ضغط على منطقة صغيرة مما يؤدي إلى إنشاء حفرة مميزة على الصفيحة.

كيفية اختيار قالب “V” في الثني

يعتمد عرض فتح قالب “V” في الثني على سمك القطعة “t”، وحجم الحمل، وشعاع المنتج الداخلي “iR”، وأقل طول للبارزة (flange). على الرغم من أن عرض “V” يعتمد على سمك “t” كما هو موضح في الجدول أدناه، إلا أن هناك عاملين مهمين يجب أخذهما بعين الاعتبار، هما إذا كان أقل طول للبارزة مقبولًا على حسب عرض “V”، حيث يصبح iR ≈ v/6 عند اختيار عرض “V”، ويحدد أقل طول للبارزة بعرض ثابت “V”.

الثني على شكل “U”

يشبه الثني على شكل “U” في قواعده وطريقة تنفيذه الثني على شكل “V”، ويستخدم نفس الأدوات ولكن بمصفوفة على شكل “U”. ويعد الثني على شكل “U” من أكثر طرق الثني شيوعًا نظرًا لكثرة استخدامه في الصناعات المختلفة.

الثني الدائري (Roll Bending)

يُستخدم الثني الدائري لتشكيل الصفائح المعدنية على شكل لفات أو منحنيات. يستخدم جهاز ضغط هيدروليكي وجهاز “Press Brake” وثلاثة بكرات لتحقيق ثنيات دائرية كبيرة، ويُعد مفيدًا لصنع المخاريط، الأنابيب، والأشكال المجوفة.

الثني بمصفوفة الإسفين (Wipe Bending)

هذه الطريقة تُستخدم لثني حواف الصفائح المعدنية، وتتكون العملية من أربعة عناصر: مصفوفة، وحامل الصفيحة، والسندان، وقطعة العمل. يتم تثبيت الصفيحة بين المصفوفة وحامل الصفيحة، ومن ثم يُطبق السندان القوة على حافة الصفيحة لتتم عملية الثني. لكن لا يمكن استخدام هذه الطريقة لزوايا أكبر من 90 درجة.

الثني الدوار (Rotary Bending)

تتميز هذه الطريقة بعدم تسببها بخدوش على سطح المعدن وتعتبر مثالية لتشكيل الزوايا الحادة. يتم تثبيت طرف السندان على الصفيحة، ومع تحريك الحذاء إلى الأسفل حول نقطة دوران، يتم الثني بشكل سلس.

الخلاصة والاستنتاج

تناول هذا المقال الثني في المعادن وطرق الثني الشائعة. يتم الثني عادةً باستخدام أجهزة “Press Brake” وتشمل الطرق الشائعة: الثني على شكل “V”، و”U”، والدائري، والدوار. تعتمد الطريقة المناسبة على المتطلبات والدقة وحجم العمل؛ فمثلاً، الثني على شكل “V” يستخدم عادة في كميات صغيرة، في حين أن الثني الدوار يُفضّل لأنه لا يسبب خدوشًا ويُشكّل زوايا حادة.