الكيمياء

الأدوات المستخدمة في عملية قطع وتشكيل المواد

2011 تجارب علمية استخدام المواد

غريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية قطع وتشكيل المواد الأدوات المستخدمة في عملية قطع وتشكيل المواد الكيمياء

تحتاج بعض المواد إلى القطع أو القولبة في أشكال معينة قبل أن نتمكن من استخدامها. وهناك آلاف الأدوات المختلفة التي يستخدمها الناس في قَطْع وتشكيل المواد.

يتم إنتاج مواد عديدة – مثل المعادن – بكميات كبيرة جداً، لكننا في أغلب الأحيان لا نحتاج إلا لكمية قليلة منها فقط، إذ ينبغي تقطيع المواد إلى قطع بالحجم المطلوب قبل استخدامها، ونستطيع تنفيذ ذلك من خلال استخدام معدات خاصة مصممة للقَطْع والتشكيل.

وهناك العديد من معدات وأدوات القَطْع والتشكيل المختلفة، وذلك نظراً لوجود أنواع عديدة متنوعة من المواد.

 

هل تتصور مثلاً تقطيع الموز بواسطة مِشْعَل لِحام أو قطع الفولاذ بواسطة سكين الزبدة؟ يتطلب كل نوع من المواد أدوات معينة تؤدي وظيفتها بصورة أفضل من باقي المعدات والأدوات المختلفة.

لا تحتاج كل المواد إلى قطعها بالحجم المطلوب، إذ يمكن أحياناً كسر المواد ذات الصلابة القليلة باليد، كما يمكن بكل بساطة صبّ المقدار الذي نرغب فيه من السوائل من دون زيادة أو نقصان، لكن المواد الصلدة (القاسية) تحتاج عادة إلى القَطْع بواسطة جسم يشبه النصل (الشفرة).

تضم معدات القَطْع فيما تضم السكاكين والفؤوس والمناشير ومشاعل اللِحام وأشعة الليزر، كما يستخدم الناس أدوات تنعيم وصقل، كورق الصقل (ورق الزجاج) والمبارد، للتخلص من الحواف الخشنة الناتجة عن عملية القطع.

 

كانت معدات القَطْع الأولى تصنع من أحد أنواع الحجارة المعروف باسم حجر الصوّان. وقد صنع الإنسان أدواته الصوّانية بواسطة صخر صلد (قاس) لاقتطاع شريحة رقيقة من حجر الصوّان تؤدي عمل النصل، ويُطلق على عملية الاقتطاع هذه اسم «الشذب» أو «شذب الحجارة».

كانت الأدوات الصوّانية الأولى تمسك باليد من دون مقابض، ومن المحتمل أنها كانت تستخدم لتقطيع اللحوم أو سلخ جلود الحيوانات الميتة، ثم قام الإنسان بربط هذه الأدوات بمقابض مصنوعة من قرون الوعل أو أغصان الأشجار.

وعندما اكتشف الإنسان كيفية تشكيل المعادن ابتكر أدوات قَطْع مصنوعة من الحديد والنحاس أكثر متانة وحدّة من الأدوات السابقة.

 

فقد صُنعت المناشير الأولى في مصر من معدن النحاس حوالي العام 1500 قبل الميلاد، ولكن بما أن النحاس ليس معدناً قوياً فإن المناشير المصنوعة منه كانت قادرة على القَطْع إذا شُدّت باتجاه الخلف فقط.

أما المناشير الحديثة فلها مجموعتان من الأسنان: مجموعة تقطع عند دفع النصل للأمام، ومجموعة ثانية تقطع عند سحب أو شدّ النصل باتجاه الخلف.

تتوقف المواد التي يستطيع المنشار قطعها على حجم أسنان المنشار. فالمنشار المزود بأسنان رفيعة يستطيع قطع المعادن، بينما تستخدم المناشير المزودة بأسنان أكبر لقطع الخشب.

 

وفي العام 1947 تم ابتكار أول منشار آلي التدوير ومحمول باليد يستطيع قطع الخشب أسرع من المنشار اليدوي بأربع مرات.

تعتمد أكثر الطرق شيوعاً في قطع المواد على استخدام سكين حادّ النصل، لكن إذا كانت المادة طرية يمكن قطعها وتشكيلها ببعض المعدات والأدوات المدهشة فعلاً.

 

–  أدوات القَطْع

لقد طورت الثقافات والحضارات المختلفة معدات وأدوات قطع وتشكيل مختلفة من أجل استخدامها مع مواد مختلفة أيضاً.

من المحتمل أن السكين المبين في أعلى الزاوية اليسرى قد ابتكره أبناء شعب الإسكيمو الذين يستخدمون النصل المنحني من أجل سلخ جلود الفقمة والحيتان وإزالة دهونها، كما تستخدم سكاكين مماثلة أيضاً في اليابان من أجل فرم الخضروات والأعشاب إلى قطع صغيرة.

 

أما الأداة المبينة في أسفل الزاوية اليسرى فتسمى المنجل.

يُعدّ شكل وحجم نصل المنجل الطويل والمقوّس مثالياً لقطع سوق نبات القمح وغيره من محاصيل الحبوب. لقد استخدمت المناجل لقطع النباتات المنتجة للحبوب وصنع الحشيش المجفف للعلف منذ آلاف السنين.

حاوِلْ التفكير بأدوات القَطْع والقص التي تستخدمها المجتمعات المختلفة. هل تستطيع التنبؤ من  شكل كل أداة؟ ما المواد المستخدمة في قطعها؟

 

– القطع من دون نصل

النصل الحاد ليس الطريقة الوحيدة المتبعة في قطع المواد.

فاستخدام نفّاث الماء هو إحدى الطرق التي يمكن استعمالها في قطع الخشب وقص القماش والحجارة، بل والمعادن أيضاً.

يخرج الماء من آلة تضبط معدل تدفق الماء بمنتهى الدقة، وبالتالي تكون عملية القطع مضبوطة تماماً ودقيقة للغاية.

 

كما أن استخدام حزمة ضوئية تسمى أشعة ”الليزر“ تعدّ طريقة أخرى لعملية القطع.

تُستخدم حزم أشعة الليزر من أجل تنفيذ عمليات القطع أو القص الدقيقة لأن هذه الحزم الضوئية رفيعة جداً ومستقيمة للغاية وتستطيع أداء عملها من خلال إنتاج الحرارة.

 

يستخدم الجراحون أحياناً أشعة الليزر في العمليات الجراحية لاسيما أن الحرارة تغلق الجرح حتى يلتثم أثناء شقه بواسطة الليزر.

وتستخدم الحرارة أيضاً لقطع المعادن، فهناك أداة تسمى ”مِشْعَل اللِحام“ تقوم بإنتاج لهب حار جداً ومروّس يصهر المعدن في المكان الذي يلامسه اللهب فقط.

التقدم العلمي
‫‪اللقاحات القابلة للأكل..
اللقاحات القابلة للأكل تعد بديلا مناسبا للحصول على لقاحات آمنة وفعالة، وهي لقاحات تحتوي على مولد ضد صالح للتناول دول عدة تراهن على الطحالب الدقيقة المعدلة وراثيًا لتطوير لقاح لمرض كوفيد-19 صالح للأكل مستخدمة الهندسة الوراثية د. طارق قابيل أستاذ في كلية العلوم - جامعة القاهرة مصر
     منذ استشراء جائحة فيروس كورونا المستجد المسبب لجائحة كوفيد-19، هرعت كثير من المؤسسات الطبية وحكومات بعض الدول إلى تكثيف البحوث ودعم الدراسات الهادفة ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪إنشاء مستشفيات جديدة في ووهان
ع إبلاغ المستشفيات القائمة عن نقص في الأسرّة بسبب زيادة الطلب الناجم عن انتشار فيروس كورونا السريع، قررت الصين في 24 يناير البدء ببناء مستشفيات جديدة. بعد أقل من أسبوعين، فتحت أبواب المرافق الطبية الجديدة لاستقبال أول المرضى.
أنشئ مستشفيان جديدان في ووهان، عاصمة مقاطعة هوبي، في الأسبوع الأول من شهر فبراير. واستغرق الأمر أقل من أسبوعين للانتقال من وضع حجر الأساس في الموقع إلى البدء باستقبال أول المرضى. والمستشفيان الجديدان - مستشفى ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لماذا تُسبب السمنةُ تفاقمَ مرض كوفيد-19؟
غطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر ومؤسسة هيسينغ-سيمونز Pulitzer Center.
بقلم:     ميريديث وادمان
ترجمة:  مي بورسلي
 
في ربيع هذا العام، بعد أيام من ظهور أعراض تشبه أعراض الإنفلونزا والحمى، وصل رجل إلى غرفة الطوارئ في المركز الطبي بجامعة فيرمونت Vermont Medical Center. كان شابا، في أواخر الثلاثينات من عمره، وكان يعشق زوجته وأطفاله الصغار. وكان يتمتع بصحة جيدة، وقد كرّس ساعات لا نهاية لها في إدارة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الفيروس التاجي يثير التخمينات حول موسم الإنفلونزا
قلم:    كيلي سيرفيك
ترجمة: مي بورسلي
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر  Pulitzer Center ومؤسسة هايسنغ-سيمونز  Heising-Simons Foundation.
في شهر مارس 2020، بينما كان نصف الكرة الجنوبي يستعد لموسم الإنفلونزا الشتوي أثناء محاربة مرض كوفيد-19 COVID-19، وضعت شيريل كوهين Cheryl Cohen -عالمة الأوبئة، وزملاؤها في المعهد الوطني للأمراض المعدية National Institute for Communicable Diseases بجنوب إفريقيا اختصار: ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لقاح أكسفورد آمن ويحفز على الاستجابة المناعية
قلم:    كلير ويلسون، جيسيكا هامزيلو، آدم فوغان، كونارد كويلتي-هاربر، ليلى ليفربول
ترجمة: مي منصور بورسلي
آخر أخبار فيروس كورونا حتى 20 يوليو 2020 الساعة 5 مساء
 
لقاح أكسفورد المرشح للتطعيم ضد الفيروس التاجي يبدو آمنًا ويحفز على الاستجابة المناعية
اللقاح ضد الفيروس التاجي Coronavirus الذي طورته جامعة أكسفورد University of Oxford بالتعاون مع شركة الأدوية آسترازينيكا AstraZeneca آمنٌ وينشط الاستجابة المناعية لدى الأشخاص، ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪بطاريات نووية آمنة وطويلة الأمد قد تكون حقيقة واقعة قريبًا
قلم:    ديفيد هامبلينغ
ترجمة: مي بورسلي
في عام 1977 انطلق المسباران فوياجر Voyager لبدء ما سيثبت أنه أطول الرحلات التي قطعتها أجسام من الأرض على الإطلاق. حاليا، غادرت المركبتان المجموعة الشمسية والمسبار فوياجر 2 يرسل إلينا قياسات الفضاء بين النجوم. ومع تقدم الإنجازات، فإنها تُصنف من بين أعمق الإنجازات البشرية. ولكن نادرًا ما يُحتفى بأحد الجوانب الحاسمة لهذا النجاح: فمن المؤكد أن لدى هذين المسبارين بطاريات جيدة.
في ظروف الحياة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪السبات البشري..
الوكالة ناسا تبحث منذ عام 2014 فكرة السبات الطويل كوسيلة محتملة لتسهيل السفر إلى الفضاء السبات البشري يحمي رواد الفضاء من خطر الإشعاعات الكونية وتداعيات انعدام الجاذبية ومرض حمى المقصورة حسن الخاطر باحث وكاتب علمي السعودية
تستغرق رحلة السفر إلى المريخ نحو سبعة أشهر بالتقنيات الحالية، في حين نحتاج إلى نحو تسع سنوات للوصول إلى الكوكب القزم بلوتو. وعندما نريد الذهاب إلى النجم ألفا سنتوري الذي يبعد عن الأرض أكثر من أربع سنوات ضوئية ... (قراءة المقال)