كيفية تصنيع البوصلة

البوصلة هي جهاز يستخدم لتحديد الاتجاه على سطح الأرض، الأجزاء الأساسية من البوصلة هي الإبرة والاتصال الهاتفي والإسكان، قد لا تحتوي البوصلات التي تُستخدم عموماً كلعب على أجزاء أخرى، عادةً ما تحتوي البوصلات المخصصة لأغراض أكثر خطورة على أجزاء أخرى لجعلها أكثر فائدة. قد تشتمل هذه الأجزاء الأخرى على أغلفة لحماية البوصلة؛ هناك لوحة أساسية شفافة مميزة بمقياس البوصات أو المليمترات بحيث يمكن استخدام البوصلة مباشرة على الخريطة.

مواد أولية لصناعة البوصلة:

تصنع إبرة البوصلة المغناطيسية من مادة من المعدن يمكن أن تمغنط مع الزمن، المادة الأكثر انتشار التي تستخدم لإبر البوصلة هي الفولاذ، أما الصلب فهو سبيكة من الحديد وكمية قليلة من الكربون، المواد الخام التي تستخدم في إنتاج الفولاذ هي خام الحديد وفحم الكوك، يضاف مواد أخرى مثل الكوبالت إلى الفولاذ لإنتاج السبائك.

غالباً ما يكون الغلاف الذي يثبت الإبرة في مكانه مصنوع من بلاستيك الأكريليك، يتم إنتاج بلاستيك الأكريليك من مشتقات مختلفة من حمض الأكريليك المركب الكيميائي، أهم هذه المشتقات هو ميثيل ميثاكريلات وترتبط آلاف جزيئات الميثيل ميثاكريلات في سلسلة طويلة لتكوين ميثيل ميثاكريلات متعدد الميثيل والمعروف بالأسماء التجارية (Lucite و Plexiglas)، يتميز (Polymethyl methacrylate) بمزايا كونه قوي وشفاف.

كيفية تصنيع البوصلة:

صنع الإبرة:

يتم تسخين خام الحديد وفحم الكوك والحجر الجيري في فرن صهر بواسطة هواء مضغوط ساخن، يطلق فحم الكوك الحرارة التي تذوب الخام وأول أكسيد الكربون الذي يتفاعل مع أكاسيد الحديد في الخام ليطلق الحديد، يتفاعل الحجر الجيري مع الشوائب الموجودة في الخام مثل الكبريت لتكوين خبث يطفو على الحديد المصهور ويتم إزالته، منتج هذه العملية هو الحديد الخام الذي يحتوي على حوالي 90٪ حديد و 3-5٪ كربون وشوائب مختلفة.

لإزالة الشوائب ومعظم الكربون يتم ضخ الأكسجين في الحديد الزهر المنصهر تحت ضغط عالي ويتم إطلاق الشوائب على شكل خبث ويتم إطلاق الكربون كأول أكسيد الكربون، يُسكب الفولاذ المصهور المتبقي في قوالب ويُترك ليبرد في سبائك تزن كل منها آلاف الأرطال، يتم تسخين السبائك إلى حوالي 2200 درجة فهرنهايت (1200 درجة مئوية) وتدحرج بين بكرات محززة لتشكيل ألواح، يتم قطع البلاطة بمقصات عملاقة وإعادة تسخينها ولفها مرة أخرى حتى تصبح السماكة المناسبة للإبر.

ثم يتم ختم الصفيحة الرقيقة من الفولاذ بقالب حاد على شكل الإبرة، تتكرر العملية لإنتاج العديد من الإبر من لوح واحد من الفولاذ، يتم شحن الإبر من مصنع الصلب إلى الشركة المصنعة للبوصلة، في مصنع البوصلة يتم إدخال الإبر يدوياً في حاملات على قرص دوار آلي، بينما يدور القرص الدوار يتم رش الطرف “الشمالي” للإبرة بطلاء أحمر ويتم رش الطرف “الجنوبي” للإبرة بطلاء أبيض.

مع استمرار الإبرة تتعرض لمجال مغناطيسي قوي ينتجه مغنطيس إلكتروني، تتم إزالة الإبر الممغنطة من القرص الدوار والسماح للطلاء بالجفاف، يمكن أيضاً تحميص الإبر في فرن لتجفيف الطلاء، ثم يتم وضعها في التخزين لحين الحاجة إلى تجميعها.

صنع السكن:

يتكون البولي ميثيل ميثاكريلات من خلال تعريض محلول ميثيل ميثاكريلات للضوء أو الحرارة أو محفزات كيميائية مختلفة، يتم تشكيل مكونات غلاف البوصلة بعد ذلك من خلال عملية تعرف باسم القولبة بالحقن، يسخن البولي ميثيل ميثاكريلات حتى يذوب في سائل، ثم يتم حقن البلاستيك المصهور نظرة أمامية وجانبية لبوصلة بسيطة بإبرة محورية، في قالب على شكل المنتج المطلوب، يُسمح للقالب بالتبريد والفتح وإزالة البلاستيك الصلب.

تجميع البوصلة:

عندما تتلقى الشركة المصنعة للبوصلة طلباً من تاجر الجملة يقوم مدير المصنع بترتيب الأجزاء الضرورية التي سيتم إصدارها من التخزين إلى العمال في خط التجميع، مع تقدم البوصلة على طول خط التجميع يتم قطع المكونات البلاستيكية معاً، تنتقل بعض المكونات البلاستيكية عبر الطابعات، والتي تختمها بعلامات مثل شعار الشركة أو بعلامات مقياس لاستخدامها مع الخرائط.

من أهم مكونات البوصلة القارورة التي تحمل الإبرة، الإبرة متوازنة على محور لتمكينها من التحرك بحرية، وقد تحتوي البوصلات غير المكلفة على محور فولاذي، لكن أفضل البوصلات لها محاور مرصعة بالجواهر من أجل مقاومة التآكل، تصنع المحاور المرصعة بالجواهر من مواد شديدة الصلابة مثل سبيكة الأوزميوم والإيريديوم ومغطاة بمواد مثل الياقوت الاصطناعي.

يتم غمس القوارير في سائل يعمل بمثابة ترطيب، المثبط هو مادة تجعل الإبرة ترتاح بسرعة أكبر عند الانزعاج وتستخدم سوائل مختلفة للمخمدات، يجب أن تكون هذه السوائل شفافة ويجب ألا تتفاعل مع أي من مكونات البوصلة، قد يكون السائل النموذجي المستخدم لهذا الغرض عبارة عن خليط من الكحول الإيثيلي والماء.

بوصلة القاعدة:

البوصلات المكتملة معبأة بطرق تحميها من السرقة والتلف، قد تكون معبأة في عبوات محار حيث تحيط البوصلة بوعاء بلاستيكي يشبه صدفة البطلينوس، قد يتم تعبئتها أيضاً في عبوات نفطة حيث تحيط بالبوصلة فقاعة بلاستيكية متصلة بقطعة مسطحة من الورق المقوى، توضع البوصلات المعبأة في صناديق من الورق المقوى وتُشحن إلى تاجر الجملة.

مراقبة الجودة:

في كل خطوة من خطوات عملية التصنيع يتم فحص المكونات المختلفة التي تتكون منها البوصلة بصرياً وإزالتها إذا كانت معيبة، تشمل العيوب الشائعة أخطاء الطباعة والفقاعات في سائل الترطيب، من المستبعد جداً أن يكون الجزء الأكثر أهمية في البوصلة، وهو الإبرة المغناطيسية معيب، عادة ما تكون الحالات القليلة التي لا تعمل فيها الإبرة بشكل صحيح بسبب تعريض المستهلك للإبرة لمجال مغناطيسي أو كهربائي قوي.

أهم جزء من مراقبة الجودة للبوصلة المغناطيسية هو مسؤولية المستخدم عن تعلم كيفية استخدام البوصلة بشكل صحيح، البوصلات هي أدوات موثوقة للغاية لكنها غير مجدية إذا كان المستخدم لا يعرف كيفية استخدامها بشكل صحيح، تعد معرفة كيفية السماح بالانحراف مهارة بالغة الأهمية في استخدام البوصلة المغناطيسية، في بعض أجزاء العالم قد يؤدي عدم السماح بالانحراف إلى حدوث خطأ بعدة درجات، مما يتسبب في أن ينتهي الأمر بالمستخدم لأميال عديدة من الوجهة المقصودة.

طريقة ممتازة لتعلم الاستخدام الصحيح للبوصلة هي المشاركة في رياضة التوجيه، تتضمن هذه الرياضة استخدام خريطة وبوصلة للتنافس مع الآخرين في العثور على مسار من نقطة البداية إلى الوجهة المحددة.

المستقبل:

خلال السبعينيات بدأت البحرية الأمريكية مشروع طموح يعرف باسم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، استحوذت القوات الجوية الأمريكية على مشروع GPS في الثمانينيات واكتمل في يونيو 1993، ويتكون نظام GPS من 24 قمر صناعي تحتوي على ساعات ذرية تبث إشارات زمنية دقيقة للغاية إلى الأرض، من خلال تحليل الوقت الدقيق الذي تصل فيه هذه الإشارات إلى جهاز استقبال، يمكن تحديد الموقع بدقة كبيرة.