المعدن الممدد

المعدن الممدد هو نوع من الصفائح المعدنية التي يتم قصها وتمديدها لتشكيل نمط منتظم (غالباً على شكل معين) من مادة شبكية . ويُستخدم عادةً في صناعة الأسوار والشبكات، وكشبكة معدنية لدعم الجص أو الطلاء .

يتميز المعدن الممدد بقوة أكبر من شبكة سلكية مماثلة الوزن، مثل شبكة الدجاج ، وذلك لأن المعدن يُفرد، مما يسمح له بالبقاء قطعة واحدة. ومن مزايا المعدن الممدد الأخرى أنه لا يُقطع ويُعاد توصيله بالكامل، مما يحافظ على قوته. ^{[ 1 ]}

يُعتبر جون فرينش غولدينغ مخترع وصاحب براءة اختراع المعدن الممدد، وقد مُنحت له أول براءة اختراع بريطانية عام 1884. وقد عقد شراكات مع الصناعيين من هارتلبول، وهم ماثيو غراي، وكريستوفر فورنيس، وروبرت إيرفينغ الابن، الذين ساهموا، بالتعاون مع دبليو بي كلوز، في إدخال صناعة المعدن الممدد إلى هارتلبول. ولا تزال شركة المعادن الممدد المحدودة في هارتلبول، المملكة المتحدة، تُصنّع المعدن الممدد حتى يومنا هذا، وتُعدّ من أكبر جهات التوظيف في المنطقة.

من الأشكال الشائعة الاستخدام الدوائر والمربعات والمعينات؛ وتُعدّ المعينات أكثر الأشكال شيوعًا نظرًا لقدرتها الفائقة على امتصاص الطاقة ومقاومتها للتشوه الميكانيكي بعد التركيب. ومن الاعتبارات التصميمية الأخرى حجم الأشكال وزواياها، والتي تؤثر بدورها على مدى امتصاص المعدن للطاقة وتوزيعها داخل المعدن الممدد. ^{[ 2 ]}

بالنسبة للشكل الماسي، توجد أربع زوايا على الأقل يجب أخذها في الاعتبار، زاويتان حادتان وزاويتان منفرجتان. ^{[ 3 ]} كلما كبرت الزوايا، قلّت متانة الشكل لوجود مساحة كبيرة داخله. أما إذا كانت الزوايا صغيرة جدًا، فتضعف المتانة لأن الشكل يكون متقاربًا جدًا، فلا توجد مساحة كافية لتماسك الهيكل.

تلعب زاوية وضع الأشكال دورًا هامًا. فإذا كانت الزاوية صفرًا، تشير نهايات الشكل إلى بداية ونهاية الصفيحة، مُشكّلةً خطوطًا مستقيمة عبر صفيحة المعينات. يوفر هذا الخيار أقصى قدر من المتانة عند ضغط الصفيحة على جانبها. بل ويمكنه تحمل ضغط أكبر من قطعة معدنية صلبة، لأن الصفيحة ستنضغط وتوزع الضغط في جميع أنحائها. ^{[ 3 ]} أما الزوايا الأربع الأخرى الشائعة الاستخدام فهي 60°، و90°، و90° + 60°، و60° + 90°. عند استخدام زاوية 60°، يكون قطر المعين عند بداية ونهاية الصفيحة. أما عند استخدام زاوية 90°، فيكون المعين عموديًا على بداية ونهاية الصفيحة. ^{[ 3 ]} تجمع الزاويتان 90° + 60° و60° + 90° بين زاويتي 60° و90°؛ ويكون ترتيب الزوايا وفقًا لترتيب التسمية. يمكن تصنيع المعدن الممدد وتوريده كشبكة قياسية. أو يمكن تسويتها من خلال عمليات تسوية إضافية للحصول على سطح أملس، مما يسمح باستخدام الشبكة في المزيد من التطبيقات، مثل السجون، حيث لم تعد تحتوي على حواف حادة يمكن أن تسبب الإصابة.

يُستخدم المعدن الممدد بكثرة في صناعة الأسوار والممرات والشبكات، نظرًا لمتانته وقوته العالية، على عكس شبكات الأسلاك الأخف وزنًا والأقل تكلفة. تسمح الفتحات الصغيرة العديدة في المعدن بتدفق الهواء والماء والضوء، مع توفير حاجز ميكانيكي للأجسام الكبيرة. ومن مزايا استخدام المعدن الممدد مقارنةً بالصفائح المعدنية العادية، أن حوافه المكشوفة توفر احتكاكًا أكبر، مما أدى إلى استخدامه في الممرات العلوية وأغطية الصرف.

تستخدم صناعة البناء كميات كبيرة من المعدن الممدد كشبكة معدنية لدعم مواد مثل الجص أو الطوب اللبن في الجدران والهياكل الأخرى.

يستخدم الفنانون، وخاصة النحاتون ، المعدن الممدد لتشكيل أسطح ثلاثية الأبعاد معقدة ومنحنيات مركبة، يمكن تغطيتها بعد ذلك بالجص أو الطين أو مواد أخرى. على سبيل المثال، استخدمت نيكي دي سان فال المعدن الممدد على نطاق واسع لدعم الأسطح المنحنية لمنحوتات معمارية ضخمة في حديقة منحوتاتها "حديقة التارو" في توسكانا بإيطاليا .

تُستخدم مادة مماثلة مصنوعة من صفائح ورقية أو كرتونية صلبة كمادة تبطين وتغليف منخفضة التكلفة.

في العمارة المعاصرة، يُستخدم المعدن الممدد كواجهة أو حاجز مكشوف، ويمكن تشكيله في أشكال زخرفية بسيطة أو معقدة. كما يمكن طباعة صور فوتوغرافية على سطحه، مما ينتج عنه نسيج أو رسومات كبيرة، مع السماح للضوء بالمرور عبر السطح الخارجي للمبنى.

عندما بدأ متحف نيويورك الجديد بحصد الجوائز لواجهته المعدنية الممددة عام 2021، شهد المعدن الممدد عودة قوية كعنصر تصميم معماري. وتتزايد استخداماته كطبقة ثانية للواجهات، والأسقف، والتكسية الداخلية، واللافتات، وتصميم متاجر التجزئة، وشاشات مواقف السيارات، وشاشات المعدات، وغيرها.

يُعد استخدام هذه المواد كمظلة شمسية تطبيقًا عمليًا حيث تُستخدم الشبكة لتوفير الظل داخل المبنى، مما يقلل من اكتساب الحرارة في الداخل وبالتالي يقلل من استهلاك الطاقة وانبعاثات الكربون. ^{[ 4 ]}

يحتوي المعدن الممدد المقطوع حديثًا على عدد كبير من الحواف الحادة المكشوفة، مما يتطلب الحذر وارتداء ملابس واقية، مثل القفازات الجلدية والمآزر لمنع خدوش الجلد والجروح.

• سميث، دي جيه؛ غراسيانو، سي إيه؛ تيكسيرا، بي؛ مارتينيز، جي؛ بيرتوز، إيه. (2016). "خصائص امتصاص الطاقة لأنابيب معدنية ملفوفة وموسعة تحت ضغط محوري" . المجلة اللاتينية الأمريكية للمواد الصلبة والهياكل . 13 (16): 3145-3160 . doi : 10.1590/1679-78253242 . ISSN 1679-7817 . 
• تومسون، هـ.؛ سكيبر، ن. ت.؛ واس، ج. س.؛ سبنسر هاولز، و.؛ هاميلتون، م.؛ فرنانديز-ألونسو، ف. (2006). "ديناميكيات البروتون في محاليل الليثيوم-الأمونيا والمعادن الموسعة" . مجلة الفيزياء الكيميائية . 124 (2): 024501. Bibcode : 2006JChPh.124b4501T . doi : 10.1063/1.2145745 . PMID 16422605 . 
• جراو، ج.؛ بيسانج، ج. (2005). "دراسات انتقال الكتلة عند أقطاب أسطوانية دوارة من معدن موسع". مجلة الكيمياء الكهربائية التطبيقية . 35 (3): 285-291 . doi : 10.1007/s10800-004-6770-y . hdl : 11336/78040 . S2CID 96216067 .