نوع المستند : مقالات علمیة محکمة
المؤلفون
1 باحث دکتوراه
2 أستاذ المعادن ورئيس قسم التربية الفنية وعميد کلية التربية النوعية جامعة طنطا
3 أستاذ النحت ورئيس قسم التربية الفنية کلية التربية النوعية جامعة المنصورة
4 مدرس بقسم التربية الفنية (الاشغال الفنية والشعبية) کلية التربية النوعية جامعة المنصورة
المستخلص
الموضوعات الرئيسية
تمهيد:
يرتبط فن النحت ارتباطا وثيقا بتطور تقنيات الخامات، إذ يمثل کتلة تتواجد في الفراغ بشکل فعلى وتتفاعل معه بعلاقاتها التشکيلية، فالتمثال لا يمنحنا الإحساس بوجوده فقط، وإنما يتواجد ويشارکنا الفراغ، وهو في رحلة تواجده هذه يبحث عن الخامة التى يتواجد من خلالها محققا القيم التشکيلية والتعبيرية وتوفر الحماية ومقاومة تأثيرات العوامل الجوية[1].
الشکل رقم (1)
أي أن الخامة لها العامل الأکبر في إظهار العمل الفني وتوصيل الإحساس الخاص بالفنان عن طريق محاکاته للکتلة وما حولها من الفراغ، وما قد تحتاجه هذه الخامة من أساليب وتقنيات تحافظ على حمايتها من العوامل الجوية.
فالفنان يستخدم الخامة کوسيط مادي بينه وبين العالم الخارجي أي أنها تترجم ما يدور في ذهن الفنان من أفکار مجسدة في صورة عمل فني يمتلئ بالتعبيرات والأحاسيس الخاصة والتي يستطيع من خلالها محاکاة العالم.
" ويعتبر الترسيب الکهربي هو أحد النتائج العلمية لعلم الکيمياء الکهربية هذا العلم يهتم بدراسة التحول المتبادل بين الطاقة الکيميائية والطاقة الکهربية من خلال ما يحدث من تفاعلات سواء کانت أکسدة أو اختزال ومن خلال هذه التفاعلات تنتقل فيها الإلکترونات من أحد المواد المتفاعلة إلى المادة الثانية[2] المشترکة معها في التفاعل الکيميائي ".
الشکل رقم (2)
" کما يعتبر الترسيب الکهربي هو: " أحد الأساليب الفنية والتقنية التى تربط الفن بالتکنولوجيا، وقد ارتبط ظهوره بالتجريب والاکتشاف العلمي واعتمد اعتمادا کليا على الصناعة في بداية الأمر ".[3]
فالترسيب الکهربي هي عبارة عن طاقة کيميائية وطاقة کهربائية ومجموعة من الإلکترونيات تتناسب مع الحلول تناسب طرديا بناءاً على النظرية الخاصة بالعالم " مايکل فرادى " "Michael Faraday " والتي کانت الأساس الذي عمل عليه في استخدامه للترسيب الکهربي مع مراعاة مرور المواد التى تتعرض للتحول مع المکافئ الکيميائي الخاص بها.
ويعنى ارتباط الترسيب الکهربي بالتکنولوجيا أن هذا العمل لم يأتي إلا من محاولات عديدة من جانب مجموعة من الباحثين والدارسين للوصول إلى خصائص هذه التقنية والتعرف عليها والوقوف على قوانينها ولذلک:"لم تأتى فکرة الترسيب الکهربي إلا نتيجة لجهد علمي مکثف من جانب العديد من العلماء منذ أکثر من قرن من الزمان، ويعتبر القانونان اللذان وضعهما العالم "فراداي" الأساس الأول الذي بنى عليها فکر ومفهوم الترسيب الکهربي وهما:
حيث أن "الإلکتروليت "هي مادة ذائبة في محلول تتفکک إلى أيونات ومن ثم تجعل المحلول موصلا للکهرباء ".[5] ولأن الفنان دائم البحث عن تقنيات مستحدثة يحسن من خلالها أعماله النحتية فأهمية الخامات وتوظيفها تشکل هدف الفنان منذ القدم والتاريخ لحياة الإنسان على الأرض تتحدد مراحله بالخامات التى اکتشفت واستخدمت، حيث العصر الحجري، والعصر الحديدي والعصر البرونزي، ونجد أن العصر الحديث هو عصر ثورة التقنيات الحديثة.
حيث ازدهرت الدراسات الکهروکيميائية وتطورت محققة أساليب تشکيل بالطلاء الکهربي، ولذلک نجد أن الأبحاث والدراسات الخاصة بالترسيب الکهربي لم تکن فقط على يد العالم (فراداي) ولکن هناک العديد من الأبحاث ومنهم:
*" تعد التجارب المبتکرة "لألفرد سامDr.Alfred Smee " في مجال الکهرباء والذي توصل من خلالها إلى " تيار البطارية الکهربي والذي يقوم بتجميع أو نشر وتشتيت ذرات المعدن الغير مرئية في المحلول وتوجيهها للتحول على سطح معدن أخر.[6]
وکان هذا الاکتشاف بمثابة الميلاد الحقيقي لصناعة الطلاء بالترسيب الکهربي والذي أعتمد فيه على قانون " مايکل فرادى" Michael Faraday)) الذي أوجد الصلة بين المعدن المترسب"deposited'" وبين التيار الکهربائي، وأيضا معدن القاعدة والخاص بالطلاء بالترسيب الکهربي والتشکيل بالترسيب الکهربي من خلال قانونيين يوضحان التفاعل الکيميائي والکهربائي القائم نتيجة التفاعل الکهروکيميائى "electro chemical or electrolytic"،[7]
شکل رقم (4)
ومن خلال التطبيق التجاري لطريقة الترسيب الکهربي والذي أخذ عدة سنوات " قام الإنجليزي (جورج إليکنجتوت GR & ELKington) فيما بين عامين 1836،1838م، بالعديد من تسجيل براءات الاختراع شملت واحدا في الترسيب الکهربي.[8]
وبهذا الکشف اکتملت عملية الطلاء بالترسيب الکهربي، لتغطية المعادن الرخيصة بطبقة Layer) ) دقيقة من الفضة النقية بواسطة إمرار تيار کهربائي عبر الشيء وأيضا في محلول "سيانيد البوتاسيوم " والذى يسبب " أيونات الفضة" التى تلتصق بالشيء المراد تغطية أو طلائه.[9]
ثانيا: الطلاء بالترسيب الکهربي Electroplating: -
الطلاء بالترسيب الکهربي " وهو عملية ترسيب طبقة دقيقة من الفلزات الثمينة مثل الذهب، الفضة، النيکل، الکروم على أسطح المعادن الأخرى وهي تعطى سطح مرسب متساوي وهو يتم بعد مرور القطعة بعمليات التشطيب finishing التى تتضمن التنظيف cleaning والتلميع polishing. [10]
شکل رقم (5)
لعب هذا النوع من الطلاء دور کبير في تغيير خواص المعادن ، حيث يعتبر الطلاء بالترسيب الکهربي أحد أهم تطبيقات التحليل الکهربي ، ولما ازدادت اهمية التکنولوجيا والتطور العلمي في عصرنا الحالي ، مما أدى لإنتاج عدد کبير من المنتجات المعدنية المطلية , وزادت أهميته أکثر في المجال الفني وخاصة في مجال الحلى والزينة ، " ولعل زيادة أهمية الطلاء بالترسيب الکهربي ترجع إلى دور الطلاء بشکل عام ، حيث أن الهدف من الطلاء هو إظهار العمل بشکل جمالي يخالف أساسه أنه يقوم بدور في حماية السطح الأصلي من التآکل وأنه يعطى بريقا أکثر لمعانا من الأصل والمتتبع لتاريخ تطور الطلاء المعدني سيجد أن الرومان کانوا يطلون الصفائح المعدنية ( المعدن الأساسي ) بالفضة .[11]
في القرون القديمة کان يستخدم الطلاء بشکل کبير وخاصة في حالة الحروب حيث کانوا يستخدمون هذا الأسلوب لطلاء الأسلحة ، وذلک عن طريق غمسها في المعدن المنصهر ، وأنتشر هذا الأسلوب کثيرا وخاصة في إنجلترا وأصبح من السهل إنتاج أکثر من قطعة في آن واحد مما جعل الأمر أسهل بکثير ، " أما في القرن الخامس فقد شهد طلاء الأسلحة الحديدية بمعدن النحاس عن طريق غمسها في محلول النحاس الذائب ، وأما القرن الثامن عشر فقد شهد طلاء النحاس بالفضة عن طريق الصهر وکانت البداية في إنجلترا ، أما في عام 1840 فقد تم تسجيل براءة الاختراع لعملية الطلاء الکهربي Electroplating وهى العملية التى يمکن بواسطتها ترسيب طبقة رقيقة من الذهب أو الفضة أو البلاديوم أو الکادميوم أو الزنک أو النيکل ، الکروم ، النحاس ، أو أي معدن أخر إلى منتج موصل للتيار الکهربي بهدف زيادة وتعزيز شکله وحجمه ، کما تهدف العملية إلى السماح بالسيطرة والتحکم في سمک طبقة الطلاء ..... ويستخدم التيار الکهربي وأيونات معدن مشحون بشحنة کهربية موجبة يمکنها الانتقال خلال محلول سائل معروف بأنه إلکتروليتى Electrolytic حيث يترسب داخل الشيء المعدني المشحون بشحنة کهربية سالبة ".[12]
شکل رقم (6) شکل رقم (7)
فهي عملية يتم فيها نقل أيونات المعادن في محلول بواسطة مجال کهربائي لتغطى إلکترو ، العملية تستخدم التيار الکهربي لإزالة الکاتيونات من مادة مغمورة في المحلول وتغطى مادة موصلة للکهرباء بطبقة رقيقة من هذه المادة ، کمعدن معين مثلا ، وتستخدم هذه العملية في المقام الأول للتغليف بطبقة من مادة معينة لتضفي خاصية مرغوب فيها على المادة الأساسية ( على سبيل المثال : التآکل والکشط ، الحماية من الصدأ ، صفات تزيتيه ، والصفات الجمالية وغيرها ) ، استخدام أخر للطلاء الکهربائي هو زيادة سمک جزء معين لديه نقص في الأبعاد وتسمى هذه العملية المستخدمة في الطلاء الکهربائي (الإيداع بالکهرباء).
وهي مماثلة لخلية لفانية تعمل في الاتجاه المعاکس، الذي يتم طلائه هو القطب السالب للدائرة، يتم صنع الأود من المعدن المراد طلائه، تغمر کلا من المکونات في محلول يسمى إلکتروليت يحتوي على واحد أو أکثر من الأملاح المعدنية الذائبة وکذلک الايونات الأخرى التى تسمح بتدفق الکهرباء.
وقد اکتشف بعد ذلک "جون رايت John Wright " وهو طبيب وجراح وممارس لعمليات الطلاء إکتشف أثناء ممارساته احتياج محلول إلى سيانيد البوتاسيوم وقام بتسليم هذه العملية لشرکة إليکنجتون والذي دمج هذا الإکتشاف وسجله باسمه عام 1840م.[13]
" کلمة الطلاء الکهربي Electroplating تعنى تغطية شيء معدني أو غير معدني بطبقة أو أکثر بشرط أن تکون رقيقة جدا، وشديدة الالتصاق من معادن أخرى خلال المعدن الأساسي وذلک بهدف تحسين المظهر ومقاومة الحک ومنع التآکل ....[14].
الطلاء الکهربائي هو عملية مفيدة، تستخدم على نطاق واسع في طلاء المعادن بطبقة رقيقة من معدن مختلف، وتکون طبقة المعدن المطلي به لديها بعض الخصائص المطلوبة التى يفتقر إليها المعدن المراد طلائه، على سبيل المثال يتم طلاء العديد من المنتجات بالکروم.
وورد تعريف للترسيب الکهربي في أحد المعاجم بأنه:
" هو عملية ترسيب طبقة دقيقة من الفلزات الثمينة مثل الذهب والفضة والنيکل والکروم على أسطح المعادن الأخرى وهي تعطى سطح مرسب متساوي وهو يتم بعد مرور القطعة بعمليات التشطيب التى تتضمن التنظيف ".[15]
ولأهمية الطلاء الکهربي تم إجراء العديد من التجارب والأبحاث عليها، حيث کان لها دور کبير في تغير خواص المعادن المراد طلائها، ومن خلال التجريب تتطور أسلوب العمل به
" ففي نهاية الأربعينات وبداية الخمسينات شهد الطلاء بالترسيب الکهربي تقدم کبير حيث أصبح من السهل عمل أکثر من قطعة في وقت واحد، بالإضافة أنه أمکن ملاحظة أي تغيير في اللون، وأصبح من السهل التحکم ليس فقط في اللون بل أيضا في السمک ذاته ومنذ ذلک الوقت لم تتغير طريقة الطلاء بالترسيب الکهربي إلى يومنا هذا ".[16]
وفى النهاية يتضح لنا أن الطلاء بالترسيب الکهربي يمکن أن يتم على الأسطح المعدنية وغير المعدنية، إلا أن بحثنا خاص بالأسطح المعدنية فقط دون غيرها.
(ثانيا) أهمية الطلاء بالترسيب الکهربائي: -
(1) حماية سطح المعدن:
الطلاء الکهربائي: هو احدى عمليات حماية المعادن من التآکل، حيث يمکن أن يستخدم لاتخاذ إجراءات الوقاية والحماية ضد التآکل الناتج من عوامل الجو أو الأکسدة بسبب التعرض للجو فترة من الزمن ".[17] فالمعادن تختلف فيما بينها من حيث خواصها فالذهب يحتفظ ببريقه مدة أطول من النحاس والفضة ولا يفقدها بسبب الطلاء أو الأکسدة، لأن عملية الطلاء هي عملية تساعد في المحافظة على سطح المعدن، وحمايته من التآکل وغيرها من الأسباب التى تؤدى إلى تغيير شکل سطح المعدن، ويستعمل في الحماية أو الزينة وحسب الحاجة من أنواع الطلاء الکهربائي.
"ونظرا لأن المعادن تختلف عن بعضها البعض في مدى قابليتها للتآکل فبعضها يتأثر بدرجة کبيرة بالعوامل المسببة للتآکل، کالعوامل الجوية والطبيعية والاحتکاک وبعضا يتأثر بدرجة أقل، والبعض الأخر يقاوم هذه العوامل ولا يتأثر بها إلا بدرجة بسيطة جدا، فالهدف من عملية الطلاء بالکهرباء هو تغطية سطح المعدن ذو القابلية الشديدة للتآکل بمعدن أخر مقاوم له، ويتحقق عن طريق ذلک وقاية المعدن الأصلي من التآکل ".[18]
شکل رقم (8)
(2) تزيين سطح المعدن: -
الطلاء بالترسيب الکهربائي هو " ترسيب طبقة رقيقة من الفلز المراد الطلاء به على المادة المراد طلاؤها خلال عملية التحليل الکهربائي "
فالهدف هنا من الطلاء بالترسيب الکهربائي هو تزيين وتجميل السطح الخارجي للمعدن عن طريق ترسيب طبقة رقيقة من الفلز عليها تتميز بالثقل واللمعان والجاذبية البصرية، حيث تساعد أن تظل محتفظة بهذه الصفات فترة طويلة دون تغيير، ويظهر هذا کثيرا في طلاء الذهب عندما يکون الغرض منها الزينة.
شکل رقم (9) شکل رقم (10)
" وهناک العديد من الاسباب لاستخدام الطلاء بالترسيب الکهربائي مثل التشطيب لقطعة الحلى، أيضا تکلفة إنتاج الذهب أو الفضة حيث يمکن التشطيب وإعطاء مظهر الذهب أو الفضة وذلک عن طريق الطلاء الخارجي ".[19]
فابتکار معالجات السطح بالطلاء لإعطاء تأثير الذهب أو الفضة جعل على الإنسان العادي صعوبة في التفرقة بين الاشياء المصنوعة من المعادن الرخيصة أو إذا کانت مصنوعة من معادن نفيسة، لأن بعد إجراء عملية الطلاء على المعادن الرخيصة فأنه يکسب السطح جمالا وتغيير في الخواص الداخلية وتغيير في المظهر الخارجي، ويمکن التحکم في حجم الشيء المراد طلاؤه حتى ولو کانت قطعة واحدة وذلک عن طريق الورنيش الخاص بالمظهر الخارجي.
" Stop Aff Lacquer"، الورنيش العازل على سطح المعدن يمکن اختيار بعض المناطق دون الأخرى يتم عليها الطلاء مما يتيح وجود تأثير لونين أو ثلاثة، وإمکانية إعطاء تنوع للمعادن کبير يمکن أن يستخدم في إنتاج تأثير لونى قوى ".[20]
ويجب أن يکون هذا الورنيش المستخدم للتحکم في المناطق المراد طلاؤها يکون مقاوم للحرارة (العازل).
(ثالثا) المعدات والأدوات التى يجب توافرها لتطبيق الترسيب الکهربي: -
هناک مجموعة من العدد والأدوات التى يجب توافرها لإجراء الترسيب الکهربي وهي:
1. الأحواض (أحواض الطلاء).
2. مولد کهربائي للتيار المستمر.
3. لوحة مقاومات مزودة بفولتمتر وأميت،
4. أحواض للغسيل.
5. براميل متحرکة لعمليات التنظيف والتلميع والتجفيف.
6. أن تکون جيدة التهوية وبها مدخنة وشفاطات لتصريف الغازات والأبخرة المتصاعدة.
* وفيما يلي شرح وتوضيح لهم:
(أ) أحواض الطلاء:
لابد أن تکون أحواض الطلاء مصنوعة من خامات ومواد لا تتفاعل مع المحاليل التى تستخدم في عملية الطلاء أي يجب أن تکون عازلة ، "يصنع حوض الطلاء دائما من مواد لا تتفاعل مع المحاليل أو الأحماض التى توضع به فمثلا المحاليل المحتوية على السيانيد کمحاليل الطلاء بالفضة يمکن استخدامها داخل أحواض من الصلب بينما المحاليل الحمضية کمحاليل الطلاء بالکروم تستعمل أحواض مبطنة بالرصاص النقي أو الرصاص الأنتيمونى کما يستخدم أحواض مبطنة بالأيونيت في حالة استعمال محاليل قلوية ...... أما الأحواض المصنوعة من الصلب المغطى بطبقة من الصيني أو الزجاج تستعمل في حالة الطلاء بالمعادن الثمينة مثل الذهب والفضة ".[21] أي أن الأحواض يجب أن تتوافر فيها الشروط التى لا تجعلها تتفاعل مع المحاليل والأحماض مثل الصيني او الزجاج أو الرصاص.
الشکل رقم (11)
وهناک مجموعة من الأحواض الخاصة بالطلاء على سبيل المثال:
1. أحواض خشبية Wood tanks.
2. أحواض صلب Steel tanks.
3. أحواض صلب لا يصدأ Stainless steel tanks.
4. أحواض البلاستيک Plastic tanks.
5. أحواض مغطاة بالمينا الزجاجية Vitreous enamel tanks.[22]
شکل رقم (12)
ويجب أن تکون هذه الأحواض نظيفة جدا وذلک لضمان نجاح عملية الطلاء لأن الشوائب تظهر على القطعة بعد الانتهاء من طلائها.
" أن الأحواض الصلب الغير قابل للصدأ أکثر استخداما من أحواض الصلب بالرغم من زيادة تکلفتها حيث يمکن استخدامها في الحمامات الحمضية مثل حمام حمض النيتريک أو الکبريتيک .... أما أحواض البلاستيک فمنها البولي فينيل P.V.Cوهو من أحسن أنواع البلاستيک حيث يستخدم لصنع أحواض ذات سمک 6 مم أو أکثر ".[23]
(ب) منبع التيار الکهربائي المستمر:
التيار المباشر أو التيار المستمر (يرمز له باللاتينية DCأي Direct Current) هو عبارة عن تدفقٍ ثابتٍ للإلکترونات من منطقة ذات جهد عالٍ إلى أخرى ذات جهد أقل، ويتم توليده من البطاريات الکهربائية، والخلايا الشمسية، والمزدوجات الحرارية، ومن المبادل الکهربائي المستخدم في الآلات الکهربائية.
ويتم انتقاله عادة في الفلزات کالأسلاک الکهربية، ولکن قد يحدث أيضًا خلال أشباه الموصلات أو العوازل أو حتى في الفراغ کما في حالة الأشعة الأيونية أو الإلکترونية. وتتدفق الشحنة الکهربية في حالة التيار المباشر في نفس الاتجاه، وبذلک فهو يختلف عن التيار المتردد (الذي يرمز له باللاتينية AC). وکان يطلق أسم التيار الجلفاني (galvanic current) سابقاً على التيار المستمر.
شکل رقم (13)
(ج) التيار المباشر: -
ويُمکن الحصول على التيار المستمر من التيار المتردد أو المتناوب عن طريق مفتاح کهربائي أو بما يُسمى موحد والذي يتکون من عناصر إلکترونية (عادة) أو من عناصر ميکانيکية (تاريخيًا)، کما يمکن أيضًا تحويل التيار المستمر إلى تيار متناوب عن طريق العاکس أو عن طريق بعض المولدات والمحرکات.
(رابعا) أهم العمليات الواجب إجراؤها قبل الطلاء بالترسيب الکهربي:
تحتاج الأسطح المعدنية المطلوب طلاؤها إلى تجهيزها تجهيزا تاما قبل إجراء عملية الطلاء وهذا التجهيز يشمل العديد من العمليات الهامة منها ما يتم بطريقة ميکانيکية ومنها ما يتم بطريقة کيميائية وکهربية وذلک بهدف إزالة العيوب وتنظيف الأسطح المراد طلاؤها تنظيفا تاما من الشوائب أو الدهون والشحوم کذلک فإنه من الضروري إزالة أي صدأ أو أکسدة من تلک الأسطح هذا إلى جانب ضرورة إجراء عمليات الصقل والتلميع.[24]
فيجب أن تکون الأجسام المراد إجراء الترسيب الکهربي عليها تتسم بالبساطة، وعدم التعقيد حيث يسهل طلاؤها فالأجزاء البارزة أو الغائرة عن السطح لا تساعد بالقدر الکافي عملية الطلاء بالکهرباء، وأيضا يجب أن يکون السطح الملمس وناعم وخالي من العيوب مثل الصدأ، " أى أنه يجب أن تکون اشکال القطع المراد طلاؤها بالکهرباء غير معقدة وألا تحتوي على أجزاء بارزة عن السطح .... ويجب أن تکون ذات سطح ناعم وأملس ......کما لا يسمح بتواجد الصدأ والشوائب الأخرى العضوية واللاعضوية ".[25]
وهذا يعنى أن وجود هذه العيوب قد يسئ من عملية الطلاء ولذلک فإن السطح المعدني المراد طلاؤه يمر بالعديد من المعالجات حتى يکون جاهز للطلاء ومن أهم هذه المعالجات:
1. : المعالجة الميکانيکية للأسطح المعدنية قبل الطلاء.
2. : المعالجة الکيميائية والکهروکيميائية قبل الطلاء.
(1): المعالجة الميکانيکية للأسطح المعدنية قبل الطلاء:
إن الهدف من هذه المعالجة هي تنظيف السطح المعدني من أي شوائب تحول بينه وبين عملية الطلاء، وتقوم أيضا بإزالة الأجزاء البارزة عن السطح المعدني قبل طلاؤه " عند استخدام الجلخ يجب معرفة خواص ومواصفات الجلخ المستخدم والهدف من استخدمها بحيث يمکن تمييز کل من نوع مادة حبيبات قرص الجلخ، قساوة الحبيبات، سرعة دوران قرص الجلخ وأبعاد القرص ".[26]
هذا في حالة ما أذا کانت الأحجام المراد طلاؤها کبيرة، أما إذا کانت الأحجام المراد طلاؤها صغيرة فيمکن استخدام المبارد الخشنة والناعمة أو الصنفرة الحدادي.
حتى تتمکن من الوصول إلى الأماکن الصغيرة والضيقة وتجهيزها لإجراء عملية الطلاء عليها.
شکل رقم (14)
(2): المعالجة الکيميائية والکهروکيميائية للأسطح المعدنية قبل الطلاء:
الهدف من هذه المعالجة هو تنظيف سطح المعدن من کل ما يعوق نجاح عملية الطلاء عليها، فيتم إزالة الشوائب والصدأ حتى تتم عملية الطلاء بنجاح، ولإجراء عملية التنظيف أو ما يسمى بالتطهير من الشحوم والزيوت فإن هناک أکثر من مادة يمکن استخدامها وهذا مرتبط بالشحوم وکميتها حيث أن " عملية التنظيف تتوقف على نوع المواد العالقة وکميتها من الزيوت سواء کانت نباتية أو زيوت بترولية ".[27]
(أ) إزالة الصدأ من الأسطح المعدنية المراد طلاؤها کهربيا:
من أهم اسباب نجاح عملية الطلاء الکهربي أن تکون الأسطح المعدنية نظيفة وخالية تماما من الصدأ، وذلک لضمان الترسيب الجيد، " وإزالة الصدأ هو المرحلة التالية بعد التنظيف أو التطهير وينشأ الصدأ المعدني عموما من المعالجة الحرارية لسطح القطع المعدنية کما تنشأ ايضا من مرحلة إزالة الشحوم والزيوت التى يتعرض فيها المعدن للقلويات والماء وينتج عنها طبقة رقيقة من الأکسدة نتيجة للتعرض للجو بعد التنظيف ".[28]
ويتم إزالة الصدأ بعدة طرق منها: -
تعتبر هذه الطريقة الأکثر استخداما لإزالة الصدأ " حيث يستخدم لهذه العملية أحماض الکبريتيک والهيدروکلوريک المختلطة بالماء واحماض الفوسفوريک والنيتريک بنسب معينة ".[29]
فيتم إزالة الصدأ من على سطح المعدن عن طريق استخدام مجموعة من الأحماض المختلفة ولکن بنسبة معينة، ولکن يجب عدم غمر الأشياء کثيرا في حمام الحمض لأن هذا ينتج عنه خشونة في السطح.
تعتبر هذه الطريقة من الطرق الحديثة في المعالجات الخاصة بسطح المعدن، حيث أن هذه الطريقة تعتمد على شقين هما إزالة الصدأ وتلميع سطح المعدن معا،" تعتبر هذه من أحدث الطرق المستخدمة حاليا حيث يجرى إزالة الصدأ وتلميع المعدن وتنعيمه في آن واحد".[30]
ويستخدم في هذه الطريقة للقطع المراد تلميعها أنودا وهي تعتمد على انحلال المعدن وهي تسمى الأکسدة الأنودية ولکن يجب الحذر عند إجراء ذلک حتى لا يتم تأکل السطح." وتجرى الأکسدة الأنودية على حساب انحلال المعدن (البنود) لذلک يجب توخى الحذر أثناء المعالجة تجنبا لحدوث تآکل للسطح ".[31]
(خامسا) تقنيات الاستنساخ بالترسيب الکهربي: -
يرتبط فن النحت ارتباطا وثيقا بتطور تقنيات الخامات، فهو يمثل کتلة في الفراغ، فهو يشارکنا الفراغ، ولکن أهم ما يظهر العمل النحتى هو الخامة التى تساعد على ظهوره، فالفنان دائم البحث عن تقنيات مستحدثة يحسن من خلالها خواص الخامات المستخدمة بالفعل، فأهمية الخامات وتوظيفها تشکل هدف الفنان منذ القدم وعلى مر العصور حتى العصر الحديث فهو عصر ثورة التقنيات الحديثة، حيث ازدهرت الدراسات الکهروکيميائية وتطورت محققة اساليب تشکيل بالطلاء الکهربي.
"وفى اتجاه أخر تطورت الدراسات في مجال البوليمرات ، وقدمت لفن النحت والاستنساخ الکثير من اللدائن کان لها الاثر الکبير في إثراء الرؤية التشکيلية لدى الفنان المعاصر ، والمتابع للمتغيرات الفنية التى أحدثتها التقنيات الحديثة يکتشف أنها جاءت نتيجة لتفاعل الفنانين وحماسهم لهذه الخامات والتي أتاحت لهم آفاق ممتدة أنها طبيعة الابتکار وقوة الإبداع وهى التى جعلت الفنانين يتطورون أکثر من المتوقع وأهتموا بالخامة النحتية أکثر من اهتمامهم ، بالبحث عن الصيغة الأسلوبية مثل التکعيبية أو المستقبلية أو البنائية ، ففي العصر الحديث استحدث الکثير من تقنيات استنساخ الخامات بالتشکيل الکهربي ".[32]
مفهوم الاستنساخ: -
مفهوم الاستنساخ في مجال الفن عامة ومجال النحت خاصة يعنى إنتاج أکثر من نسخة طبق الأصل من النسخة الأصلية متطابقة معها في جميع الصفات، وذلک من خلال ما يسمى بالقالب." إن فکرة القالب والنسخة تعد قديمة کقدم الطبيعة ذاتها فإن الحفريات التى نجدها کالأصداف والأسماک والنباتات قد نشأت نتيجة لقوى طبيعية قامت بتغطية هذه العناصر بمواد مثل الرمل والطمى حيث شکلت بفعل ملايين السنين قالبا صخريا من هذه المواد وأصبح الأصل لهذه العناصر حفريا بمثابة النموذج الذي يشکل القالب بصفاته ومن ثم فإنه بشق هذه الصخرة تعد طبقة سالبة ويکون النموذج إيجابيا وحينئذ يکون الاستنساخ ممکنا وذلک بصب مادة اخرى في الطبقة السلبية للصخرة ".[33]
شکل رقم (15) شکل رقم (16)
الاستنساخ في مجال النحت:
هي عبارة عن عملية تکرار أنتاج نفس أدوات العمل الفني بکل مواصفاته، أي أنها نفس النسخة مکررة عدة مرات عند إنتاجها من النسخة الأصلية عن طريق القالب.
شکل رقم (17)
علاقة الاستنساخ بالنحت:
" يعد الاستنساخ أحد الأساليب الواسعة الانتشار في مجال فن النحت، حيث يشکل مرحلة هامة وضرورية من مراحل إنجاز العمل الفني بالرغم من کونه مرحلة ثانوية بالنسبة للفنان عند ابتکاره لعمله حيث يزيد من الأداء المهارى الذي يسمح للفنانين بالسيطرة على وسائل التنفيذ المتصلة بهذه الأعمال ".[34] ويقوم الاستنساخ على اساس ثابت يرتبط ارتباطا جوهريا بالنموذج الأصلي للعمل الفني وتتابع مراحل تنفيذه.
أذا قام الفنان بإنتاج عمل فني من الخامات اللدنة مثل الطين أو الشمع أو الصلصال فإن ذلک يتطلب إجراء عملية الاستنساخ لتنفيذ نماذج منها بخامات أکثر صلابة، وهذا يتطلب أن يکون الفنان على دراية کاملة بعملية الاستنساخ ومراحله المختلفة، فإعداد القالب تعد لها أهمية کبيرة وذلک لأنها تتصل بالعمل الفني سواء في القوالب المستهلکة أو المستديمة.
شکل رقم (18) شکل رقم (19)
الترسيب الکهربي وعملية الاستنساخ:
"للترسيب الکهربي أهمية کبرى في عملية استنساخ القوالب الفنية قبل عمليات التشکيل بالترسيب وذلک لترسيب طبقة أولية من الفلز المناسب للسطح المراد الترسيب عليه کما أنه عن طريق الترسيب الکهربي يمکن التحکم الواسع المدى في الخواص الميتالوجية للفلز المراد الاستنساخ به، وذلک باختيار الفلز المناسب في البداية ثم خلط مکونات حمام الطلاء للتحکم في خواص الحمام وبالاختيار المميز لخامة القالب يمکن إنتاج کميات کبيرة بأبعاد عالية الدقة ".[35]
" وإذا کان للاستنساخ بالترسيب الکهربي أهمية في تحقيق انتقال الفنان التشکيلي من وسط مرن أو صلب مؤقت إلى وسط أکثر بقاءاک وخلودا وتهيئة لحمل مضمون الفکر التشکيلي إلا أن أهميته أيضا تتأکد من خلال أهمية الانتشار للأعمال الفنية باعتبار أن الانتشار غاية يصبو إليها النحات ".[36]
وأهمية الترسيب في عملية الاستنساخ وخاصة في عملية النحت تکون في إنتاج عدد کبير من الأعمال المماثلة لبعضها البعض في التفاصيل من حيث الشکل والحجم والوزن باستخدام القوالب.
القالب:
هو وسيلة التشکيل الذي يعتمد عليها الترسيب الکهربي في إنتاج النموذج المقترح ويلاحظ أنه لا يمکن عمل منتجات عالية الجودة بدون قوالب جيدة الصنع وذو دقة عالية ولأهمية القوالب في إنتاج المستنسخات کثيرا ما يوصف النموذج بأسماء المواد والطرق المستخدمة في صناعة القالب وتقسم القوالب المستخدمة إلى:
(1) القوالب الدائمة.
(2) القوالب المصيص.
(3) قوالب الکساء (الشمع المفقود).
(4) قوالب الکاوتش.
(1) القوالب الدائمة:
تصنع القوالب الدائمة في المواد الغير معدنية (اللافلزية) مثل اللدائن وهذه القوالب تستخدم کنماذج دائمة للمنتج حيث يصعب عملية الفصل بعد التشکيل بالترسيب الکهربي .
(2) القوالب المصيص:
تستخدم القوالب المصنوعة من المصيص مع دهانها بمواد عازلة للمحاليل أو إضافة الجرافيت کمادة مضافة إلى الجبس الذي يعتبر في هذه الحالة مادة رابطة والجرافيت يعتبر مادة قابلة للتوصيل الکهربي بنسبة 50% جبس + 50 جرافيت.
شکل رقم (20)
ومن مزايا قالب الجبس هو الحصول على مواد رخيصة کدليل داخل الغلاف المعدني الذي يمکن الحصول عليه باستخدام التشکيل بالترسيب بالإضافة إلى ضمان الدقة في الأبعاد وملامسة السطوح الداخلية للنموذج مما يؤدى إلى المحافظة على مظهر السطح الخارجي عند تعرضه للصدم.
(3) قوالب الکساء المفقود:
تعبير الکساء يشير إلى غطاء شمعي خاص للقالب وفى هذه العملية بصنع النموذج (القالب) من الشمع لکل مصبوب ويصب النموذج، والنموذج الشمعي يصب في قوالب إما معدنية أو جبسيه حسب الکميات المقترحة للإنتاج.
شکل رقم (21)
وللحصول على نماذج الشمع بصب الشمع داخل القالب حسب السمک المقترح للقالب الشمعي ثم يفصل النموذج الشمعي عن القالب الخاص بالنموذج وتشطيبه للأعداد للعمليات اللاحقة ويرکب الشمع المستخدم من (الشمع الإسکندراني والبرافين والراتنج) ويحقن الشمع عند درجة من 120 إلى 150 درجة مئوية وضغط يتراوح بين 200 إلى 300 کجم على البوصة المربعة.
(4) قوالب الکاوتش:
يمکن أن تصنع في الکاوتش وذلک للنماذج التى يمکن فصلها بسهولة والتي يمکن أن تتضمن نتوءات بسيطة.
باعتبار أن النماذج المقترحة مصنعه من مواد غير قابلة للتوصيل الکهربي سواء قوالب المصيص أو الکاوتش أو الشمع أو غيرها فيتم تغليفها بمزيج من الجرافيت المسحوق والمضاف إليه زيوت طيارة (نسبة 70% جرافيت , 30% زيت برافين) وبعد جفاف هذا المزيج فإنه يساعد على التوصيل الکهربي، وبالتالي الترسيب الجيد على أسطح النماذج والحصول على التخانات المطلوبة من المعدن.
يعتبر الاستنساخ باستخدام الترسيب الکهربي من الأساليب التکنولوجية التى تتفوق على الکثير من الأساليب الأخرى في تصنيع المستنسخات من حيث الدقة والتشطيب والسرعة في الإنتاج وخفض کثير من التکاليف الباهظة في خطوط الإنتاج التقليدية.[37]
(1): أبعاد ذات دقة عالية:
حيث يتم استنساخ نماذج مطابقة لأبعاد الکاثود (القالب) ولا يزيد الفارق بالمستنسخات عن سمک 5 ميکرون دون أي تشوهات ما لم يحدث للقالب أي تأثيرات داخلية نتيجة للقصور في اختيار القوالب المناسبة والملائمة لمحاليل الطلاء، فتکون تقنية الترسيب الکهربي مناسبة تماما للاستنساخ بين القالب ونسخة العمل النحتى، وذلک لأن جودة القالب تکون لها دور جديد في نجاح النسخ المستخدمة ولذلک يجب أن يکون خالي من العيوب.
(2): الدقة في إعادة إنتاج تفاصيل السطح:
مما يجعل من الصعب التمييز بين النسخة الأصلية والنسخ التى تم نسخها بالترسيب الکهربي بسبب درجة الدقة العالية والذي يميزها عن الطرق الأخرى في أنتاج عدد کبير من النسخ.
(3): التحکم في الحجم:
فالحجم يحدد بواسطة سعة الطلاء المتنوعة للأعمال المختلفة سواء کان الحجم عدد قليل من الملليمترات إلى عدة أمتار ولا يوجد علاقة مباشرة بين وقت التشکيل الکهربي والحجم الجزئي للمستنسخات – العائق الوحيد هو مقاس حجم (حوض) حمام الطلاء الالکتروليتى ويمکن استخدام القلم pen plating.(*)[38]
"في العقود الأربعة الأخيرة نجحت اليابان في استخدام أساليب وأدوات الجودة کجزء من محاولة ناجحة لتصبح رائدة في صناعة الإلکترونيات والسيارات وغيرها من المنتجات، وقبل سنة 1950 لم تکن تعرف جودة الإنتاج ولکن منتجاتها کانت في تحسن مستمر، مما جعل عديد من الصناع الأمريکان يستخدموا المنتجات اليابانية کمنتجات قياسية للجودة ".[39]
ولذلک تجد أن جودة سطح المعدن لها الأهمية الأکبر من حيث الطلاء وذلک حيث يعتمد عليها ف تحديد العمر الافتراضي للمعدن بعد الطلاء، فإذا کانت جودة الطلاء عليه کان العمر الافتراضي أطول والعکس.
"إن معايير جودة المنتج هي الخواص التى يمکن بها تحقيق الجودة في المنتجات وأدوات التحقق من هذه الخواص ولذلک فأن معايير جودة سطح المنتج المطلي تکون هنا خواص طبقة الطلاء التى تجعل سطح المنتج يقوم بإتمام وظائفه المنتظر الحصول عليها من استخدام هذا المنتج في حدود تکاليف إنتاج وخامات بسيطة ولأطول فترة ممکنة وفى محافظة على البيئة من التلوث.[40]
فجودة السطح تحدد مدى نجاح عملية الطلاء لها، وتظهر أکثر في أدوات المائدة حيث أنها لا تصدأ من کثرة استخدامها، أما إذا کانت عملية الطلاء غير صحيحة فأننا نجد هذه الأدوات تصدأ بسرعة ويحدث بها تأکل.
هي تلک المعايير التى يجب أن تتوافر في سطح المعدن حتى تکون جاهزة لوظيفتها الاستخدامية والأطلة من عمرها الافتراضي في الاستخدام فکثرة استخدامها وتعرضها للعوامل الجوية وغيرها من العوامل المؤثرة في جودة سطح المعدن قد يقلل من قيمتها.
1. أن يکون سطح المنتج والمتمثل في طبقة الطلاء ذو مقاومة کبيرة لتحمل الاحتکاک وخاصة في المنتجات المتداولة بصفة مستمرة وبشکل مباشر من قبل المستهلک مثل أدوات المائدة ومقابض الأبواب المختلفة ويمکن التحقق من ذلک بقياس واختبار صلادة طبقة الطلاء بالطرق المختلفة.
2. أن تکون طبقة الطلاء مقاومة لتأثير الأحماض والقلويات والأملاح المختلفة التى يمکن أن يتعرض لها سطح المنتج أثناء الاستخدام فمثلا في أدوات المائدة يجب أن يتحمل سطحها تأثير بعض الأملاح والأحماض مثل کلوريد الصوديوم وحمض الستريک نظرا لتواجدها بکثرة في عديد من الأطعمة ويمکن إثبات ذلک بغمر سطح المنتج المطلي في محلول کلوريد صوديوم 5% لمدة 12 ساعة وملاحظة مدى التغير في لون ومظهر طبقة الطلاء.[41]
حيث تعتبر جودة سطح المنتج المطلي أحد العناصر الأساسية في قياس مدى جودة للمنتج وتحقيق أهم الخواص المميزة لسطح المعدن من حيث (الملمس – اللون – اللمعان – الصفاء – مقاومة الصدأ – مقاومة التآکل).
وأيضا فأنها تؤثر من الناحية الجمالية لسطح المنتج حيث يکون مقبول وجذاب للمستهلک وملائم للوظيفة المنوط به القيام بها.
الترسيب الکهربي
1- الطلاء بالترسيب الکهربي.
2- التشکيل بالترسيب الکهربي.
وعلى الرغم من ذلک " فهناک اختلاف بينهما في کلا من الآتي ":
إلا أن هناک اختلاف بينهم أيضا من حيث الوقت المستخدم في کل منهم حيث أن التشکيل بالترسيب يحتاج وقت أطول من الوقت المستخدم للطلاء بالترسيب الکهربي، وذلک لأنه يقوم على سطح نموذج بکامله اعتمادا على ذرات المعدن وترسيبها في حمام من الحامض أو القلويات.
وتتمثل عملية التشکيل بالترسيب الکهربي في " عملية التشکيل الأولى والتي تتضمن إعداد قالب معدني أو غير معدني وجعله موصلا کهربائيا بتغطيته بالجرافيت ثم يوضع في حوض لترسيب طبقة من النحاس على القالب تحمل کل تفاصيل السطح ".[43]
وبعد تکرار هذه العملية عدة مرات يتم تحويل السطح إلى سطح معدني ويکون جاهز لعملية الطلاء." والتشکيل بالترسيب الکهربي استخدم من قبل في المتاحف لإنتاج ونسخ نماذج من الأثار القديمة وبالتالي أدى إلى انتشار القطع الفنية المشهورة في العالم والقطع المطلية بالفضة في المتاحف ".[44]
شکل رقم (22)
توصيات البحث
1. ضرورة مسايرة تغير المفهوم العام للفن ومنطلقات بصفه عامه ومفهوم ترسيب الکهربي بصفه خاصة وما طرأ عليه من متغيرات فطرية ومفاهيم جمالية والخامات والتقنيات المستحدثة في هذا المجال .
2. ضرورة الاهتمام بالبحث العلمي في مجال الترسيب الکهربي والربط بينه وبين فن النحت المعدني
3. ضرورة الاهتمام بمدي السرعة والحرکة الفنية في مجال الترسيب الکهربي وتاثيره علي استحداث مستجدات تقنية جديدة مبدعة في هذا المجال
4. التطرق الي أنواع وطرق جديدة في محال المعالجات السطحية من خلال التجريب وذلک لتوسيع مجال العمل الخاص بالمعادن وعدم الاقتصار علي طرق معينة تقليدية .
5. الوصول الي نتائج مستحدثه في مجال النحت المعدني باستخدام فن الترسيب الکهربي من خلال التجريب الفني ودراسة کل من النحت المعدني والترسيب الکهربي وتحليلهما من خلال النظريات العلمية .
[1]منى فؤاد اسماعيل : "تقنيات الاستنساخ بالترسيب الکهربى "،رسالة دکتوراة ،کلية الفنون الجميلة ، جامعة الأسکندرية ،سنة 2006،ص 1
[2]محمد حامد السيد البذرة :"رؤية تشکيلية مبتکرة بإستخدام تقنيات الصهر المعدنى والترس يب الکهربى کوسائط تعبيرية على الأسطح الخزفية " ،رسالة دکتوراة ، کلية التربية الفنية ، جامعة حلوان ، 2010 ، ص 125.
[3]خالد أبو المجد أحمد أدم :"الترسيب الکهربى کمدخل للجمع بين الخامات المعدنية والغير معدنية فى صياغات مستحدثة " ،رسالة دکتوراة غير منشورة ،کلية التربية الفنية ، جامعة حلوان ،ص 115.
[4]هلموت ستايف :"الکيمياء الصناعية "ترجمة محمد إسماعيل ، دار الأهرام ، 1969 ، ص 11.
[5]حسن مرعى :"معجم المصطلحات التکنولوجيه الکيميائية" ،المانيا الديمقراطية ، مؤسسة الاهرام ، القاهرة ، 1974.
[6]Dorothy .T.and HI. Van Rainwater 1988:ibid p.p21.
[7]Oppi untracht 1975 .ibid.pp .379.
[8]: Miller's 1999 :collecting silver the facts , at your fingertips published in great Britain p .p.39 .
[9]Joel langforg , 1991 :Silver Apractical Guide to collecting Silver ware and . I dentifying . Hallmcarks published by the Apple press .London , p .6 .
[10]Arline M. Fisch, 1996: for jewelers textile artists & sculptors published by lark Book ,U.S.A. pp.37.
[11]محمد حامد السيد بذرة : مرجع سابق ، ص 129.
[12]محمد إسماعيل عمر :"الطلاء الکهربى للمعادن والبلاستيک " ، دار الکتب العلمية للنشر والتوزيع ، القاهرة ، 2005 ، ص13.
[13]Dorothy.t.and H.i van rainwater, 1988: American silverplate printed in the united states of America , p21.
[14]محمد إسماعيل عمر : الطلاء الکهربى للمعادن والبلاستيک ، مرجع سابق ، ص 13.
[15]Arline M fisch ,1996 : for jewelers textile artists & sculptors , published By lark book .u.s.a.p37.
[16]خالد أبو المجد أحمد :" الترسيب الکهربى کمدخل تجريبى للجمع بين الخامات المعدنية والغير معدنية فى صياغات مستحدثة " ، دکتوراة ، کلية التربية الفنية ، جامعة حلوان ، 2003 ، ص 120.
[17]Dinny Hall , 1986 : Creative Jewellery pubished by Ebury press. London , p.p 122.
[18]خالد أبو المجد : مرجع سابق ، ص 124.
[19]Dinny Hall , 1986 : Ibid , p.p.122.
[20]Ariline ;M,Fisch, 1996 : Ibid, p.p.370.
[21]Oppi untracht, 1975 : Metal techniques for craftsmen , A basic manual for craftsmen on the methods of forming and decorating metals , double day & company in c, new York , p379.
[22]محمد العوامى محمد :" التشکيل بالترسيب الکهربى للمنتجات المعدنية " ، رسالة ماجستير غير منشورة ، کلية الفنون التطبيقية ، جامعة حلوان ، 1998 ، ص 32 .
[23]محمد العوامى محمد ، مرجع سابق ، ص 34 ، 35.
[24]محمد حامد السيد بذرة : مرجع سابق ، ص 136.
[25]وحيد طحان ونزار کافى 1998 :" طلى البلاستيک والمعادن بالکهرباء " ، دار علاء الدين ، دمشق ، سوريا ، ص 13 .
[26]محمد إسماعيل عمر : " الطلاء الکهربى للمعادن والبلاستيک " ، دار الکتب العلمية للنشر والتوزيع ن القاهرة ، 2005 ، ص 29 .
[27]مدحت فتحى محمد حامد : " الموسوعة العلمية فى الکيمياء التطبيقية " ، دار الفجر للتراث ، القاهرة ، 2007 ، ص 136
[28]محمد حامد بذرة : مرجع سابق ، ص 140.
[29]مدحت فتحى حامد : مرجع سابق ، ص 144.
[30]مدحت فتحى محمد : مرجع سابق ، ص 145.
[31]وحيد طحان ونزار کافى : مرجع سابق ، ص 22.
[32]منى فؤاد إسماعيل :" تقنيات الإستنساخ بالترسيب الکهربى " ، رسالة دکتوراة ، کلية الفنون الجميلة ، جامع الأسکندرية ، 2006 ، ص1.
[33]Demis Kamal & Donaz . Meilch 'Sculpture Casting ' Longman ,London , England , 1995.
[34]منى فؤاد إسماعيل : مرجع سابق ، ص 1.
[35]John Millis ' Plating & Surface finishing ' journal of American Electroplating p59.
[36] منى فؤاد إسماعيل : مرجع سابق ، ص 1.
[38]طلاء القلم pen plating وطلاء الفرشاة وهى عملية اللحام بالقوس أکثر منه الترسيب الکهربى حيث يوصل کبل مرن يمثل الکاثود متصل بالعمل وأخر الأنود مغطى بقطعة من النسيج القطنى يحتوى على محلول الطلاء وتتم العملية بحيث أن يسمح للأنود بالتحرک فوق الأعمال ( الکاثود ) ويتم ذلک من خلال جهاز الطلاء الکهربى .
[39]WWW.mot.vuse.vanderbilt.edu/mt322/library.htm.
[40]محمد العوامى محمد :" تصميم مظهر السطح فى االمنتجات المعدنية بترسيب السبائک کهربيا " ، رسالة دکتوراة ، کلية الفنون التطبيقية ، جامعة حلوان ، ص 70.
[41]محمد العوامى محمد : مرجع سابق ، ص 70.
[42]Oppi untracht : Ibid ,p.339.
[43]Joil Langford, Ibid , p.p.73.
[44]خالد أبو المجد : مرجع سابق ، ص 147.
)
مشاهدة على SCiNiTO