التقنيات المستخدمة

التقنيات وراء التميّز

تتبوأ شركة تجديد للتصنيع مكانة ريادية في مجال الابتكار الصناعي من خلال تبنّي أحدث التقنيات المتقدمة التي تُعيد تعريف كيفية استعادة المكوّنات الحيوية وتعزيز أدائها وإطالة عمرها التشغيلي. نحن نركّز على تقديم حلول تعتمد على الدقة العالية والتحمل الفائق والكفاءة التشغيلية، لتلبية متطلبات القطاعات الصناعية ذات الأداء العالي.

ترسيب المعادن بالليزر, ثورة صناعية في إعادة تصنيع المكوّنات الصناعية

تُعد تقنية ترسيب المعادن بالليزر (Laser Metal Deposition – LMD) من أحدث تقنيات التصنيع بالإضافة (Additive Manufacturing – AM) ، وتنتمي إلى فئة الترسيب الموجّه للطاقة (Direct Energy Deposition – DED) ،وتُستخدم هذه التقنية المتقدمة في إعادة تصنيع ومعالجة وتحسين الخصائص الميكانيكية لقطع الغيار الصناعية عالية القيمة، خاصة تلك التي تتعرض لظروف تشغيلية قاسية في قطاعات مثل النفط والغاز، الطاقة، التعدين، الصناعات الثقيلة، وغيرهم وتتطلب أعلى مستويات الموثوقية والأداء.

تعتمد تقنية ترسيب المعادن بالليزر على مبدأ دمج المعدن الجديد مع السطح الأصلي للمكوّن باستخدام شعاع ليزر عالي الطاقة. يتم توجيه هذا الشعاع بدقة إلى المنطقة المتضررة أو المتآكلة من المكوّن، حيث يُنشئ بركة صهر موضعية صغيرة. في نفس الوقت، يتم تغذية مسحوق معدني (أو أحيانًا سلك معدني) إلى هذه المنطقة باستخدام نظام تغذية دقيق. يتفاعل المسحوق مع بركة الانصهار ويندمج مع السطح الأصلي، مكوّنًا طبقة معدنية مترابطة تندمج بشكل قوي ومباشر مع المادة الأساسية.

يتم تكرار هذه العملية بشكل طبقي، ما يسمح بإعادة تشكيل الجزء المتضرر أو بناء ميزات هندسية جديدة على سطح القطعة، مع التحكم الكامل في الشكل والأبعاد والخواص الميكانيكية.

منظومة متكاملة من التقنيات المتقدمة

في شركة تجديد للتصنيع، لا تقتصر رؤيتنا على استخدام تقنية واحدة فحسب، بل نعمل ضمن منظومة متكاملة من التقنيات الحديثة التي تُدار وفق معايير صناعية صارمة، لضمان تحقيق أعلى مستويات الجودة، والكفاءة التشغيلية، والتكرارية الدقيقة في جميع عملياتنا. تتكامل هذه المنظومة لتوفير حلول متقدمة تُلبّي احتياجات الصناعات عالية التخصص. وتشمل أبرز عناصرها:

أنظمة تغذية المساحيق المؤتمتة: نستخدم أنظمة متقدمة للتحكم في معدل تدفق المسحوق المعدني بدقة عالية، بما يضمن ترسيبًا منتظمًا ومتجانسًا للمادة في كل طبقة، ويعزز جودة التصنيع ويمنع التفاوت بين القطع.
التكامل مع الأنظمة الروبوتية وأنظمة التحكم الرقمي (CNC): نُوظف روبوتات صناعية عالية الدقة وأنظمة تحكم رقمي ثلاثي الأبعاد (CNC) لمعالجة القطع ذات الأشكال الهندسية المعقدة، مما يقلل من التداخل البشري، ويرفع من الإنتاجية ويُحسّن جودة النتائج.
أنظمة مراقبة وتحكم لحظي بالعمليات: يتم مراقبة جميع المعايير الحيوية أثناء العملية مثل طاقة الليزر، معدل تغذية المسحوق، ودرجات الحرارة في الوقت الحقيقي، ما يتيح الحفاظ على استقرار العملية، وتحقيق أعلى درجات الدقة وقابلية التتبع لكل جزء يتم إنتاجه.
الهندسة العكسية باستخدام المسح ثلاثي الأبعاد:نُوظّف تقنيات المسح ثلاثي الأبعاد والنمذجة الهندسية لإعادة إنشاء القطع التالفة أو غير المتوفرة رقميًا. من خلال هذا، يمكننا إعادة تصنيع أجزاء نادرة أو باهظة الثمن بدقة عالية، مما يوفر حلاً فعالًا لتجديد المعدات دون الحاجة لشراء بدائل جديدة.
تطوير سبائك مخصّصة وفق متطلبات التشغيل: بالتعاون مع نخبة من موردي المواد المتخصصين، نعمل على تصميم وتطوير تركيبات سبائكية متقدمة ومصممة خصيصًا لتحمّل البيئات التشغيلية الصعبة، مما يضمن أداءً طويل الأمد وموثوقًا في مختلف التطبيقات.
أدوات فحص واختبار دقيقة لضمان الجودة: نستخدم مجموعة من تقنيات الفحص المتقدمة، تشمل اختبارات الصلادة، التحاليل المجهرية، وفحوصات الالتصاق والتشقق، لضمان توافق جميع المنتجات مع المواصفات الفنية الصارمة، وتحقيق رضا العملاء في كل مشروع.

كيف تعمل تقنية ترسيب المعادن بالليزر

تعتمد تقنية ترسيب المعادن بالليزر (LMD) على مبدأ بناء طبقات معدنية جديدة فوق سطح قطعة معدنية قائمة، باستخدام شعاع ليزر عالي الطاقة لتذويب المعدن وإعادة تشكيله بدقة. تُنفّذ العملية بطريقة موجهة ومتحكم بها رقمياً، مما يسمح بمعالجة الأجزاء التالفة أو تعزيزها دون الحاجة إلى استبدالها بالكامل. فيما يلي الخطوات الأساسية لهذه العملية المتقدمة:

تحضير السطح: قبل بدء عملية الترسيب، يتم تجهيز السطح المراد إصلاحه أو تعديله. يشمل ذلك إزالة الشوائب، والزيوت، والصدأ، أو أي طبقات مؤكسدة باستخدام طرق ميكانيكية أو كيميائية. هذا التحضير ضروري لضمان التصاق قوي بين الطبقة المضافة والمادة الأصلية، ولمنع حدوث عيوب أثناء الترسّب.
إنشاء بركة صهر بالليزر: يُوجه شعاع ليزر عالي الطاقة – غالبًا ليزر من نوع الألياف (Fiber Laser) – نحو منطقة صغيرة ومحددة على سطح المعدن. عند وصول الليزر، ترتفع درجة الحرارة بسرعة في تلك النقطة لتتجاوز درجة انصهار المادة، مما يؤدي إلى تكوين بركة صهر موضعية صغيرة الحجم وعالية الدقة.
تغذية المادة المضافة: بالتزامن مع تسليط شعاع الليزر، يتم تغذية مسحوق معدني أو سلك معدني من خلال فوهة دقيقة باتجاه بركة الصهر. في حالة استخدام المسحوق، غالبًا ما يتم نقله باستخدام غاز حامل (مثل الأرجون) لضمان التوجيه الدقيق والتبريد الجزئي.
تذوب الجزيئات المعدنية مباشرة عند ملامستها للمنطقة المنصهرة، ثم تندمج مع المعدن الأساسي.
الانصهار والتصلب: بعد انصهار المادة المضافة، يحدث اندماج معدني تام مع السطح الأصلي على المستوى المجهري. وعند ابتعاد شعاع الليزر عن المنطقة، تتصلب بركة الصهر بسرعة مشكّلة طبقة معدنية جديدة تكون متماسكة ومتصلة بالمعدن الأساسي بدون فجوات أو تشققات.
البناء الطبقي: يتم تكرار العملية نفسها طبقة بعد طبقة، وفق مسار محدد مسبقًا يتم التحكم به رقميًا باستخدام نماذج CAD. تُبنى كل طبقة بدقة متناهية من حيث السمك، العرض، والخصائص، حتى يتم الوصول إلى الشكل النهائي المطلوب – سواء كان ذلك لإعادة بناء جزء متآكل أو لتعزيز منطقة معينة.
التحكم والمراقبة الفورية: خلال العملية، يتم مراقبة كافة المعايير الأساسية مثل, طاقة الليزر, معدل تغذية المسحوق أو السلك, درجة حرارة بركة الصهر, سرعة رأس الترسيب
يتم ذلك باستخدام أنظمة استشعار ومراقبة متقدمة لضمان دقة الترسيب، وتكرارية النتائج، وتفادي أي انحراف في الجودة.

المواد الخام المستخدمة في تقنية ترسيب المعادن بالليزر

تعتمد كفاءة تقنية ترسيب المعادن بالليزر بشكل كبير على اختيار السبيكة المناسبة لكل تطبيق صناعي. فيما يلي مجموعة مختارة من السبائك المعدنية التي نستخدمها، مصنفة بحسب نوعها وخصائصها الميكانيكية والحرارية، لضمان الأداء الأمثل في البيئات التشغيلية القاسية:

المواد الخام	التطبيق الصناعي	الخصائص
سبائك الكربيد	أدوات القطع، تشكيل المعادن، التعدين	تمتاز بصلادة عالية جدًا ومقاومة فائقة للتآكل تحت الظروف التشغيلية القاسية
سبائك النيكل	التوربينات الغازية، المعالجة الكيميائية	توفر مقاومة ممتازة للتآكل وقوة ميكانيكية عالية في درجات الحرارة المرتفعة
سبائك الكوبالت	النفط والغاز، الطاقة، البحرية	مقاومة عالية للتآكل، والثبات في درجات الحرارة المرتفعة
سبائك الحديد	الصناعات الثقيلة، التعدين، الصلب	تكلفة منخفضة، سهولة في المعالجة، مقاومة مقبولة للتآكل
سبائك البرونز	النفط والغاز، التطبيقات البحرية والصناعية	مقاومة للالتصاق المعدني (Anti-galling) ، ومقاومة جيدة للتآكل
سبائك الألمنيوم	مكونات خفيفة الوزن في الهياكل	خفيفة، مقاومة للتآكل، وتتمتع بقوة ميكانيكية معتدلة
سبائك التيتانيوم	معدات المعالجة الكيميائية	خفة وزن، قوة عالية، مقاومة ممتازة للتآكل
الفولاذ المقاوم للصدأ	المضخات، الصمامات، المكونات البحرية	مقاومة فعالة للتآكل، وتنوّع في القوة والمرونة حسب نوع الفولاذ
السبائك الفائقة	محطات توليد الطاقة	مقاومة استثنائية لدرجات الحرارة العالية، الأكسدة، والتآكل
فولاذ الأدوات	الأدوات الصناعية، القوالب	صلادة عالية، مقاومة للتآكل، استقرار حراري ومتانة تحت ظروف التشغيل المكثف

لماذا معالجة الأسطح بالتقنيات المضافة ؟

تتطلب تقنيات معالجة الأسطح التقليدية، مثل اللحام القوسي، غالبًا إدخالًا حراريًا مفرطًا، مما قد يؤدي إلى آثار سلبية على أداء المكون بالكامل، مثل التشوه وانخفاض الخصائص الميكانيكية.

وعلى النقيض من ذلك، يمكن ضبط الحرارة الناتجة عن شعاع الليزر بدقة، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الدقة الأبعادية في المكونات ذات السماحات الدقيقة. كما أن لهذه التقنية تأثيرات جانبية محدودة على السلامة الميكانيكية للمكون، سواء من خلال معالجة موضعية للمنطقة التالفة أو تحسين خصائص السطح لجزء معين ضمن سلسلة التصنيع.

مميزات التصنيع بالإضافة

• تركيز حراري عالي مع منطقة تأثر حراري ضيقة جدًا
• قوة التصاق عالية نتيجة للترابط المعدني مع الحد الأدنى من الانصهار
• معدل ترسيب عالي (من 0.5 إلى 6 كجم/ساعة)
• القدرة على طلاء مجموعة واسعة من المواد، حتى تلك التي يصعب لحامها
• فعّالية من حيث التكلفة بسبب قلة الحاجة إلى المعالجات المسبقة واللاحقة
• انخفاض الحرارة المدخلة، مما يقلل التشوه بشكل شبه معدوم
• تكرارية عالية وإمكانية تحكم دقيقة
• جودة لحام استثنائية من حيث الخصائص الميكانيكية والسطحية بفضل انخفاض العيوب مثل المسامية والشقوق