نظام جديد يكشف عيوب الصناعة بدقة متناهية

[القاهرة] حصل باحث عراقي على جائزة بريطانية مرموقة؛ نظير تطويره نظامًا بصريًّا يقيس الأسطح بدقة متناهية؛ للتحقق من وجود عيوب في أثناء عملية تصنيع الأجهزة المختلفة.

مُنح حسام مكي محمد صالح، الباحث في جامعة هدرسفيلد بالمملكة المتحدة مطلع الشهر الجاري، منحة ’ ‘SIM Beloe Fellowshipللعام 2016، وهي أعلى جائزة تقدمها شركة وورشيبفول لصانعي الأجهزة العلمية.

المنحة المقدمة إلى صالح قيمتها خمسة آلاف جنيه إسترليني سنويًّا لمدة ثلاث سنوات، وتُعطَى لباحث متميز أجرى بحوثًا أكاديمية أو ذات صلة بالتنمية في مجال الأجهزة، وتَرجُح جدواها المباشرة للمملكة المتحدة.

ففي السنوات التي كان يدرس فيها لنيل درجة الدكتوراة، يحكي صالح لشبكة SciDev.Net: ”تمكنت وفريق بحثي بالجامعة، من تصميم نموذج أولي لنظام بصري يمكن دمجه ضمن عملية التصنيع لقياس الأسطح الدقيقة وفحص عيوبها متناهية الصغر حتى مقياس الميكرومتر والنانومتر، وذلك بالاعتماد على مبدأ التداخل الضوئي“.

ثمرة ذلك الجهد جاءت في هيئة جهاز ذي إمكانيات استثنائية في مجالات مختلفة من الصناعات المتقدمة، مثل الطاقة الشمسية والأجهزة الطبية.

وتعتمد فكرة التداخل الضوئي على تقسيم شعاع من الضوء إلى قسمين: الأول يوجه إلى السطح المراد قياسه، والثاني يوجه إلى مرآة تستخدم معيارًا للقياس. وعند جمع شعاعي الضوء تتكون هدب التداخل التي يجري تحليلها لحساب شكل السطح، وفق صالح.

فكرة مقياس التداخل موجودة منذ نحو مئة عام، وتُستخدم على نطاق واسع لقياس الإزاحة ومعامل الانكسار البصري والشذوذ الموجود بالأسطح؛ حيث يمكن قياس المسافات القصيرة وكذلك السُّمك القليل. 
بيد أن الذي طوره صالح على حد وصفه هو ”القدرة على قياس أسطح معقدة حتى النانومتر داخل المحيط الصناعي، برغم وجود الاهتزازات والمؤثرات الخارجية“.

وفقًا لهذا التطوير فقد تم تجاوُز عائق رئيسي يواجه أجهزة قياس الأسطح خلال عملية التصنيع، وهو التأثر السلبي بالعوامل الخارجية، وفق صالح.

ويؤكد صالح: ”قياس الأسطح أصبح ضرورة في عملية التصنيع؛ إذ يمكن ضمان الأداء الوظيفي للمنتج، من خلال التحكم في عملية التصنيع وتقليل المنتجات التالفة وزيادة الكفاءة؛ مما يسهم في تقليل التكلفة وإنتاج منتجات عالية التقنية لا تزال في طور التصميم ولم تُنتَج بعد“.
 

ويضيف صالح: ”90% من أسباب فشل المنتجات الهندسية عمليًّا تبدأ بسطح المنتج“.

يرى ليام بلانت -رئيس مركز تقنيات الدقة بجامعة هدرسفيلد- أن ”أكثر ما يستحق الإشادة أن صالح تمكن من إنتاج النموذج الأولي في المعمل، ثم بمساعدة خبراء الصناعة طوره لجهاز يمكن إنتاجه“.

يضيف بلانت أن ”هذا العمل سيمكِّن الصناعات المختلفة من التحكم بسهولة في منتجاتها، وتقليل معدل الأجزاء التالفة في صناعات كثيرة، مثل الأجهزة الطبية وغيرها“.

هذا، وقد حصل الجهاز على براءة اختراع، ويتم الآن إعداده للإنتاج التجاري عن طريق الشركة الهولندية ’‘IBS Precision Engineering، ومن المتوقع أن يكون الجهاز متاحًا في الأسواق خلال العام الجاري.

وعن المراحل المستقبلية لتطوير الجهاز يقول صالح: ”التطوير سينصب على جعل القياس أكثر دقة ليتمكن من قياس أسطح تقل عن النانومتر، وكذلك زيادة سرعة القياس لتكون جزءًا من الثانية، وكل ذلك داخل محيط التصنيع؛ وهو ما يتماشى جيدًا مع متطلبات الصناعة“.

يقول صالح: ”ستساعدني المنحة كذلك في اختبار تكنولوجيات حديثة تمكنني من ابتكار أجهزة بصرية جديدة للقياس“. كما سيتاح المجال لتسويق الابتكارات الجديدة خلال المنحة بالتعاون مع شركاء في المجالين الصناعي والتجاري.

هذا الموضوع أنتج عبر المكتب الإقليمي لموقع  SciDev.Net  بإقليم الشرق الأوسط وشمال أفريقيا.