منفاخ تُعدُّ مكونات أساسية في مختلف التطبيقات الصناعية، مما يُتيح المرونة والدقة في أنظمة الآلات. ومع ذلك، ليست جميع المنافخ متساوية في الجودة، فالمنافخ الملحومة والمُشكَّلة لها خصائص مُختلفة تُؤثِّر على ملاءمتها لحالات استخدام مُختلفة.
ستستكشف هذه المقالة الاختلافات الرئيسية بين المنفاخ الملحوم والمشكلة، بما في ذلك عمليات التصنيع وخيارات المواد وخصائص الأداء واعتبارات التكلفة والتطبيقات النموذجية.
ما هو المنفاخ الملحوم
المنفاخ الملحوم هو نوع من المعدن المنفاخ يُصنع هذا النوع من الأغشية عن طريق لحام أغشية أو أقراص فردية معًا. تُختم الأغشية عادةً من صفائح معدنية رقيقة، ثم تُرص مع ترك مسافة طفيفة بين كل طبقة. ثم تُلحم حواف الأغشية، إما بالليزر أو بشعاع إلكتروني أو بتقنية لحام TIG، لتشكيل منفاخ مرن ومحكم الغلق.
تدمج عملية اللحام الأغشية معًا لتكوين هيكل قوي ومتجانس. يسمح هذا بتصنيع المنفاخ الملحوم من مواد رقيقة تصل إلى 0.002 بوصة، مما يوفر مرونة عالية جدًا. كما يمنح الهيكل المتراص المنفاخ الملحوم مظهره المميز الشبيه بالأكورديون.
ما هو المنفاخ المُشكَّل
تُصنع المنافخ المُشكَّلة، والمعروفة أيضًا بالمنفاخات المُشكَّلة هيدروليكيًا، من قطعة واحدة من أنابيب ذات جدران أكثر سمكًا. يُوضع الأنبوب، الذي يتراوح سمكه بين حوالي 0.005 بوصة وأكثر من 0.040 بوصة، في قالب تشكيل. ثم يُضخ سائل هيدروليكي عالي الضغط في الأنبوب، مما يؤدي إلى تمدده وتكيفه مع شكل القالب المحيط به.
تُدخل عملية التشكيل المائي تموجات محيطية على طول الأنبوب، مما يُعطيه شكل المنفاخ. يُحدد عمق التموجات وكميتها وشكلها العام من خلال تصميم قالب التشكيل. بعد التشكيل، تُقص أطراف المنفاخ عادةً وتُصقل بلحامها على وصلات طرفية أو حواف.
الفرق الرئيسي بين المنفاخ الملحوم والمشكل
عمليات التصنيع
تُصنع المنافخ الملحومة بلحام أغشية فردية معًا لتشكيل المنافخ. تتضمن هذه العملية تقنيات لحام دقيقة مثل اللحام بالليزر، أو اللحام بالتنغستن الخامل (TIG)، أو اللحام بالمقاومة. عادةً ما تُختم الأغشية أو تُشكل هيدروليكيًا من صفائح معدنية رقيقة قبل لحامها معًا.
تُصنع المنافذ المُشكَّلة من خلال عملية تُسمى التشكيل باللف أو التشكيل المائي. يُوضع أنبوب رقيق الجدار فوق عمود، ثم يُضغط داخليًا، مما يؤدي إلى تمدد الأنبوب وتكوين التواءات. تُكرر هذه العملية حتى الوصول إلى العدد المطلوب من التواءات. ثم تُقص أطراف المنافذ المُشكَّلة وتُجهَّز.
خيارات المواد
تُوفر المنافذ الملحومة مجموعةً أوسع من خيارات المواد مقارنةً بالمنافذ المُشكَّلة. ويمكن تصنيعها من معادن مُتنوعة، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ، وإنكونيل، وهاستيلوي، والتيتانيوم، وسبائك نادرة أخرى.
المنفاخات المُشكَّلة محدودة في خيارات المواد. عادةً ما تُصنع من معادن مطاوعة تتحمل عملية التشكيل دون تشقق أو تمزق. المواد الأكثر شيوعًا للمنافخ المُشكَّلة هي الفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس الأصفر والبرونز.
الميزات والأداء
تتميز المنافذ الملحومة عمومًا بخصائص أداء فائقة مقارنةً بالمنافذ المُشكَّلة. فهي تتحمل ضغوطًا ودرجات حرارة أعلى بفضل تركيبها متعدد الطبقات ومتانة وصلاتها الملحومة. كما توفر المنافذ الملحومة مرونةً وقدرةً أكبر على الحركة، حيث يمكن لكل غشاء أن ينثني بشكل مستقل.
رغم أن المنفاخ المُشكَّل ليس بمتانة المنفاخ الملحوم، إلا أنه يُقدم أداءً جيدًا ضمن حدود تصميمه. وهو مناسب للتطبيقات ذات متطلبات ضغط ودرجة حرارة معتدلة. يتميز المنفاخ المُشكَّل بمعدل زنبرك أقل مقارنةً بالمنفاخ الملحوم، مما يعني أنه يتطلب قوة أقل للضغط أو التمدد.
التكلفة
عادةً ما تكون تكلفة المنفاخ الملحوم أعلى من المنفاخ المُشكَّل نظرًا لتعقيد عملية التصنيع واستخدام مواد عالية الأداء. كما تُسهم تقنيات اللحام الدقيقة والحاجة إلى عمالة ماهرة في ارتفاع تكلفة المنفاخ الملحوم.
عادةً ما يكون تصنيع المنافذ المُشكَّلة أقل تكلفة. فعملية التشكيل باللفائف أو التشكيل المائي أكثر أتمتةً وتتطلب عمالة أقل مهارةً مقارنةً باللحام. إضافةً إلى ذلك، غالبًا ما تكون المواد المستخدمة في المنافذ المُشكَّلة أقل تكلفةً من تلك المستخدمة في المنافذ الملحومة.
ذكية ومتخصصة
تُستخدم المنافذ الملحومة بشكل شائع في صناعات الطيران، والنفط والغاز، والتبريد العميق، وأنظمة التفريغ. وهي مثالية للتطبيقات التي تتطلب درجات حرارة عالية، وضغوطًا عالية، أو وسائط تآكلية.
المنفاخات المُشكّلة مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات العامة حيث تكون متطلبات الأداء أقل تطلبًا. تُستخدم غالبًا في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وأنظمة عوادم السيارات، والمعدات الصناعية. كما تُستخدم المنفاخات المُشكّلة بشكل شائع في: الأختام الميكانيكية، والمفاصل التمددية، والوصلات المرنة.
