فرآیند نورد (Rolling)، یکی از قدیمی‌ترین و حیاتی‌ترین روش‌های شکل‌دهی فلزات در صنایع مختلف، به ویژه در صنعت ظریف و دقیق طلاسازی و زرگری است. نورد عبارت است از کاهش ضخامت (یا تغییر سطح مقطع) قطعات فلزی از طریق عبور دادن آن‌ها از بین دو یا چند غلتک بافاصله کنترل‌شده، که تحت فشار بالا می‌چرخند. هدف از نورد در طلاسازی، تبدیل شمش‌های خام یا قطعات فلزی ضخیم طلا، نقره یا سایر آلیاژهای گران‌بها، به ورق‌ها و مفتول‌هایی با ضخامت و ابعاد کاملاً دقیق و سطح صاف و صیقلی، به منظور آماده‌سازی برای مراحل بعدی ساخت جواهرات است.
در کارگاه‌های طلاسازی، این فرآیند اغلب در نورد سرد انجام می‌شود تا علاوه‌بر رسیدن به ابعاد دقیق، خواص مکانیکی فلز (مانند سختی و استحکام) بهبود یابد و سطح نهایی، کیفیت مطلوب برای پرداخت را داشته باشد. دستگاه‌های نورد، که به آن‌ها چرخ نورد نیز گفته می‌شود، از نظر عملکرد، ظرفیت و طراحی به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که انتخاب هر کدام به حجم تولید، دقت مورد نیاز و ابعاد کارگاه بستگی دارد. دو مدل اصلی و پرکاربرد این دستگاه‌ها، نورد یکطرفه و نورد دو طرفه هستند که در ادامه به مقایسه جامع و تفصیلی آن‌ها خواهیم پرداخت و سپس به معرفی انواع دستگاه‌های مورد نظر می‌پردازیم.
۱. مقایسه تفصیلی نورد یکطرفه و نورد دو طرفه
نوردهای طلاسازی به طور کلی از لحاظ عملکرد غلطک‌ها و قابلیت‌های فرم‌دهی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: نورد یکطرفه و نورد دو طرفه (یا دو کله). تفاوت کلیدی این دو در تعداد غلتک‌ها یا به عبارتی، تعداد توپی‌های کاری و نوع کاربری آن‌ها است.
۱.۱. نورد یکطرفه (مانند نورد یکطرفه ۱۸۰)
نورد یکطرفه معمولاً به دستگاهی اطلاق می‌شود که تنها یک مجموعه غلتک کاری دارد. این دستگاه‌ها برای انجام یک نوع عملیات خاص، یا نورد ورق یا نورد مفتول، طراحی شده‌اند.
| ویژگی | توضیحات و کارکرد |
| ساختار غلطک | دارای یک زوج غلتک اصلی که یا کاملاً صاف (برای ورق‌سازی) هستند، یا شیاردار (برای مفتول‌سازی). |
| کاربرد اصلی | تمرکز بر یک محصول: یا تولید ورق تخت با ضخامت‌های متفاوت، یا تولید مفتول (سیم) با مقاطع چهارگوش یا نیم‌گرد. |
| کارایی و سرعت | کارایی مناسب برای کارهای تک‌منظوره. در صورت نیاز به هر دو محصول (ورق و مفتول)، باید دو دستگاه جداگانه تهیه شود یا غلتک‌ها تعویض گردند که زمان‌بر است. |
| ابعاد و فضا | معمولاً به فضای کمتری نیاز دارند و می‌توانند برای کارگاه‌های کوچک یا طلاسازانی که تمرکز کارشان روی یک نوع محصول است، مناسب باشند. (مثال: نورد یکطرفه ۱۸۰، احتمالاً به قطر غلتک ۱۸۰ میلی‌متر، برای نورد سنگین‌تر و حجم بالاتر یک نوع محصول) |
| قیمت تمام‌شده | عموماً قیمت پایین‌تری نسبت به مدل‌های دوطرفه دارند. |
| نتیجه نهایی | کیفیت بالا و سطح صاف (به شرط استفاده از غلطک‌های فولادی باکیفیت) در یک مسیر مشخص. |
۱.۲. نورد دو طرفه (دو کله)
نورد دو طرفه، همان‌طور که از نامش پیداست، دارای دو مجموعه غلتک کاری مجزا است که اغلب در طرفین دستگاه قرار می‌گیرند یا در یک چارچوب به شکل‌های مختلف تعبیه شده‌اند.
| ویژگی | توضیحات و کارکرد |
| ساختار غلطک | دارای دو زوج غلتک: معمولاً یک زوج غلتک صاف (برای نورد ورق) و یک زوج غلتک شیاردار (برای نورد مفتول/سیم). |
| کاربرد اصلی | تولید هم‌زمان دو محصول: امکان نورد ورق و مفتول بدون نیاز به توقف و تعویض غلتک‌ها. این ویژگی در کارگاه‌های با تنوع محصول بالا بسیار کارآمد است. |
| کارایی و سرعت | افزایش چشمگیر سرعت و راندمان تولید، زیرا طلاساز می‌تواند بلافاصله پس از نورد ورق، بدون هیچ‌گونه تأخیر، فرآیند نورد مفتول را آغاز کند و برعکس. |
| ابعاد و فضا | معمولاً بزرگ‌تر و سنگین‌تر هستند و به فضای بیشتری در کارگاه نیاز دارند. برای تولید صنعتی و کارگاه‌های بزرگ مناسب‌ترند. |
| قیمت تمام‌شده | به‌واسطه داشتن دو مجموعه کامل غلتک، گیربکس (در مدل‌های برقی) و شاسی قوی‌تر، قیمت بالاتری دارند. |
| انعطاف‌پذیری | بالاترین انعطاف‌پذیری را برای طلاساز فراهم می‌کند، زیرا عملاً دو دستگاه در یک دستگاه واحد جمع شده است. |
۱.۳. جدول مقایسه نورد یکطرفه و دو طرفه
| معیار مقایسه | نورد یکطرفه | نورد دو طرفه |
| تعداد توپی‌های کاری | یک زوج | دو زوج مجزا |
| نوع کاربری | تک‌منظوره (فقط ورق یا فقط مفتول) | دومنظوره (ورق و مفتول به صورت هم‌زمان) |
| سرعت تولید | متوسط، نیازمند توقف برای تغییر کاربری (تعویض غلتک یا دستگاه) | بالا، عملیات هم‌زمان یا متوالی سریع |
| انعطاف‌پذیری | پایین‌تر | بسیار بالاتر |
| فضای مورد نیاز | کمتر | بیشتر |
| قیمت تقریبی | پایین‌تر | بالاتر |
| کارگاه ایده‌آل | کارگاه‌های کوچک یا تخصصی با تولید یکنواخت | کارگاه‌های بزرگ و صنعتی با تنوع محصول زیاد |
۲. بررسی انواع دستگاه نورد طلاسازی بر اساس ساختار و ظرفیت
دستگاه‌های نورد طلاسازی، علاوه بر دسته‌بندی یکطرفه و دو طرفه، بر اساس نوع نیروی محرکه و ظرفیت غلتک‌ها نیز طبقه‌بندی می‌شوند.
۲.۱. نورد دستی توپی ۶۵ (و سایر سایزهای دستی)
- نوع نیروی محرکه: دستی (Manual). گردش غلتک‌ها توسط نیروی فیزیکی کاربر از طریق دسته و چرخ‌دنده‌ها انجام می‌شود.
- ساختار: معمولاً از نوع یکطرفه هستند، اما مدل‌های گیربکسی (کمک‌دار) نیز وجود دارند که نیروی کمتری از کاربر طلب می‌کنند.
- مشخصه “توپی ۶۵”: این عدد به قطر غلتک (توپی) دستگاه بر حسب میلی‌متر اشاره دارد. قطر غلتک ۶۵ میلی‌متر یک سایز استاندارد، متداول و مناسب برای کارهای ظریف، متوسط و کارگاه‌های کوچک یا آموزشی است. غلتک کوچک‌تر فشار بیشتری متمرکز می‌کند و دقت بالایی در کاهش ضخامت‌های کم فراهم می‌آورد.
- مزایا: قیمت پایین، کم‌حجم، بی‌صدا، مناسب برای کارگاه‌های خانگی و آموزشی.
- معایب: نیازمند صرف انرژی فیزیکی بالا، محدودیت در حجم تولید و کاهش ضخامت‌های سنگین.
۲.۲. نورد دو طرفه (Dual Head Rolling Mill)
- نوع نیروی محرکه: می‌تواند دستی یا برقی (موتوردار) باشد. در مدل‌های برقی، موتور الکتریکی قدرتمند وظیفه چرخاندن هم‌زمان یا مجزای دو زوج غلتک را بر عهده دارد.
- ساختار: همان‌طور که در بخش مقایسه ذکر شد، شامل دو مجموعه غلتک مجزا (ورق‌سازی و مفتول‌سازی) در یک چارچوب است.
- کاربرد: راندمان بالا در تولید صنعتی و نیمه‌صنعتی که نیاز به هر دو فرم ورق و مفتول به صورت پیوسته وجود دارد.
- مزایا: راندمان بالا، صرفه‌جویی در فضای کارگاه (به جای دو دستگاه)، سرعت بالا (در مدل‌های برقی).
۲.۳. نورد رومیزی (Benchtop Rolling Mill)
- نوع نیروی محرکه: معمولاً دستی یا برقی با ابعاد کوچک و جمع‌وجور.
- ساختار: به دلیل طراحی فشرده و وزن کم، قابلیت نصب و استفاده آسان بر روی میز کار را دارد. این نوردها اغلب برای راحتی و صرفه‌جویی در فضای کارگاه‌های کوچک طراحی شده‌اند.
- ظرفیت: به‌طور کلی ظرفیت و توان کمتری نسبت به نوردهای سنگین ایستاده (Industrial) دارند، اما برای نیازهای روزمره طلاسازان انفرادی و کارهای سبک بسیار مناسب هستند.
- مزایا: اشغال فضای کم، جابجایی آسان، مقرون‌به‌صرفه.
۲.۴. نورد یکطرفه ۱۸۰ (و سایر سایزهای بزرگ)
- نوع نیروی محرکه: اغلب برقی و دارای موتور و گیربکس قوی.
- ساختار: یک زوج غلتک با قطر بزرگ. قطر غلتک ۱۸۰ میلی‌متر نشان‌دهنده یک دستگاه نورد سنگین و با ظرفیت بالاست.
- ظرفیت: غلتک‌های با قطر بزرگ‌تر (مانند ۱۸۰ میلی‌متر) می‌توانند فلزات با عرض و ضخامت بیشتری را نورد کنند و برای کاهش ضخامت‌های سنگین در مراحل اولیه فرآوری فلزات بسیار کارآمد هستند. همچنین، این دستگاه‌ها برای تولید انبوه و صنعتی ورق‌های پهن طلا و نقره (مانند تولید تسمه‌های عریض) ایده‌آل هستند.
- مزایا: توان و قدرت بالا، سرعت نورد بیشتر، مناسب برای کاهش ضخامت‌های زیاد و تولید انبوه.
- معایب: قیمت بالا، ابعاد بزرگ و نیازمند فضای صنعتی.
۳. فرآیند کار با دستگاه نورد و نکات فنی
فارغ از نوع دستگاه (یکطرفه یا دو طرفه)، فرآیند نورد نیازمند رعایت اصول و نکات فنی زیر است:
- آنیل‌کاری (Annealing): نوردکاری یک فرآیند تغییر شکل سرد است که باعث سخت شدن فلز (کارسختی) و کاهش انعطاف‌پذیری آن می‌شود. برای جلوگیری از ترک خوردن و شکست فلز، باید پس از هر چند مرحله نورد، قطعه را آنیل (حرارت‌دهی تا دمای تبلور مجدد) کرد تا ساختار کریستالی آن نرم و انعطاف‌پذیر شود.
- تمیزی غلتک‌ها: غلتک‌های نورد (توپی‌ها) باید از جنس فولاد باکیفیت و با سطح کاملاً صاف و صیقلی باشند. هرگونه ناخالصی، گرد و غبار یا ذره خارجی بر روی غلتک یا فلز، روی سطح نهایی قطعه نقش بسته و کیفیت کار را به شدت کاهش می‌دهد.
- کاهش تدریجی: برای محافظت از دستگاه و اعمال نیروی یکنواخت به فلز، کاهش ضخامت در هر مرحله باید کم و تدریجی باشد. این کار علاوه بر حفظ کیفیت، فشار وارده به دستگاه را نیز کاهش می‌دهد.
- کنترل ضخامت: با استفاده از پیچ تنظیم ارتفاع (اهرم تنظیم فاصله توپی‌ها)، فاصله بین غلتک‌ها به‌دقت تنظیم می‌شود تا ضخامت نهایی مورد نظر حاصل گردد. در نوردهای مفتول، چرخاندن ۹۰ درجه‌ای مفتول پس از هر بار نورد ضروری است تا مقطع به‌تدریج به شکل مورد نظر درآید.
نتیجه‌گیری
انتخاب دستگاه نورد مناسب در طلاسازی یک تصمیم کلیدی است که به شدت بر راندمان و کیفیت محصول نهایی تأثیر می‌گذارد. نورد یکطرفه، به ویژه در سایزهای کوچک‌تر مانند توپی ۶۵، گزینه‌ای اقتصادی و کارآمد برای کارگاه‌های کوچک یا تخصصی است که حجم تولید متوسط یا تمرکز بر یک محصول (ورق یا مفتول) دارند. در مقابل، نورد دو طرفه با ارائه قابلیت نورد هم‌زمان ورق و مفتول، برای کارگاه‌های بزرگ و تولید صنعتی که به دنبال حداکثر سرعت و انعطاف‌پذیری در تولید هستند، انتخابی برتر و ضروری محسوب می‌شود. مدل‌های بزرگ و قدرتمند مانند نورد یکطرفه ۱۸۰ نیز برای مراحل اولیه فرآوری و نورد سنگین قطعات ضخیم و عریض به کار می‌روند. در نهایت، هر دستگاه نورد، چه دستی و چه برقی، رکن اصلی در فرآیند آماده‌سازی مواد اولیه برای ساخت جواهراتی زیبا و باکیفیت است.
