دليل لـ أنواع عمليات الدرفلة (Rolling Machining Processes). قارن بين درفلة الحديد على الساخن مقابل درفلة الحديد على البارد واكتشف كيف يُستخدم تشكيل الألواح المعدنية ودرفلة المواسير في درفلة المعادن الحديثة.
تُعد عملية درفلة المعادن عملية أساسية لتشكيل المعادن، حيث تُستخدم لتشكيل وتقوية وتشطيب المعادن من خلال قوى الضغط المطبقة بواسطة بكرات (Rrolls) دوارة. إنها واحدة من أقدم وأكثر التقنيات كفاءة في تشكيل المعادن، وتعمل كحجر الزاوية في التصنيع الحديث – حيث تنتج الألواح المتجانسة، والأسلاك، والأشكال الهيكلية التي تُبنى عليها منشآتنا.
تتضمن أنواع عمليات الدرفلة الحديثة تكاملاً للتحكم الدقيق والأتمتة، مما يسمح للمصنعين بتحقيق هوامش تفاوت أدق (Tighter Tolerances) وإنتاجية أعلى. سواء كانت لـ درفلة الصاج، أو درفلة الالمنيوم، أو إنتاج الأسلاك، فإن فهم أنواع عمليات الدرفلة يساعد في تحديد أفضل نهج لكل تطبيق.
تتضمن عملية درفلة المعادن تمرير قطعة العمل المعدنية بين بكرتين أو أكثر لتقليل سمكها، أو تغيير مقطعها العرضي، أو تحسين جودة سطحها. تعمل العملية على مبدأ التشوه اللدن (Plastic Deformation) – حيث يتم ضغط المعدن إلى ما بعد نقطة الخضوع (Yield Point) مع الحفاظ على مطيليته.
يتكون إعداد الدرفلة، أو ماكينات الدرفلة (Rolling Mill Machine)، من بكرات مثبتة في حامل ومدعومة بمحركات كهربائية. يمكن أن تتراوح هذه المطاحن من آلات بسيطة ذات ارتفاعين (Two-high) تعمل يدويًا إلى مطاحن مستمرة (Continuous Mills) مؤتمتة بالكامل ومتعددة الحوامل، اعتمادًا على متطلبات الإنتاج والدقة المطلوبة.
يعتمد التصنيف الأساسي في درفلة المعادن على درجة الحرارة. يحدد الاختيار بين الدرفلة على الساخن والدرفلة على البارد الخصائص الميكانيكية، وجودة السطح، وتكلفة المنتج النهائي.
بالإضافة إلى درفلة الحديد على الساخن والبارد، تُستخدم العديد من التقنيات المتخصصة لإنشاء هندسات ومكونات محددة:
بالنسبة للمُصنِّعين، تُعد هذه واحدة من أهم أنواع عمليات الدرفلة. تستخدم ماكينات الدرفلة ذات 3 أو 4 بكرات لثني الألواح المسطحة أو الصفائح إلى أجزاء أسطوانية، أو مخروطية، أو منحنية. إنها الطريقة الأساسية لتصنيع الخزانات (Tanks)، وأوعية الضغط (Pressure Vessels)، والأنابيب ذات القطر الكبير، والأغطية المخصصة. تُعرف أيضًا باسم تشكيل الألواح المعدنية.
تُعرف أيضًا باسم درفلة المقاطع (Profile Rolling)، وتستخدم بكرات محيطية مخصصة لتشكيل مقاطع عرضية محددة. هذه هي الطريقة التي يتم بها إنتاج الأشكال الهيكلية مثل عوارض I، وقنوات C، وزوايا الحديد بكميات كبيرة.
تنتج هذه العملية حلقات غير ملحومة للمحامل (Bearings)، والتروس، والشفاه (Flanges)، ومكونات التوربينات. يتم تدوير قطعة عمل مُشكَّلة مسبقًا على شكل دونات بين بكرات متعددة، والتي تطبق الضغط لزيادة قطرها وتقليل سمك جدارها، مع تحسين البنية الحبيبية لزيادة القوة.
هذه عملية درفلة الحديد على البارد تعمل على طبع الخيوط أو أسنان التروس على قطعة فارغة بدلاً من قطعها. عن طريق إزاحة المادة، فإنها تخلق خيطًا أقوى بكثير وأكثر مقاومة للإجهاد بجودة سطح أفضل من الخيط المشغل آليًا.
طلب عميل في مصنع درفلة الحديد لصناعة المعالجة الكيميائية مجموعة من خزانات الخلط المصنوعة من الاستانلس ستيل 316L. كان التحدي الرئيسي هو أن الخزانات تتطلب استدارة شبه مثالية (Near-perfect Cylindricity) للسماح بتركيب خلاط داخلي كبير وعالي السرعة سيمر على بعد 10 ملم من جدار الخزان.
التحدي:
يمكن أن تؤدي درفلة الألواح القياسية إلى "تسويح" عند خط اللحام (Seam) أو "تخروط" طفيف (Coning). أي انحراف في دائرية الخزان كان سيؤدي إلى اصطدام الخلاط بالجدار أو احتكاكه به.
حل "إنتاج" (Entag):
اخترنا ماكينات الدرفلة CNC ذات 4 بكرات. على عكس ماكينات الدرفلة ذات 3 بكرات، يمكن لآلة 4 بكرات ثني الحواف الأمامية والخلفية للوحة مسبقًا، مما يلغي النقاط المسطحة عند خط اللحام.
قمنا ببرمجة الماكينة بنصف القطر الدقيق وحسابات ارتداد المادة (Spring-back) لـ الاستانلس ستيل 316L. تم درفلة اللوح إلى أسطوانة مثالية في تمريرة واحدة.
تحقق فريق الجودة لدينا من الاستدارة باستخدام مقاييس نصف القطر والمسح ثلاثي الأبعاد (3D scanning)، مما ضمن أن الوعاء بالكامل حافظ على تفاوت استدارة يبلغ ± 1.5 ملم على طول 3 أمتار.
النتيجة:
تم تصنيع الخزانات بدقة استثنائية، مما سمح بحد تفاوت أضيق للخلاط. أدى هذا إلى تحسين كفاءة خلط العميل بنسبة 15% وأزال مخاطر الأعطال الميكانيكية.
تُعد ماكينات الدرفلة هي المعدات الأساسية للعملية. اعتمادًا على نوع المنتج، يمكن تكوين المطاحن على النحو التالي:
تدمج ماكينات الدرفلة الكهربائية الحديثة عناصر التحكم الذكية، ومستشعرات الحمل، وأنظمة التغذية الراجعة لتحسين استخدام الطاقة والحفاظ على تجانس المنتج.
درفلة المعادن لا غنى عنها في كل قطاع تقريباً:
عن المؤلف
عمر حليم
أخصائي أول التصنيع والتشكيل، إنتاج (Entag)
بخبرة عملية تزيد عن 20 عامًا، يقود عمر حليم قسم التصنيع الثقيل في "إنتاج". وهو متخصص في درفلة الألواح متعددة التمريرات (Multi-pass plate rolling)، وتشكيل المعادن الهيكلي، وتطوير إجراءات اللحام (WPS) للمكونات الصناعية واسعة النطاق. تضمن خبرته في تشوه المواد (Material Deformation) وDfMA (التصميم من أجل التصنيع) أن كل خزان، ووعاء ضغط، ومكون مُدرفل مخصص يفي بأعلى معايير التفاوت والسلامة الهيكلية.
تبقى الدرفلة واحدة من أهم أنواع عمليات الدرفلة في صناعة تصنيع المعادن – حيث تجمع بين الكفاءة العالية، وقابلية التوسع، والدقة الميكانيكية. من العوارض الهيكلية عالية القوة المشكلة بواسطة درفلة الحديد على الساخن إلى الألواح الملساء والدقيقة المصنوعة بواسطة درفلة الحديد على البارد، تخدم كل طريقة غرضًا مميزًا.
في "إنتاج"، نستفيد من درفلة الألواح عالية الدقة ودرفلة الأشكال كجزء من خدمات التصنيع المتكاملة لدينا. من خلال فهم الخصائص الفريدة لكل عملية درفلة، يمكننا مساعدة شركائنا في تصميم وتصنيع مكونات ليست قوية ووظيفية فحسب، بل فعالة من حيث التكلفة ومصممة لتدوم طويلاً.
👈 هل تحتاج إلى تشكيل أسطوانات أو أقماع أو هياكل معقدة؟ اتصل بفريق التصنيع لدينا اليوم.
1. ما استخدامات الدرفلة (Rolling Machining)؟
تُستخدم الدرفلة لتقليل سماكة المعادن، وتحسين جودة السطح، أو تشكيل المعادن إلى أشكال محددة مثل الكمرات والصفائح والألواح والحلقات. وتُعد تقنية أساسية في قطاعات البناء والسيارات والطاقة والتصنيع العام.
2. ما الفرق بين الدرفلة على الساخن والدرفلة على البارد؟
تتم الدرفلة على الساخن فوق درجة إعادة تبلور المعدن، مما يعطي قابلية تشكيل أفضل ولكن بدقة أقل. أما الدرفلة على البارد فتتم في درجة الحرارة العادية، وتوفّر مقاومة أعلى، وتحمّل أضيق، وتشطيبًا سطحيًا أكثر نعومة.
3. ما أبرز الصناعات التي تعتمد على عمليات الدرفلة؟
تعتمد صناعات مثل البناء، والسيارات، والنفط والغاز، وتوليد الطاقة، والطيران، والصناعات الثقيلة بشكل كبير على عمليات الدرفلة لإنتاج مكوّنات هيكلية وقطع معدنية دقيقة.
4. ما أهم مميزات الدرفلة على البارد؟
تزيد الدرفلة على البارد من قوة المعدن بنسبة قد تصل إلى 20%، وتوفر تشطيبًا سطحيًا ممتازًا، وتتيح تحكمًا دقيقًا جدًا في السماكة والأبعاد.
5. ما استخدامات درفلة الألواح (Plate Rolling)؟
تُستخدم درفلة الألواح لتشكيل الصفائح المعدنية المسطحة إلى أسطوانات، أو مخاريط، أو أشكال منحنية مخصصة. وهي شائعة في تصنيع الخزانات، وأوعية الضغط، والأنابيب الصناعية، والصوامع، والهياكل المعمارية.
6. ما هي درفلة الحلقات (Ring Rolling) وما أهميتها؟
تعمل درفلة الحلقات على توسيع حلقة معدنية مُشكّلة مسبقًا إلى حلقة أكبر بدون لحام، مع قوة عالية وبنية حبيبية ممتازة. وتستخدم في تصنيع المحامل، والتروس، وحلقات التوربينات، والفلنجات.
7. لماذا تُفضّل ماكينات الدرفلة ذات الأربع بكرات (4-Roll) في الأعمال عالية الدقة؟
يمكن للماكينات ذات الأربع بكرات تنفيذ عملية الـPre-Bending للطرفين، ما يزيل المناطق المسطحة ويضمن شكلاً دائريًا مثاليًا، مما يجعلها مثالية لأعمال الضغط العالي مثل أوعية الضغط وخزانات الستانلس ستيل.
8. ما جودة السطح المتوقعة من المعادن المدرفلة على الساخن؟
عادةً ما يكون سطح المعدن المدرفل على الساخن خشنًا ومغطى بطبقة Scale ناتجة عن الأكسدة. وللحصول على تشطيب ناعم، يُفضّل استخدام الدرفلة على البارد أو عمليات التشطيب الثانوية.
