حصالة نقود متأرجحة: Zamak 5 وتشغيل CNC وطلاء PVD

الفجوة في حصالة النقود هذه من Zamak لم تُغلق عند 0.05 مم إلا بعد أن انتقل القطع التشطيبي إلى ما بعد التلميع. صب الزنك أوصل نصفي القشرة إلى الرسم في Zamak 5، والوصلة تمر عبر أوسع شريط ظاهر في القطعة. وفي الدفعة الأولى انزلقت شفرة 0.05 مم مسافة 0.10–0.12 مم. ونقل عملية واحدة في المسار أغلقها، والبوابات الأربع أدناه هي ما تُحكم به كل دفعة. ولم يكن العيب في القالب ولا في السبيكة، بل في موضع عملية واحدة داخل المسار.

الطلب: نصفان وفجوة ظاهرة واحدة

القطعة حصالة مكتبية تعود قائمة بعد دفعة، تُباع هديةً وتبقى على منضدة. ونصفاها المصبوبان يلتقيان عند خط الاستواء، فتقع الوصلة في الشريط الذي يُنظر إليه أولًا. ولا شيء يغطي ذلك الخط، فالمظهر هو الفحص الحاسم في كل دفعة.

الوزن في وسادة 12 مم مصبوبة مع النصف السفلي. لا ثقل فولاذي مُدخل ولا كتلة منفصلة، فالميزة التي تعيد الحصالة قائمة هي نفسها التي تضع مشكلة التبريد في القاعدة. وجدار القشرة بجانبها 1.2–1.5 مم.

أربعة حدود دخلت الرسم مبكرًا، ولم يسمِّ واحد منها تسلسلًا. وتلك الثغرة كلّفت الدفعة الأولى.

التصادم: الفجوة مقابل احتياطي التلميع

التلميع إزالة معدن، والعجلة لا تعرف أي وجه يحمل التسامح. تمريرة واحدة ترفع نحو 0.05 مم من كل وجه، وهو كل احتياطي الفجوة. والتمريرة نفسها تدوّر حرف تلاقٍ مربعًا، لأن العجلة تضغط وتجرّ بدل أن تقطع مستويًا. والفرق بين القطع والتلميع هو الفرق بين إزالة مضبوطة وإزالة لا تعرف أين تتوقف.

حرفان مدوّران لا ينغلقان على خط، بل ينغلقان على شق على شكل V، فمه إلى الضوء. والشفرة المدفوعة عند الوصلة تدخل الشق لا الفراغ بين الوجهين، فالرقم المقروء عمق إدخال.

العمل عند العجلة لا يستعيد ذلك القياس. فالمعدن غادر السطح الذي يجلس عليه النصفان، والتشطيب لا يعيده. وينتهي التصادم حين يُقطع المقعد بعد آخر تمريرة للعجلة. والتسلسل الذي يضع القطع التشطيبي أبكر يترك الحرف للتلميع. والترتيب هنا ليس تفصيلًا إداريًا، بل الفرق بين قياس يُقرأ مرة واحدة وقياس يتغير مع كل دفعة.

قرار المسار: التشغيل قبل التلميع أم بعده

كان مساران على الطاولة، وكلاهما ينتهي بقطعة مطلية. المسار A يشغّل وجه التلاقي أولًا، ويلمّع القشرة، ثم يطلي. والمسار B يلمّع أولًا، ويقطع وجه التلاقي من مرجع لم تلمسه العجلة، ثم يطلي.

المسار A يحفظ تجهيزًا واحدًا، ولهذا يبدو أرخص في عرض السعر. وهو أيضًا يضع القطع التشطيبي قبل العجلة، فيكون الحرف الذي كان مربعًا عند المخرطة مدوّرًا عند التلاقي. وتتبع الفجوة التلميع بدل الرسم. والفرق بين المسارين لا يظهر في عدد العمليات، بل في موضع العملية الواحدة.

المسار B يضيف تثبيتًا ثانيًا على كل قطعة من أجل تشغيل وجه التجميع. وتلك الكلفة على عرض السعر؛ أما كلفة المسار A فتصل لاحقًا، عند طاولة العمل، دفعةً مرفوضة. ولهذا أخذ البرنامج المسار B.

الدفعة الأولى: ماذا قرأ المقياس

جرت التجربة على التسلسل الذي بُني له القالب: صب، تلميع، تشغيل، طلاء. ودخلت الشفرة كل وصلة عاينوها على طاولة العمل، بقراءة 0.10–0.12 مم أمام حد 0.05 مم. وحُجزت القطع بدل شحنها. وكل نقطة عاينوها أعادت الرقم نفسه تقريبًا، وهذا التكرار هو ما جعل التشخيص ممكنًا.

كانت الخطوة الظاهرة تغيير القالب، وكانت خطأ. فالقراءة التي ترتفع في دفعة أولى تشير إلى ترتيب العمليات قبل أن تشير إلى الفولاذ. وشق على شكل V فسّر الرقم دون تغيير القالب: الحرف كان مدوّرًا، والشق سمح للشفرة بأن تتجاوز الوجهين.

وذلك التشخيص يصمد ما دامت القراءة تتكرر حول الوصلة وتتبع خط التلميع. أما القراءة التي تتغير من تجويف إلى آخر، أو تظهر على وجه لم يلمّعه أحد، فتردّ السؤال إلى الصب.

ما تغيّر: التلميع أولًا ثم التشغيل التشطيبي

تحرّكت خطوة واحدة في المسار. فالتلميع يجري الآن قبل القطع التشطيبي، والقطع يأخذ مرجعه من وسادة داخل التجويف لا تبلغها العجلة. والطلاء آخرًا على قطعة مخفية. والخطوة التي تحركت لم تكن خطوة إضافية، بل خطوة أُعيد ترتيبها فقط.

مرجع على القشرة الملموعة سينقل كل خطأ تلميع إلى الفجوة، لأن ذلك السطح يتحرّك بين التجهيزات. أما الوسادة الداخلية فلا تتحرك، فيرى القطع الهندسة نفسها مرتين. والإخفاء يبقي الطبقة بعيدًا عن أوجه الجلوس، وطلاء PVD يعمل عند 0.5–3 ميكرون، وهو كافٍ لإبعاد النصفين إذا بلغهما.

تثبيت واحد وتجهيزة واحدة هي الكلفة المضافة. وكل ما بعدها يرث الوجه المصحح، بما في ذلك الحامل عند المطلي. والتسلسل مفصّل في مسار عمليات هذه القشرة.

الشكل 1. تشغيل المقعد بعد التلميع يترك حرفًا مربعًا حيث يلتقي النصفان.

النتائج أمام أربعة معايير

تُحكم كل دفعة على أربعة فحوص، ولكل فحص طريقة يستطيع مفتش ثانٍ تكرارها. والفجوة تنجح حين تتوقف شفرة 0.05 مم عند فم الوصلة في كل نقطة معاينة، ويُقرأ الحد على القطعة المجمعة لا على نصف منفرد. واستواء وجه التلاقي يُقرأ على CMM أمام نطاق 0.05 مم.

والتشطيب على الوجه الظاهر يُقرأ بمقياس خشونة محمول بعد التلميع وقبل الطلاء، عند Ra 0.5. ثم يُقطع الطلاء متقاطعًا ويُشدّ بشريط وفق ASTM D3359، وهو يدرّج الالتصاق على سلّم يكون فيه 4B–5B نطاق النجاح.

فحصان للطلاء يجلسان في البوابة الرابعة لأنهما يفشلان لأسباب مختلفة. فالالتصاق يبلّغ عن تحضير السطح، والرذاذ الملحي المتعادل وفق ASTM B117 لمدة 48 ساعة يبلّغ عن تتابع الطبقات. ويمكن أن ينجح أحدهما ويفشل الآخر، ولهذا يُسجَّل الاثنان.

القيم المقاسة لكل دفعة في تقرير المشروع. وما تحمله هذه الصفحة هو الحدود الأربعة التي قُرئت أمامها تلك القيم، والطريقة خلف كل حد. والطلاءات الزخرفية على قطع الصب تغطي تتابع الطبقات الذي تختبره البوابة الرابعة.

ما سيفعله البناء التالي بشكل مختلف

وسادة 12 مم وجدار 1.2–1.5 مم يلتقيان عند نسبة مقطع تتصلب بغير انتظام. فالمعدن السميك يبرد أخيرًا، ومسار التغذية خلفه ينغلق والوسادة ما زالت سائلة. فتحط علامة انكماش على الوجه المقابل للوسادة، والتلميع يلمّع حرفها حتى تصير حلقة تحت ضوء مائل. والعلامة لا تُرى على المعدن الخام، بل بعد أن يستوي الوجه ويصبح الانحناء وحده هو ما يعكس الضوء.

ميل عند الانتقال، وبوابة على الجانب السميك، وتبريد منفصل للوسادة تنقل تلك العلامة بعيدًا عن الوجه الظاهر. وترقيق الوسادة يزيل العلامة أيضًا، بثمن الكتلة التي تعيد الحصالة قائمة. وكثافة Zamak 5 وميزانية الوزن تبيّن إلى أي مدى يمكن أن يذهب المقطع قبل أن تتوقف الحصالة عن العودة قائمة.

الشكل 2. الوسادة مصبوبة مع النصف السفلي، فالوزن هو الصب لا قطعة مُدخلة.

التغيير الآخر ينتمي إلى الرسم لا إلى القالب. فاحتياطي التلميع يأخذ قيمة ومرجعًا، ليعرف القطع التشطيبي من أين يقطع ومن أين يبدأ.

قواعد قابلة للنقل

ثلاث قواعد خرجت من هذا البرنامج، وكلها تنطبق قبل قطع القالب. ضع القطع التشطيبي بعد آخر خطوة تزيل معدنًا من المقعد. وأعطِ ذلك القطع مرجعًا لا يبلغه التلميع.

القاعدة الثالثة تخص القراءة. فشفرة 0.05 مم عند وصلة مدوّرة تقيس عمق الإدخال، فعلى الرسم أن ينص على موضع توقف الشفرة، لا على عرض الفجوة فقط. وبدون ذلك السطر يستطيع مفتشان قراءة وصلة واحدة والاختلاف. والقاعدة نفسها تنطبق على أي وصلة تُقاس بشفرة، لا على هذه الحصالة وحدها.

مشروع Zamak السابق مع PVD أجرى تتابع الطبقات نفسه على قطعة أخرى، وانتقلت الفحوص الأربعة بتغيير قيمة الفجوة فقط. وبدء طلب العرض التالي بهذه الأربعة أرخص من اكتشافها من جديد على طاولة العمل.