המגנזיום היא מתכת קלת משקל. עד כמה קלת משקל? משקלה נמוך בערך ב-33% ממשקלה של האלומיניום, בכ-50% מטיטניום ובכ-75% מפלדה. מדובר ביתרון משמעותי שהופך את המגנזיום למתאימה ליישומים רבים אך היתרונות של המתכת הזו לא נגמרים רק במשקלה הנמוך. במאמר זה נסקור את היתרונות השונים שיש למתכת הזו ביישומים שונים.

למגנזיום יש יכולת טובה בהגבלה של קרינה אלקטרומגנטית ובחסימה של גלי רדיו. היכולות הללו נותנות למתכת הזו יתרון על פני חומרים אחרים כאשר הדבר נוגע לייצור מארזים למוצרים בתעשיית האלקטרוניקה, כגון: מכשירי טלפון נייד, מחשבים ניידים, מכשירי GPS, מצלמות וידאו, מסכי טלוויזיה ועוד…

כאשר נעשה שימוש במארזי פלסטיק במוצרי אלקטרוניקה, יש צורך לצפות את הפלסטיק במתכת וזאת על מנת להשיג את ההגנה מפני קרינה אלקטרומגנטית וחסימה של גלי רדיו. השימוש במגנזיום מייתר את הצורך בציפוי נוסף.

בנוסף, למגנזיום יש מוליכות תרמית טובה. תכונה זו מאפשרת להשתמש במתכת בייצור של מוצרים שונים כמו צלעות קירור.

עוד על מגנזיום

תעשיית התעופה והחלל

בשנים עברו, המכשול העיקרי שעמד בפני השתלבות של המגנזיום בתעשיית התעופה היה הסכנה שהמתכת תתלקח אך עם השנים נמצאו פתרונות לבעיה הזו וכיום המגנזיום עומדת בדרישות המחמירות של ענף התעופה.

גם כאן, למשקל הנמוך של המתכת יש חשיבות גדולה מאחר והיא מאפשרת לכלי התעופה לטוס למרחק גדול יותר עם אותה כמות דלק. בנוסף, החיסכון במשקל יכול לבוא לידי ביטוי בהעמסת מטענים נוספים והגדלת הריווחיות של כלי הטייס.

גם בתעשיית החלל לא נפקד מקומה של המתכת והיא נמצאת בשימוש בייצור לווינים. אחת הדוגמאות הבולטות היא הלווין השבדי Freja אשר שוגר לחלל בשנת 1992. הליבה והמעטפת של הלווין הזה היו עשויות מיציקת מגנזיום.

הליבה של הלווין השבדי Freja

תעשיית האלקטרוניקה

המהפך המתכתי עתיד חדש למוצרים משולבי מגנזיום
מאת: ד"ר מיכל סגל מאמר שהתפרסם בכתב העת מכונות (גיליון מספר 95)

 
Machining of Magnesium מתוך האתר Mg square
 
Magnesium Alloys in Army Applications: Past, Current and Future Solutions
מצגת שהוכנה על ידי Heidi Maupin, Eric Nyberg ו-Suveen N. Mathaudhu
פורסמה באתר של ה-Federal Aviation Administration
הליבה של הלווין השבדי Freja - תמונה זו נלקחה מתוך המאמר Freja - The management, design, development, launch and early operations of the Freja satellite שפורסם על ידי Sven Grahn באתר Sven's Space Place

בתעשיית הצבאית נעשה שימוש נרחב במגנזיום ביישומים שונים. למשקלה הקל של המתכת יש יתרון גדול מאחר והיא מאפשרת לייצר ציוד צבאי שיהיה קל יותר לנשיאה על ידי הלוחם. כלי נשק, מכשירי קשר וציוד נישא אחר (כמו אלונקות) שהם קלי משקל מקלים מאוד על הלוחם. שימוש במגנזיום בייצור ציוד צבאי מפחית במשקל של הציוד.

המגנזיום נמצא בשימוש במסוקים צבאיים. בייצור של מערכת העברת הכוח של מסוק הבלק הוק נעשה שימוש במגנזיום וכך גם בגלגלים של ההאמר.

התעשייה הצבאית

משקלה הנמוך של המגנזיום מאפשר לייצר ממנה חלקים לתעשיית הרכב, כמו: ארגזים למשאיות, מרכבים לכלי רכב שונים ושילדות. הפחתת המשקל של כלי הרכב מביאה בסופו של דבר לצריכת דלק נמוכה יותר וכתוצאה מכך לירידה בזיהום האויר.

יחד עם זאת, למרות משקלה הנמוך, המגנזיום אינה חזקה כמו האלומיניום. על מגבלה זו התגברו על ידי שינוי בעיצוב של פרופילים. מדובר באתגר הנדסי מאחר ויש צורך לחזק את הפרופיל מבלי לשנות את הצורה החיצונית שלו. בעיה זו באה על פתרונה באמצעות הוספת צלעות בתוך הפרופיל.

אבל מה לגבי חלקי רכב שאמורים לעבוד בעומסים ובטמפרטורות גבוהות (כמו: מנוע ותיבת הילוכים)? גם לכך נמצא פתרון באמצעות סגסוגות מגנזיום.

 

בסגסוגת MRI-153M משתמשים בייצור של חלקים שונים לכלי רכב, כגון: תיבות הילוכים, משאבות שמן, אגני שמן, מכסים לשסתומים ועוד…

בסגסוגת MRI-203D נעשה שימוש בייצור חלקי רכב שצריכים לעבוד בתנאי עומס גדולים, כגון: בלוק מנוע ותיבות הילוכים.

לשתי הסגסוגות שלעיל יש עמידות גבוהה בפני תופעת הזחילה (תופעה זו מוכרת במתכות שנמצאות בשימוש בטמפרטורות גבוהות ובעומסים גבוהים ושגורמת לעיוות בצורתה של המתכת).

 

תעשיית הרכב

למגנזיום יש יכולת גבוהה לריסון אנרגיה. מדובר בתכונה בשם Damping Capacity והיא מבטאת את היכולת של החומר לבלום זעזועים. תכונה זו של המגנזיום חזקה באופן משמעותי מזו של האלומיניום וגם של פלדה.

פגושי רכב סופגים את האנרגיה שמשתחררת בזמן תאונה ובך הם מגנים על הנוסעים ברכב. פגושי רכב שעשויים ממגנזיום יספגו את האנרגיה בצורה יעילה יותר ויגנו טוב יותר על הנוסעים. בשעת תאונה, ההגה יכול לחבוט בנהג ולגרום לו לנזקי גוף. הגה שעשוי ממגנזיום יספוג את האנרגיה, יתקפל ויתעוות ובכך יגן על הנהג ויביא לפגיעה קטנה יותר.

בטיחות ברכב

בספורט, לשתי התכונות הללו של המגנזיום - משקל נמוך ויכולת גבוהה לבלימת זעזועים, יש חשיבות גדולה. מחבט טניס שעשוי ממגנזיום מאפשר לספוג את האנרגיה שמועברת אליו מהכדור בצורה טובה יותר ויאפשר לשחקן לנצל טוב יותר את הכוח שלו.

וזה כמובן לא נגמר רק במחבטי טניס. המגנזיום מתאים גם לייצור מוצרי ספורט נוספים - מגלשי סקי, מקלות סקי, קורקינטים, מגלשי רולרבליידז, ציוד לטיפוס הרים ועוד…

כיום נעשה שימוש במגנזיום בייצור שלדות של אופניים - שלדת אופניים קלה משפרת באופן משמעותי את הרכיבה. משקלה הנמוך של השלדה מאפשר לרוכב לנצל את האנרגיה שלו באופן טוב יותר - במקום לשאת את משקל האופניים, הרוכב יכול להשקיע את האנרגיה שלו כדי להגביר את מהירות הנסיעה או כדי להתגבר על מכשולים בדרך. לדבר זה יש יתרון אדיר לרוכבי אופניים מקצוענים וחברות מובילות בעולם משקיעות הרבה בייצור שלדות ממגנזיום.

תחום הספורט

ניתן לעבד את המגנזיום בדרכים שונות, כולל חריטה, קדיחה וכרסום. למעשה, זו המתכת שניתן לעבד אותה באופן המהיר ביותר והיא מאפשרת לשמור על אורך החיים של כלי החיתוך ארוך יחסית לעיבוד של מתכות אחרות.

עיבוד שבבי של מגנזיום נעשה לרוב ללא שימוש בנוזל קירור אך במידה ויש צורך בכזה עדיף להשתמש בשמן מינרלי. עדיף להשתמש בכלי חיתוך שמתאימים לחיתוך מהיר וכדאי לשמור את כלי החיתוך חדים על מנת להימנע מחימום יתר.

פריטי עיבוד שבבי ממגנזיום לא יתקלחו בקלות. על מנת שדבר זה יקרה יש לחמם את המגנזיום עד לנקודת ההתכה, דבר שכמעט אינו אפשרי בעיבוד שבבי. יחד עם זאת, השבבים של המגנזיום יכולים להתלקח אבל אמצעי זהירות מתאימים ימנעו זאת.

עיבוד שבבי של מגנזיום

המגנזיום תופסת את מקומה בשוק המתכות העולמי וישנה הכרה גדולה יותר בתכונות המתכת הזו וביתרונות שלה. היא מתאימה ליישומים רבים ומשתלבת בתעשיות רבות. היכולת למחזר את המתכת באופן מלא היא משמעותית גם כן ורק מוסיפה לסל היתרונות שלה.

סיכום

מקורות

מתן ייחוס ליוצרים של התמונות שמופיעות במאמר:

 
ניתן לשלוח שרטוטי עיבוד שבבי לתמחור ישירות לדוא"ל: amit@hitechm.com

היי-טק מכניקה, מפעל עיבוד שבבי. רחוב האומן 15, ירושלים. טל': 02-5455909 או 052-7507776 דוא"ל: amit@hitechm.com
© 2020. כל הזכויות שמורות להיי-טק מכניקה בע"מ - מפעל עיבוד שבבי.