صندوق ألمنيوم مصبوب بالقالب: جدار 2.5 مم واستواء 0.10 مم
يقوم صندوق تحكم من الألمنيوم، مصبوب بالقالب HPDC بقياس 120 × 90 مم، على وجهين: وجه الفتحة الذي يُغلق عليه الغطاء، والوجه العلوي الذي تستقر تحته اللوحة. ويصب خيار الصب بالقالب HPDC جدرانًا بسماكة 2.5 مم وأضلاعًا بسماكة 2.0 مم وأعمدة M3 في حقنة واحدة، ثم يفرز وجه الفتحة مستويًا، ويحجب أسطح التلاقي قبل الطلاء.
يبلغ مقاس الصندوق 120×90×45 مم ووزنه 380±30 غ، ويُضبط وجه الفتحة عند 0.10 مم، ومواضع أعمدة M3 ضمن Ø0.2 مم. وكل رقم هنا هدف الرسم، والسبيكة محددة ADC12 حسب ASTM B85 في حالة الصبّ F، بلا معالجة حرارية لاحقة.
ما الذي يستبدله الصب بالقالب HPDC في صندوق 120 × 90 مم؟
يستبدل الألمنيوم المصبوب بالقالب صندوقًا من صفائح فولاذية مطوية، أو مقطعًا مبثوقًا يُغلق بغطاءين طرفيين، والاستبدال ينقل العمل بين المكبس والمنصة. فالصندوق المطوي لا يحتاج قالبًا، لكن درزًا يمتد على كل زاوية، والدرز يحتاج لحامًا أو حشوة إحكام قبل أن يُعدّ الصندوق محكمًا.
وعند 120 × 90 × 45 مم بجدار 2.5 مم، يحمل القالب الشكل في حقنة واحدة، وتحمل المنصة الوجهين المفروزين والأعمدة المسنّنة وخطوات الطلاء. ورقم الجدار يُغلق أولًا، ونقطة بدء سماكة الجدار تدافع عن الحجة نفسها من الطرف الآخر، من جهة التصميم لا من جهة ما يخرج من القالب.
والصندوق المطوي ينفق على العمالة، والمصبوب ينفق على قالب يُقطع مرة واحدة، والكمية الصغيرة تلقى كلفة القالب قبل أن تلقى كلفة المعدن، فالقالب أول ما يواجه الطلب لا آخره.
أي المقاسات تُثبَّت قبل قطع القالب؟
تُغلق خمس خصائص قبل قطع القالب، إذ التغيير بعد القطع عمل على القالب نفسه، لا تعديل على ورقة. اثنتان منها حدّان لا يُتجاوزان، وثلاث قيم اسمية تعيش داخل تفاوت، والجدول يفصل بينها: فالحد يُفحص على القطعة، والاسمي يُثبَّت على الرسم.
| الخاصية | الهدف | النطاق المسموح | يُحدده |
|---|---|---|---|
| استواء وجه الفتحة | 0.10 مم كحد أقصى | لا يتجاوز 0.10 مم | القالب وتمريرة التشطيب |
| المحيط عند الفتحة | 120 × 90 مم | ± 0.3 مم | القالب وقطع الفتحة |
| سماكة الجدار | 2.5 مم | 2.5 ± 0.2 مم | القالب والبوابة |
| سماكة الضلع | 2.0 مم | لا تفاوت مذكور | القالب |
| موضع عمود M3 | Ø0.2 مم كحد أقصى | لا يتجاوز Ø0.2 مم | القالب ثم أداة التسنين |
وحيث تلتقي الأضلاع والنوافذ والأعمدة، تحسم خصائص الجدار أي الخمس يتحرك مع غيره، وأيها يبقى وحده على الرسم. والخصائص الخمس لا تتساوى في الكلفة: ما يمسّ القالب يكلّف عملًا على العدة، وما يمسّ التثبيت يكلّف ترتيبًا في المنصة.
لماذا يكون وجه الفتحة مرجعًا لقطع الوجه العلوي؟
يكون وجه الفتحة مرجعًا لأن الغطاء يُغلق عليه، واللوحة تتدلى من أعمدة قائمة عليه، فيصير لكل قطع آخر وجه يُقاس منه. والمرجع هو الوجه الذي تُبنى عليه القراءة الأولى، فإذا تحرك تحرك كل ما قيس منه، ولو بقيت الأرقام نفسها على الورق.
ولا تُنهي تمريرة واحدة الوجهين وتحفظ ذلك المرجع، فتمضي السلسلة على مرحلتين: تفريز وجه الفتحة تفريزًا خشنًا لتثبيت المرجع، ثم تفريز الوجه العلوي منه، ثم إزالة الإجهادات، ثم تفريز وجه الفتحة نهائيًا. وهذا الترتيب فرضية بانتظار موافقة المسبك، لا عرفًا مثبتًا في ورشة بعينها.
ومرجع مأخوذ من الوجه العلوي يقلب التمريرتين. فتثبيت المرجع على وجه الفتحة يكلّف قرارًا واحدًا في مرحلة الرسم، ونقله لاحقًا يكلّف تثبيتًا ثانيًا على كل صندوق، ويُدفع مرة بعد مرة لا مرة واحدة.
كيف تمتلئ جدران 2.5 مم حول أضلاع 2.0 مم؟
في تصميم القالب هذا تُوضع البوابة عند المقطع السميك في القاع، بانتظار موافقة المسبك، فيدخل المعدن من القاع ويعبره ويصعد الجدران 2.5 مم من الداخل. وتتغذى الأضلاع 2.0 مم من الجدار الذي تلقاه، وجذر الضلع الأبعد عن البوابة يمتلئ آخرًا، لأن المعدن يبلغه بعد أن يكون قد برد في طريقه.
والمصهور عند 650–680 °C والقالب عند 200–230 °C قيمة نموذجية، والنطاق ضيق، إذ يتجمد الجدار قبل الأضلاع. فخفض المصهور قد يُحدث التحامًا باردًا في الجدار قبل أن تمتلئ الأضلاع، ورفعه يجعل الأصول تحتاج تغذية أكثر مما تمرره البوابة. فالنطاق نتيجة أن الجدار والأضلاع لا يتجمدان في لحظة واحدة.
وجذر الضلع بقعة ساخنة في قطعة لا مقطع سميك فيها في مكان آخر، فلا كتلة قريبة تسحب الحرارة منه أو تغذيه، ويتجمد الجذر وحده. وصفحة جذر الضلع تجيب عن الانكماش السطحي على ذلك الوجه بعد الطلاء.
أين يقع نطاق المصهور في صندوق رقيق؟
يقع النطاق في ثلاثة مواضع لا في قيمة واحدة: التعزيز يرفع ضغط الحقنة إلى 70–90 MPa بعد الحقنة، والدورة 55–75 ثانية، ومصارف الفائض في الأركان الأربعة. والضغط يعمل عبر البوابة عند القاع، ويُقاس عند المكبس ثم يفقد جزءًا منه في الممر، فالجدار البعيد عن البوابة يرى ضغطًا أقل.
والدورة تحفظ حرارة القالب بين الحقنات، ومصارف الأركان الأربعة تأخذ الجبهة الباردة قبل أن تبلغ جذر ضلع. والضغط والدورة قيمة نموذجية، وتخطيط المصارف هدف الرسم يُثبَّت على الورق قبل الحقنة الأولى.
ولأن الدورة تقع عند 55–75 ثانية، فزمن الكبس بند في عرض السعر، والدورة الأطول ترفع كلفة كل حقنة، ولو لم يتغير الوزن ولا القالب.
أي الأوجه تُشغَّل بعد الصب؟
يشمل التشغيل وجهين ومجموعة ثقوب واحدة: وجه الفتحة والوجه العلوي وأعمدة M3. والأوجه المصبوبة تحفظ تشطيب القالب، فما لا يُفرز يبقى كما خرج، وهذا سبب أن التشغيل لا يغطي الصندوق كله.
وتمر السلسلة بالصب، ثم قطع البوابات، ثم التشطيب الاهتزازي، ثم تفريز وجه الفتحة والوجه العلوي، ثم التسنين، ثم الغسل، ثم الطلاء مع حجب أسطح التلاقي، ثم الفحص النهائي. ثماني خطوات، والفارزة وأداة التسنين وحدهما تغيّران مقاسًا، وما بينهما من خطوات لا يمسّ الحدود.
ووجهان يُفريزان في تثبيتين هما محطتان، فينقسم بند التشغيل في عرض السعر هناك لا عند أول خطوة. وموضع النوافذ والأعمدة مقابل هذين الوجهين مبين في الخصائص التي تحتاج تفريزًا.
لماذا تُسنَّن أعمدة M3 بعد التشغيل؟
يأتي التسنين بعد التفريز لأن أداة التسنين يجب أن تتبع المرجع الذي قطعته الفارزة للتو. فالتسنين أولًا يضع السن حيث وضعه الصب، فيختلف العمود والوجه بمقدار ما أزالته الفارزة، ويكون الفرق قد دخل بين قطعة مقبولة وقطعة تُرفض.
والسن المقطوع في عمود مصبوب مسامي قد يُقلع عند التجميع، والسن المقلوع يُتلف صندوقًا يحمل وجهيه المفروزين أصلًا، فتعود الخسارة إلى آخر خطوة لا إلى أولها. ولهذا يُقرأ السن بمقياس المرور ثم بالعزم؛ فالمقياس يرى هيئة السن ولا يرى ما حولها من مادة تحمله.
ومعايير الإفراج عن ذلك السن في صفحة السن المقلوع ضمن قائمة الأسئلة أدناه.
لماذا يُحجب سطح التلاقي قبل الطلاء؟
تحمل أسطح التلاقي حجبًا لأن غشاء 60–80 ميكرومتر، بين وجهين يجب أن يتلاقيا، يرفع الغطاء عن مقعده ويترك فجوة لم تُحسب في الرسم.
والحجب بند على الرسم، لا مادة استهلاكية تُستهلك في الخط. فرسم الحجب يسمّي وجه الفتحة وقمم الأعمدة وكل ثقب M3، وطريقة بناء تلك القائمة بالثقب لا بالمساحة مبينة في صفحة الحجب؛ فالمساحة الكلية لا تدل على الثقب الذي سيُغلق.
ويأخذ هذا الصندوق سطحين على وجهين مختلفين: طلاء بودري 60–80 ميكرومتر من الخارج، وأكسدة موصلة 0.3–1.0 ميكرومتر وفق MIL-DTL-5541 Type II في التجويف حيث يلزم مسار تأريض، وصفحة الطلاءات العازلة والموصلة تغطي ذلك الغشاء. والبودرة بسمك 60–80 ميكرومتر واختبار القطع المتقاطع يخصان التشطيب البودري؛ أما التشطيب الموصل فيُفرَج عنه بالسماكة وبمقاومة تلامس 2.5 mΩ أو أقل.
كيف يُفرَج عن وجه الفتحة باستواء 0.10 مم؟
يُفرَج عن وجه الفتحة بلوح قياس ومقياس ثغرات بشريحة 0.10 مم: يستقر الوجه على اللوح، ويجب ألا تدخل الشريحة حول الإطار. والقراءة تؤخذ من قطعة حرة، إذ وجه يُقاس في التثبيت يُقرأ بالنسبة إلى التثبيت، فلا يقول شيئًا عن القطعة بعد فكّها.
وتمريرة التشطيب تأتي أخيرًا في ترتيب التمريرتين، بعد إزالة الإجهادات إذا كان المسار يشملها. وفي سجل مثال، بلغت ست قطع من 200 قيمة 0.15 مم، وقرأ الفحص المعاد بعد تغيير العملية 0.06 مم، والفحص بعد التغيير هو ما يثبت أن التمريرة عادت إلى هدفها.
وسبب تحرك الوجه تحت الطرد والتثبيت يعود إلى صفحة وجه الفتحة، وهي تستخدم فحص اللوح نفسه، وتفصل بين ما يفعله الطرد وما يفعله التثبيت.
أي المقاييس تُفرج عن صندوق مطلي؟
ستة فحوص تُفرج عن صندوق مطلي. فوجه الفتحة يُفحص على لوح بمقياس ثغرات، ومواضع الأعمدة تُفحص بمقياس إحداثيات (CMM)، والجدول أدناه يحمل الأربعة الأخرى.
| الفحص | المواصفة | قاعدة القبول | المقياس |
|---|---|---|---|
| السن M3 | M3 | مقياس المرور يمر، ومقياس عدم المرور لا يمر | مقياس مرور/عدم مرور |
| عزم الإثبات | 2.5 N·m | يثبت دون دوران | مفتاح عزم |
| سماكة الطلاء، التشطيب البودري | 60–80 ميكرومتر | ضمن النطاق | مقياس سمك مغناطيسي |
| التصاق الطلاء، التشطيب البودري | ISO 2409 ≤1, الدرجة 1 أو أفضل | الدرجة 0 أو 1 | أداة القطع المتقاطع |
| وجه المظهر | لا شيء مرئي عند 300 مم | أي أثر مرئي يُرفض | مصباح D65 |
ووقت المنصة يتبع الفحوص الستة، واللوح ومصباح D65 يحسمان معظم الخلافات، إذ يحكم كليهما على وجه لا يراه مقياس آخر. والطلاء الذي يتقشر عند القطع المتقاطع يُرفض مهما قرأ مقياس السمك، فالقراءتان تُكتبان في تقرير واحد، ولا تُقرأ إحداهما بدل الأخرى.
متى يكون الصندوق المطوي أو المبثوق الخيار الأفضل؟
يفوز الصندوق المطوي حين تكون الكمية أصغر من أن تسدد كلفة قالب، وحين لا يكون الحجب الوظيفة الحاسمة. ويفوز المقطع المبثوق حين يبقى المقطع ثابتًا وتُغلق الأطراف بأغطية، لأن عدته أقل كلفة من القالب، ومقطعه يبقى واحدًا من قطعة إلى أخرى.
ويفوز الصب بالقالب HPDC حين يجب أن تحمل قطعة واحدة أعمدة ونوافذ وفتحة مستوية، وحين تمتد الكمية بما يكفي لتوزيع كلفة القالب. فالقالب لا يُستهلك مع القطعة الأولى، بل يبقى بعدها.
والصب والتشغيل في طلب واحد يجريان كسلسلة واحدة، كما في حالة غطاء هيكل ألمنيوم.
وهذا الصندوق يخدم تجهيزات داخلية، والرسم لا يدّعي تعرضًا خارجيًا أو لرذاذ الملح. اطلب الجدار ومواضع الأعمدة ووجه الفتحة في ثلاثة سطور منفصلة قبل اختيار العملية، فكل سطر منها يقع في مكان آخر من السلسلة.
ماذا يحوي عرض سعر صندوق HPDC؟
أربعة بنود تغطي الخطوات الثماني، والقالب يحملها كلها دون أن يكون بندًا منها. فالصب مع قطع البوابات والتشطيب الاهتزازي يأخذ الخطوات من الأولى إلى الثالثة، والوجهان المفروزان مع التسنين يأخذان الرابعة والخامسة، والغسل والحجب والطلاء وفحوص الإفراج تأخذ السادسة إلى الثامنة. والقالب يظهر في كل بند ولا يُحسب بندًا مستقلًا.
وفي صندوق 380 غ، المعدن مدخل واحد من أربعة، وعرض سعر مبني على الوزن يفوّت القالب وتمريرتي التفريز والحجب وفحوص الإفراج، فيقيس مدخلًا واحدًا ويظن أنه قاس القطعة.
والقالب أحادي التجويف من H13 بعمر تصميمي 150,000 حقنة، وكلفته لا تتحرك مع الكمية، فالكمية القصيرة تحمل نصيبًا كبيرًا منها على كل صندوق. وإزالة الإجهادات، حيث تحملها السلسلة، تضيف موقعًا في الفرن بين تمريرتي التفريز وتقع في البند الثالث.
وأربعة بنود تنتظر المسبك: درجة ADC12، وتخطيط القالب وعمره التصميمي، وإزالة الإجهادات، وتشطيب السطح. وما دامت هذه البنود معلّقة، فالعرض يبقى حدودًا لا وعدًا.
أرسل الرسم بالخصائص الخمس المثبَّتة والسطح المختار وقائمة الحجب، وافحص وجه الفتحة والسن على أول عينة، فما يُقبل على العينة الأولى هو ما يُقبل على الدفعة.
الأسئلة الشائعة
ما الذي يسأل عنه المشتري قبل طلب عرض سعر لصندوق؟
ثبّت الخصائص الخمس قبل قطع القالب، ثم حدّد تشطيب السطح وقائمة الحجب قبل أول قطعة مطلية.
