تحليل الانبعاج لقطع القولبة بالدوران

في الإنتاج الفعلي، لا ينتج الانكماش والتقوّس في منتجات القولبة الدورانية عن سبب واحد فقط. فمن لحظة تعبئة البودرة في القالب إلى رؤية الخزان جاهزاً في الموقع، يمكن تلخيص مسار العملية تقريباً كما يلي:

• خواص المادة الخام، بل وحتى دقة حبيبات البودرة وتجانسها تؤثر مباشرة في مقدار الانكماش.
• في أغلب الأحيان، وبسبب هندسة القالب وكيفية تموضع القوالب داخل الماكينة، يتكوّن أثناء الإنتاج داخل القالب مجال حراري غير متجانس.
• مقدار الإجهادات المتولدة أثناء المعالجة يعتمد على عدة عوامل مثل تصميم القالب (ملاحظة: المقصود القالب وليس المنتج)، وإعدادات الفرن، وبرامج الدوران.
• بعد إخراج المنتج من القالب:
  • قد تلامس بعض الأوجه مباشرة أرضية خرسانية باردة،
  • وقد تبقى أوجه أخرى معرّضة لحركة الهواء أو الرياح،
  • وأحياناً يُخزَّن المنتج على الرفوف فوق منتجات أخرى أو تحتها.

بمعنى آخر، لا يستطيع معظم المصنّعين تبريد المنتجات في بيئة مثالية ذات مناخ مضبوط بالكامل. سرعة التبريد، وترتيب الأوجه التي تبرد أولاً، ومسار الهواء، ومعامل التوصيل الحراري لسطح الارتكاز، كلها عوامل بيئية تؤثر في الشكل النهائي. ولهذا قد يخرج خزانان من نفس القالب، ومع ذلك لا يكونان متطابقين تماماً بسبب هذه الفروق فقط.

نظرياً، لو عرفنا كل التفاصيل المذكورة أعلاه معرفة تامة (منحنيات الفرن، وسجل الزمن–الحرارة في كل نقطة من القالب والمنتج، وسلوك التبلور، والإجهادات المتولدة أثناء الطهي، وظروف التخزين، إلخ) من دون أي درجة من عدم اليقين، لكان بإمكاننا حساب مقدار الانكماش والانحناء الذي سيتعرض له المنتج بدقة مليمتريّة. ولكن عملياً:

• جزء كبير من هذه المعطيات لا يُقاس أصلاً أو يتغيّر من دفعة إنتاج إلى أخرى.
• غالباً لا يملك مورّدو المواد (أو لا ينشرون) بيانات تفصيلية عن سلوك التبلور والسلوك اللزج–المرن للمادة.
• وصف جميع الظروف البيئية بعد خروج المنتج من القالب لكل قطعة على حدة، أمر غير ممكن عملياً.

لذلك فالمحاكاة التي ننفذها هنا ليست «فيلماً رقمياً» يدّعي نسخ الواقع بنسبة 100٪، بل هي نموذج هندسي يلتقط المنطق الفيزيائي للانكماش، ويُستخدم لتوجيه قرارات التصميم.

---

ماذا يفعل هذا التحليل فعلياً؟ وماذا ينبغي أن تتوقعوا منه؟

من خلال هذا العمل نهدف إلى:

• تحديد المناطق التي يُحتمل أن يتركّز فيها الانكماش والتقوّس بأكبر قدر،
• مقارنة خيارات التصميم المختلفة (الأضلاع، وأنصاف أقطار الزوايا، وتوزيع سماكة الجدار، والفتحات والنوافذ، إلخ) بعضها مع بعض،
• تقديم دلائل رقمية للمصمّم من خلال القول: «في هذه الهندسة يكون خطر الانكماش الموضعي أعلى في المنطقة X؛ وفي هذا البديل نفسه ينخفض هذا الخطر»،
• مطابقة أنماط التشوّه الملاحظة في الموقع مع الاتجاهات التي يظهرها النموذج، بحيث نستطيع تحديد ما الذي يجب تغييره في دورة التصميم التالية بشكل أدق.

إذن هذا التحليل لا يدّعي:

«في كل دفعة إنتاج سينكمش هذا الخزان عند هذه النقطة تحديداً بمقدار 8.3 مم بالضبط».

بل ما يقدّمه في الواقع هو:

«في هذا التصميم يكون الانتفاخ أو الانكماش في المنطقة X أكبر مقارنة بالبدائل؛ وإذا أضفنا ضلعاً هنا أو عدّلنا توزيع سماكة الجدار فإن الانكماش يصبح أقل بشكل ملحوظ».

لذلك لا تكتسب هذه النتائج معناها الكامل إلا عند ربطها بـالقياسات الفعلية والخبرة الميدانية التي نستخدمها كمرجع للمعايرة. فهي توفّر أساساً منطقياً للإجابة عن سؤال: «أي تغييرات في التصميم ستجعل الانكماش والتقوّس تحت سيطرة أفضل؟» كما تمنحكم عملية تصميم مبنية على الفيزياء بدلاً من أسلوب «التجربة والخطأ في الظلام».