עיבוד מתכת

עיבוד מתכת (גם: חרשות מתכת) מתייחס לידע האנושי להתאמת מתכת ליצור כלים, צורות ומבנים ממתכת. תחום עיבוד המתכת כולל בתוכו מגוון רחב של טכניקות ותחומים, החל מבניית אוניות ענק וכלה בעיבוד מתכות יקרות לתכשיטים. כך שמושג זה כולל בתוכו קשת רחבה של טכנולוגיות שונות ואמצעים שונים.

תחום המטלורגיה נבנה על בסיס הניסיון האנושי שנצבר בעיבוד מתכת לאורך ההיסטוריה וכן על התאוריות המדעיות שהתפתחו לגבי מבנה החומר.

היסטוריה

לעיבוד המתכת משקל רב בהיסטוריה האנושית, כשידע זה יצר אימפריות וגרם לקריסתן, וכן היווה גורם מכריע בהתהוותן של תרבויות ולהכחדת אחרות.

הממצא הארכאולוגי הקדום ביותר המצביע על שימוש ועיבוד מתכת הוא תליון נחושת בעיראק, המתוארך ל-8,700 לפנה"ס. אייזק אסימוב טען כי הזהב, על אף נדירותה, הייתה המתכת הראשונה בשימוש האדם. הסיבה לכך היא, שהזהב בצורתו הטבעית מופיעה כפיסות מתכת, בניגוד למרבית המתכות הנמצאות בטבע כעפרה. פריטי הזהב הקדומים ביותר הידועים כיום, נמצאו בבולגריה בנקרופוליס ליד וארנה, ומתאורכים לשנת 4450 לפנה"ס.

בין אבני הדרך שהובילו לשיטות עיבוד המתכת המודרניות:

• עבודה עם סגסוגות פיתוח כבשנים ויציקת מתכת (תקופת הברונזה, תקופת הברזל)
• לאורך ימי הביניים, ניסיונות הנפל להפוך מתכות שונות לזהב (תחום הידוע היום בשם אלכימיה) לא צלחו. גילוי מתכות נוספות שלא היו ידועות קודם לכן סתרו תאוריות כגון ארבעת היסודות (אשר רבים בהם אייזק ניוטון האמינו בנכונותן) והפכו את התחום שהייתה מעורבת בו בין היתר מיסטיקה, למסע מדעי לגילוי מסתרי החומר. גיבוש השיטה המדעית בתקופת הרנסאנס הובילה למהפכה מדעית. עם גילוי החמצן והצעת התאוריה של יסודות ותרכובות על ידי אנטואן לבואזיה, נוסד מדע הכימיה. ביסוס הידע הכימי אפשר את שכלול תהליכי ההיתוך (הבסיס למטלורגיה-קביעת תכונות הסגסוגת) ויכולת ליצור פלדה ולעבוד עם מתכות שונות.
• כלי הפצירה המתכתית, אפשר יכולת הסרת מתכת עדינה וזהו הבסיס לעיבוד שבבי, שהוא עיבוד מתכת על ידי הסרת חומר. אם בעבר המכונות שהאדם בנה התבססו על גלגלי עץ (כגון טחנת מים), יכולת יצירת שיניים ותהליכי הקשיית מתכת אפשרו יצירת גלגלי שיניים מתכתיים ויצירת מנגנונים מכניים ממתכת. עם יצירת המשחזת הסיבובית נוצר הבסיס למכונות עיבוד שבבי כגון כרסומת ומחרטה.
• מיכון-המהפכה התעשייתית, שהגורם המרכזי להתרחשותה הוא המצאת מנוע הקיטור, תרמה להפיכת תהליכי העבודה מתהליכים ידניים בעיקרם לשימוש במכונות. המהפכה התעשייתית השנייה, שכללה פיתוח מנוע הבעירה הפנימית והדיזל והתפתחות ההידראוליקה והפנאומטיקה ושכלול שיטות ריתוך, הובילו למיכון תחום עיבוד המתכת וליצירת שיטות ייצור חדשות שאיפשרו לייצר חלקים מורכבים יותר, חזקים יותר בפחות זמן. המצאת ה-CNC וכניסת המחשוב לתחום ושיפור דיוק המכונות.

ראו גם

• חוזק חומרים
• חוק הוק
• ייצור בהזרקת מתכת

קישורים חיצוניים

• עיבוד מתכת, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• עבודות מתכת, דף שער בספרייה הלאומית