كيف يؤثر زيت الدرفلة على سطح رقائق الألمنيوم؟

تخرج لفّتان من المصنع نفسه بمظهر متطابق. إحداهما تُطبع بنظافة، والأخرى تظهر فيها مناطق لا يبلّلها الطلاء، والفرق طبقة لا يراها أحد.

زيت الدرفلة يبرّد الموقع الذي تنضغط فيه الرقائق بين الدرافيل ويضبط الاحتكاك، وتبقى منه طبقة رقيقة على الشريط. هذه الطبقة، بما تحمله من إضافات وشوائب دقيقة، تغيّر طريقة بلّل الحبر والورنيش واللاصق للمعدن.

الأسئلة الثمانية التالية تتابع تلك الطبقة من فجوة الدرافيل حتى أول تشغيل عند المحوّل، وتنتهي بما ينبغي أن يتضمّنه الاستفسار.

ما الذي يفعله زيت الدرفلة داخل مدرفلة الرقائق؟

الزيت ليس طلاءً يُضاف بقصد. هو الوسط الذي تجري فيه التمريرة، وكل وظيفة يؤديها تترك شيئًا خلفها.

الزيت يفصل الدرافيل عن الشريط، ويحمل الحرارة خارج الفجوة، ويطرد الشوائب المعدنية الدقيقة، ويضبط الاحتكاك. بدونه تلتقط التمريرة؛ ومعه تبقى طبقة على الوجهين.

Dive deeper

مدرفلة الرقائق لا تطبع الزيت على الشريط، بل الزيت هو الشرط الذي تصبح به التمريرة ممكنة. يُضغط درفيلا عمل حتى تصبح الفجوة أرفع من شعرة، وعند تلك الفجوة لا يجري المعدن كسائل، بل يُبثق، ويجب أن تنزلق وجوه الدرافيل عليه دون أن تتمزّق. طبقة زيت في الفجوة تؤدي هذا العمل: تمنع التحام الألمنيوم بالفولاذ، وتوزّع الحمل، وتحمل الحرارة الناتجة عن التشكيل. وبدونها تلتقط التمريرة وتترك علامات ثم تنكسر.

ولهذا يُختار الزيت بحسب ما يحدث داخل الفجوة لا بحسب ما يحدث بعد ذلك في مكبس. الإضافات التي تُدمَص على المعدن المكشوف حديثًا تخفّض الاحتكاك، وهي تفعل ذلك على أفضل وجه قبل أن تتكوّن طبقة الأكسيد على السطح. ومدخل المرجع عن رقائق الألمنيوم يصف تسلسل الاختزال من الشريط إلى السماكة الرقيقة.

والنتيجة لا مفرّ منها: الإضافة نفسها التي تساعد في الفجوة تبقى على السطح عند الخروج. ومقدار ما يبقى يعتمد على الزيت والسرعة والاختزال وعلى ممارسة المصنع نفسه، وممارسة المصنع هي التي تحدّده، لا رقم منشور. وكلما ارتفعت سرعة التمريرة قلّ الوقت المتاح للزيت كي ينسحب من الفجوة، وكلما زاد الاختزال زادت الحرارة التي يجب حملها بعيدًا. فالسطح الخارج من المدرفلة نتيجة معادلة تشغيلية، لا نتيجة مادة واحدة وُضعت على المعدن، ولهذا يصعب وصفه بكلمة واحدة مثل نظيف أو غير نظيف، ويأتي اختلاف السلوك بين دفعتين صُنعتا على المدرفلة نفسها في أسبوعين مختلفين.

ماذا يترك الزيت على الشريط؟

المصنع لا يسلّم معدنًا جافًا. يسلّم معدنًا ما زالت عليه التمريرة، وما يبقى بعد الخروج ليس مادة واحدة.

يبقى أمران: زيت حرّ يرفعه المذيب، وطبقة مرتبطة من الإضافات متصلة بالأكسيد لا يزيلها قماش جاف. والشوائب الدقيقة تركب الاثنين.

Dive deeper

عند الخروج يكون الشريط دافئًا وسريعًا ومبلّلًا. وما يحدث في اللحظات التالية يحدّد المقدار الباقي: بعض الزيت يرتدّ إلى المدرفلة، وبعضه يُنفخ، وتغادر الأجزاء الخفيفة من الحامل، وبعضه يُضغط داخل اللفّة أثناء اللفّ تحت الشدّ. واللفّة التي تبدو جافة من الخارج لم تفقد إلا الجزء القادر على المغادرة.

الطبقة المرتبطة هي الصعبة. طرفها القطبي ارتبط بأكسيد المعدن، فهي تتصرّف كجزء من السطح لا كشيء موضوع عليه. والمسح يرفع الهشّ ويصقل المرتبط. ولهذا تمرّ لفّتان في الاختبار نفسه ثم تختلفان على المكبس نفسه.

الطبقتان تحملان شوائب: دقائق معدنية من التمريرة، وجزيئات أكسيد، ونواتج زيت عُمل وسُخّن مرات كثيرة. وكل ذلك يستقرّ في الطبقة ويسافر معها إلى اللفّة، فالسطح الذي يصل إلى أول وحدة ليس السطح الذي فحصه المصنع. ومن العملي التمييز بين ما يزيله المذيب وما لا يزيله إلا التنظيف الكيميائي أو الحرارة، لأن هذا التمييز يحدّد أي خطوة تنظيف تُطلب وأي نتيجة يمكن توقّعها بعدها. واللفّة التي تُخزَّن مدة طويلة تتبدّل فيها هذه الطبقات ببطء، فينتقل الزيت الحرّ إلى الأجزاء المجاورة ويتوزّع من جديد، ولهذا يُفضَّل الفحص عند الاستلام لا بعد أسابيع. وكلّما طال تخزين اللفّة قبل الاستخدام تبخّرت أجزاء من الزيت الحرّ، لكن الطبقة المرتبطة تبقى كما هي تقريبًا.

ورابطة الرقائق alufoil تتعامل مع حالة السطح في السماكات الرقيقة كجزء من وصف المنتج لا كفكرة لاحقة، وهذه طريقة مفيدة لقراءة أي وثيقة مورد.

لماذا تهمّ بقية زيتية لا تُرى؟

طبقة رقيقة إلى حدّ الاختفاء ما زالت تحدّد ما يفعله السائل حين يهبط على المعدن.

الحبر والورنيش واللاصق سوائل يجب أن تبلّل المعدن وتلتصق به. وطبقة منخفضة الطاقة تصرفها، فيظهر الخلل في عملية المحوّل لا على اللفّة.

Dive deeper

سطح الأكسيد مكان مرحّب بالسائل. أكسيد الألمنيوم ذو طابع قطبي، ومعظم أحبار الطباعة والورنيشات ولاصقات التلبيس مصنوعة لتنتشر عليه. وطبقة الزيت تقطع تلك العلاقة. فحيث تجلس طبقة من إضافة دهنية على الأكسيد، يجد السائل الواصل سطحًا منخفض الطاقة بدل سطح متقبّل، فيختار أن يتجمّع في قطرات بدل أن ينتشر.

والنتيجة العملية ليست وصمة. إنها قرار يتخذه السائل في أول جزء من الثانية، في كل نقطة على العرض. وحيث تكون الطبقة متصلة ينسحب السائل ويترك معدنًا عاريًا، وحيث تكون مقطوعة يتمسّك السائل. فيرى المحوّل نمطًا يتبع الزيت لا الحبر، ولا يزيله أي تعديل على الحبر.

ولا شيء من هذا يعود بالانتظار. فاللفّة الملفوفة تنقل الزيت الحرّ من طبقة إلى التي تليها، ولذلك لا يقول الغلاف الخارجي النظيف شيئًا يُذكر عن الطبقات تحته. والماء يكشف الحالة بسرعة: حيث ينحسر الغشاء المائي تتضح المناطق التي تغطّيها الطبقة، وحيث يبقى متصلًا يكون السطح متقبّلًا، وهذا الفرق هو أصل كل الاختبارات البسيطة التي تُجرى في الورشة، ولا تحتاج إلى جهاز بل إلى عين مدرَّبة وقطعة ضبط تُقارَن بها. والسطح الذي يبدو جافًا للمس قد يكون مغطّى بطبقة مرتبطة بالكامل، لأن الجفاف صفة للمس لا للسطح.

وأي رقائق تواجه هذا السؤال يتحدّد أساسًا بالغرض الذي صُنعت له. وتغطي مجموعة الرقائق الصناعية والتقنية السماكات التي تنتقل بعد ذلك إلى الطباعة والتورنيش والتلبيس، وهي العمليات التي تُقاس فيها طبقة السطح بنتائجها.

كيف تظهر البقايا في الطباعة والتورنيش والتلبيس؟

العمليات الثلاث تفشل بطرق مختلفة، وكل فشل يحمل بصمة تشير إلى السطح الذي بدأ منه.

الطباعة تُظهر رفض البلّل ومساحة ملبّدة ضبابية منقّطة؛ والتورنيش يُظهر حُفرًا وجداول؛ والتلبيس يُظهر فقاعات وخطوطًا وقوة تقشير ضعيفة. والثلاثة تبدأ حيث لقي السائل المعدن.

Dive deeper

الطباعة هي الأكثر حساسية بين الثلاث، لأن طبقة الحبر رقيقة والنتيجة تُحكم بالعين. فالسطح الذي يردّ الحبر في مناطق صغيرة يظهر منقّطًا، أو ضبابًا فوق مساحة ملبّدة، أو تنقيطًا يشبه أسطوانة أنيلوكس متّسخة. وعلى صورة نصفية تظهر الحالة نفسها كفقدان تفصيل في الإضاءات العالية. وكلما كانت طبقة الحبر أرقّ زاد وضوح أثر السطح، ولهذا تظهر المشكلة أولًا في الأعمال الفاتحة والمساحات الملبّدة الكبيرة قبل أن تظهر في الصور الداكنة. والفرق بين خلل السطح وخلل العملية أن نمط خلل السطح يتكرّر في الموضع نفسه من العرض في كل لفّة.

والتورنيش يترك بصمة أخرى. الورنيش الشفاف فوق شريط ملوّث ينكسر إلى حُفر، وللحُفر حافة لأن الورنيش انسحب من نقطة وتجمّع حولها. وقد ينجح الالتصاق في اختبار الظفر ثم يفشل في الخدمة، لأن الورنيش جالس على طبقة زيت لا على أكسيد. والمقال عن ما يفعله التورنيش ومتى يُحتاج إليه يفصل وظيفة الطلاء عن حالة السطح.

والتلبيس يفشل عند خط الترابط. اللاصق المطبّق فوق شريط ملوّث لا يبلّل بالتساوي، فيكون الترابط قويًا في شرائط وغائبًا في أخرى، ويُظهر الملبّس فقاعات أو خطًا فضيًا ينفتح عند ثني العبوة. ونتيجة تقشير من شريط واحد لا تصف العرض كله. وفي العمليات الثلاث يجري النمط في اتجاه الآلة، لأن الطبقة وُضعت بهذا الاتجاه. وقد يظهر التلبيس سليمًا عند الإنتاج ثم ينفتح عند التعليب أو عند التبريد، لأن الترابط كان قويًا في الشرائط النظيفة وضعيفًا في غيرها.

لماذا لا تتوزّع البقايا بالتساوي على عرض الشريط؟

اللفّة تُبنى من شريط لم يكن متساويًا قط، فطبقتها خريطة لا طبقة واحدة.

تحدّب الدرافيل وتوزيع المبرّد وتصريف الحواف وشدّ اللفّ تختلف جميعها على العرض. فالطبقة أثقل في شرائط منها في أخرى، وكذلك الخطر.

Dive deeper

درافيل العمل تُجلخ بحدبة، فالفجوة ليست واحدة في الوسط وفي الحافة. ويصل الشريط بمقطع استواء، ويتوزّع الشدّ على العرض بحسب ذلك المقطع. ويُسلّم الزيت عبر فوهات لا يكون نمطها متساويًا تمامًا، ويخرج من فجوة تضيق عند الحواف. وكل ذلك يحوّل الطبقة المتبقية إلى شيء له بنية.

والتصريف لا يقلّ أهمية عن التسليم. عند الخروج يجري الشريط صاعدًا أو جانبيًا، ويغادره الزيت بالجاذبية وبالهواء. والمسار أقصر عند الحواف، فيزول الزيت الحرّ هناك أسرع؛ ويحتفظ الوسط بالطبقة مدة أطول ويلفّها داخل اللفّة. وحيث يُضغط الشريط على درفيل تُعصر الطبقة رقيقة، وحيث يمرّ مرتخيًا تبقى طبقة أثقل.

والتقطيع يضيف نمطًا ثانيًا. فالسكاكين مزيّتة، والحافة المقطوعة تحمل زيتًا لم تعرفه اللفّة الأم. والمحوّل الذي يفحص شريطًا مقطوعًا من الحافة لا يفحص الوسط، ومن يفحص الوسط لا يفحص الحافة. وإذا كان لا بدّ من الحكم على لفّة كاملة، فينبغي أخذ قطع من الوسط ومن الحافتين ومن مواضع مختلفة على الطول، لأن الحالة تتغيّر مع طول الشريط لا مع العرض وحده، وعيّنة واحدة لا تمثّل لفّة ولو أُخذت من أفضل موضع فيها. ويُضاف إلى ذلك أن اللفّ نفسه يضغط الطبقات بعضها على بعض، فتنتقل البقايا بين الأوجه عند الشدّ العالي، وهذا ما يجعل الشكوى تتكرّر في الموضع نفسه من العرض لا في مكان عشوائي.

وEuropean Aluminium تصف الدرفلة كسلسلة تمريرات متتابعة، ولهذا يمكن أن تُثبَّت حالة السطح قبل عدة خطوات من اكتشافها.

ماذا تزيل إزالة الشحوم، وأين تقع في تسلسل العملية؟

إزالة الشحوم خطوة لها حدود: تزيل ما تصل إليه وتترك ما لا تصل إليه، وموقعها هو الذي يحدّد أي الأمرين يهمّ.

إزالة الشحوم ترفع الزيت الحرّ والشوائب الهشّة بمذيب أو بحمّام مائي أو بالحرارة. وموقعها بعد آخر عملية تضيف زيتًا وقبل أول عملية تحتاج سطحًا نظيفًا.

Dive deeper

الحمّام أو المسح بالمذيب يذيب الزيت الحرّ ويرفع الشوائب الهشّة. وهو سريع، ويجري عادة عند المحوّل، ويترك الطبقة المرتبطة في مكانها إلى حدّ كبير. والخط المائي بمنظّف قلوي ثم شطف ثم تجفيف يزيل أكثر، ويمكن إدماجه في خط طلاء لتُنظَّف السطح قبل أول تطبيق مباشرة. والحرارة تعمل بطريقة أخرى: التلدين يحرق البقايا العضوية وينمّي الأكسيد في الوقت نفسه، فالسطح الذي يخرج ليس السطح الذي دخل.

والشطف والتجفيف هما ما يحسم النتيجة. فماء يحمل مواد مذابة، أو تجفيف يترك آخره خلفه، قد يعيد بقية إلى سطح نُظّف للتوّ، ولذلك تنتمي حالة الحمّام وحالة الشطف إلى العملية لا إلى المادة الكيميائية وحدها.

والموقع هو ما يخطئ فيه المحوّلون أكثر من غيره. فيجب أن تقع إزالة الشحوم بعد آخر عملية تضيف زيتًا وقبل أول عملية تحتاج سطحًا نظيفًا. وإذا قُطعت اللفّة بعد إزالة الشحوم، أعاد زيت التقطيع المشكلة إلى الوجهين، وضاعت عملية التنظيف. والسؤال العملي ليس هل نُظّف السطح، بل ما الذي بقي عليه بعد التنظيف وبأي طريقة حُكم على ذلك. والمناولة بعد التنظيف تعيد المشكلة أيضًا: القفازات والأرفف والهواء في الصالة تترك أثرًا على سطح نُظّف للتوّ، ولهذا يُغلق التنظيف داخل الخط حين يكون ذلك ممكنًا، وكلما طالت المدة بين التنظيف وأول تطبيق اتّسعت فرصة التلوّث من جديد.

والإرشاد العام من Aluminum Association يتعامل مع التنظيف كخطوة عملية لها ضوابطها لا كمسحة قبل بدء الخط.

كيف يفحص المحوّل النظافة عند الاستلام دون مختبر؟

المحوّل يحتاج جوابًا في ساعة لا تقريرًا في أسبوع، ولذلك تكون الطرق المفيدة مقارنات لا قياسات.

أغرِق قطعة مقطوعة بماء نظيف، وامسح شريطًا محدّدًا بقماش أبيض، وانظر إلى السطح بزاوية منخفضة، ثم نفّذ تجربة طباعة صغيرة.

Dive deeper

أقدم الطرق هي اختبار البلّل. تُغرق قطعة مقطوعة بماء نظيف وتُراقب الطبقة. على سطح متقبّل يبقى الماء كصفيحة متصلة؛ وحيث يكون السطح زيتيًا تنحسر الصفيحة وتنكسر إلى جزر، ويُظهر شكل الانحسار موضع الطبقة. والقراءة بالعين، فيجب أن يقرأ المشغّل نفسه قطعة الضبط وقطعة الاختبار جنبًا إلى جنب.

اختبار المسح هو الثاني. يُمرَّر قماش خالٍ من الوبر، مبلّل قليلًا بمذيب نظيف، على موضع محدّد، ويُفحص القماش على ورق أبيض. والأثر الرمادي شوائب، والأثر الأغمق زيت، وقماش نظيف في شريط بجانب قماش موسوم في آخر يثبت أن العرض غير متساوٍ.

والثالث فحص بالضوء المائل. فاللفّة، حين تُمسك بحيث يلامس الضوء السطح، تُظهر ضبابًا وخطوطًا وآثار مناولة لا تُرى في النظر المباشر. لكنها لا تُظهر طبقة مرتبطة، ولا ينبغي أن تكون الفحص الوحيد.

والرابع يستخدم مواد المحوّل نفسه: رقعة طباعة، أو سحب ورنيش، أو وصلة لاصقة تُفصل بعد تصلّبها المعتاد. نفّذها في أكثر من موضع على العرض، وضع علامة على كل قطعة بمصدرها، واحفظ السجل مع اللفّة. وسجّل الوجه الذي فُحص، لأن الوجهين قد يختلفان، والموضع على العرض والتاريخ ورقم اللفّة، فالسجل هو ما يحوّل ملاحظة فردية إلى شرط يمكن الاتفاق عليه، ولا تُهمل قطعة الضبط، فبدونها تصبح كل قراءة رأيًا. وأي نتيجة تُقرأ مرة واحدة ولا تُكرَّر تُعدّ ملاحظة لا نتيجة، ولذلك يُعاد الاختبار على قطعة ثانية قبل أي قرار.

لماذا تفشل لفّة تبدو نظيفة في اختبار الالتصاق، وماذا ينبغي أن يقول الاستفسار؟

السطح اللامع يصف انعكاس الضوء لا ما يجلس على المعدن، فقد يختلف المظهر والالتصاق دون أن يكون أي منهما خاطئًا.

طبقة مرتبطة أو طبقة من زيت التقطيع تُبقي السطح لامعًا وقد تُضعف البلّل. والاستفسار يجب أن يسمّي العملية والوجه والسبيكة والسماكة وطريقة الحكم.

Dive deeper

قد تبدو اللفّة لامعة وهي ما زالت تحمل طبقة إضافات مرتبطة، أو أكسيدًا مُميَّهًا، أو زيتًا التُقط في التقطيع والمناولة. ولا شيء من ذلك يُرى على وجه اللفّة. والعكس صحيح أيضًا: قد يفشل الاختبار لأسباب لا علاقة لها باللفّة، من حالة الحبر إلى تطبيق اللاصق إلى التصلّب. والفشل دليل لا برهان. والحكم على النظافة يحتاج شرطين: وصفًا للسطح المطلوب، وطريقة متّفقًا عليها للحكم عليه، والأفضل أن تُكتب الطريقة في الطلب نفسه لا أن تُترك للتفاهم الشفهي عند التسليم، ويُقرأ دائمًا مع بقية نتائج اللفّة.

وما يسدّ الفجوة هو اشتراط يستطيع الطرفان اختباره. فالاستفسار يجب أن يذكر السبيكة والصلابة، لأن رقائق ألمنيوم 1100 بسماكة 0,06 مم ولفّة 3003 تتصرفان بشكل مختلف على خط طلاء؛ والسماكة في أي نقطة من المدى 0,005-0,20 مم؛ والعرض من 100-1500 مم؛ والقلب 76 أو 152 مم؛ وأي وجه سيُطلى. ويجب أن يقول هل يُتوقّع أن تصل اللفّة منزوعة الشحوم، وبأي طريقة يُحكم على ذلك.

ويجب أن يصف عملية المحوّل والمادة التي ستُطبَّق، وهل يكون القبول عبر تجربة على خط المحوّل نفسه. وحين تُراد سماكة أكبر، تُطلب رقائق ألمنيوم 3003 بسماكة 0,1 مم بهذه الطريقة، مع كتابة شرط السطح بجانب الشرط الميكانيكي. والكميات تكون عادة بحدّ أدنى 3 MT لكل مقاس، وتُشحن عبر Qingdao أو Tianjin أو Shanghai.

ورفع طاقة السطح بعد الحدث موضوع منفصل، يعالجه مقال المعالجة بالكورونا أو بالبطانة التمهيدية. فالمعالجة تغيّر سطحًا، ولا تزيل عنه طبقة.

زيت الدرفلة ينتمي إلى العملية لا إلى قائمة عيوب. وما يتحكّم فيه المحوّل هو الشرط: تسمية العملية والوجه والطريقة، ثم الحكم بالتجربة.