متالورژی در صنعت

مهندسی مواد و متالورژی را می‌توان به اقیانوسی بیکران تشبیه کرد که سایر علوم مهندسی و کاربردی همانند رودها و چشمه‌های جوشان و خروشان به این اقیانوس متصل شده و با اتصال آنها شاهد تجلی پیشرفت همه‌جانبه در امر صنعت هستیم. بنابراین باید نگاه قانون‌گذاران و سیاست‌گذاران عرصه صنعت و تولید نسبت به این رشته حساس و پرکاربرد، عمیق باشد و از آموزش و ترویج و گسترش این رشته دریغ نشود.

چهار حوزه کلیدی

با نگاه کلی به گرایش‌های مهندسی مواد و متالورژی می‌توانیم توانمندی و کاربرد آن را در چهار حوزه کاربردی تقسیم‌بندی کنیم: ۱- استخراج و پالایش و فرآوری مواد معدنی و غیرمعدنی ‌(تامین مواد اولیه) ۲- فرآیندهای تولیدی و شکل‌دهی (به‌کارگیری مواد اولیه و تولید محصول) ۳- حفاظت و خوردگی مواد و تامین و نگهداری تجهیزات بعد از مرحله تولید (حفاظت و نگهداری) و ۴- بازیافت مواد صنعتی. بررسی چهار حوزه کاربردی مهندسی مواد و متالورژی سیر اهمیت آن را برای صنعت نشان می‌دهد.

استخراج و فرآوری مواد معدنی: معدن و نقش آن در سیر تکامل صنعتی و آغاز راه مهندسی مواد و متالورژی در تکامل صنعت دارای اهمیت است. از زمانی که یک معدن از سوی مهندسان زمین‌شناس و معدن مورد شناسایی و بهره‌برداری قرار می‌گیرد نقش مهندسی مواد و متالورژی پررنگ ‌شده است. معادن سرمایه‌ها و اندوخته‌های پنهان هر کشوری هستند که هرچه سرمایه‌گذاری بیشتری در آنها بشود بالطبع سبب شکوفایی هرچه بیشتر در عرصه‌های مختلف همچون اقتصاد، صنعت و حتی تجارت و بازرگانی و سیاسی می‌شود. بعد از استخراج سنگ معدن از معادن، نوبت به استخراج عناصر و پالایش مواد ارزشمند از سنگ معدنی می‌رسد. گرایش متالورژی استخراجی به همراه مهندسی شیمی و علوم شیمی می‌توانند برای استخراج این مواد بسته به نوع و شرایط استخراج مواد وارد عمل شده و تفکیک و جداسازی مواد و پالایش را برای عرضه به بازار و صنعت انجام دهند.

فرآیندهای تولیدی و شکل‌دهی: تولید محصولات صنعتی نیازمند مواد و مصالح خاص است. از این‌رو تولید مواد با ترکیب و خلوص بالا از نیازهای اصلی صنعت است که کیفیت و مسائل فنی خاصی را می‌تواند به خودش اختصاص دهد. شرایط تولید و فرآیندهای تولیدی محصولات مختلف از مباحثی است که مورد توجه مهندسان مواد و متالورژی بوده و شامل گستره‌های وسیع و شیوه تولید قطعات دارای اهمیت است. در حوزه تولید و شکل‌دهی محصولات اکثر گرایش‌های رشته مهندسی مواد و متالورژی نقش بسزایی داشته و نقش علوم مهندسی و علوم کاربردی بسته به نوع تولید آشکار می‌شود. برای آنکه مهندس مواد و متالورژی بتواند بهترین محصول با کیفیت بالا و متناسب با محیط مورد استفاده را تولید کند، راهنمایی و مشورت مهندسان نفت و گاز درباره خواص محصول و فرآورده‌های نفتی که قرار است از لوله‌ها و اتصالات عبور کنند راهگشاست و سبب افزایش دید مهندس مواد و متالورژی جهت انتخاب ماده مورد نظر برای تولید محصولات لوله و اتصالات نفتی می‌شود که این سبب راحتی در تامین و حفظ و نگهداری سامانه‌های نفتی و جلوگیری از عواقب بعدی می‌شود و می‌تواند صرفه اقتصادی و حتی حفاظت از سرمایه ملی را به‌دنبال داشته باشد. این گوشه‌ای از دقت عملکردی مهندسی مواد و متالورژی در یک صنعت از صنایع مورد کاربرد در مهندسی مواد و متالورژی است. مهندسی مواد و متالورژی با نگاه افزایش راندمان و صرفه‌جویی در انرژی که امروز مورد توجه تمامی مسئولان و کشورهای دنیاست همراه است و این به‌عنوان هدف کلی در مهندسی مواد و متالورژی مطرح بوده و پیوسته به سمت این هدف در حرکت است.

حفاظت و خوردگی مواد و تامین و نگهداری تجهیزات بعد از مرحله تولید: حفاظت تولیدات و محصولات بعد از تولید از مباحثی است که مدیران صنایع و حتی اقتصاددانان را متوجه خودش کرده است. این در حالی است که مهندسی مواد و متالورژی شرایط آن را می‌داند و نسخه آن را پیچیده است. مسئله حفاظت و خوردگی و زوال مواد از مواردی است که طبیعی و غیرقابل ‌انکار است. به‌وضوح می‌توان شرایطی را ایجاد کرد که زوال مواد و سیستم و سامانه‌های صنعتی به تاخیر بیفتد و از بین رفتن و زوالشان کند شود، یا براساس احتمالات برای آنها زمان نسبی تعیین کرد و طبق زمان به تعویض آنها اقدام کرد که تجهیزات صنعتی مورد تخریب زیان‌بار قرار نگیرد و علاج واقعه قبل از وقوع اندیشیده شود و ضربه‌ای به صنایع مورد نظر و حتی اقتصاد ملی وارد نشود.

بازیافت مواد: در دنیای امروز شاهد پیشرفت‌ها و توسعه فناوری در حوزه‌های مختلف، به‌ویژه در حوزه مهندسی مواد و متالورژی و پیدایش آلیاژها و مواد نوین و هوشمند برابر استانداردهای روز دنیا هستیم. طراحی سیکل‌های بازیافت برای مواد فلزی، پلیمرها، سرامیک‌ها و دیگر مواد مهندسی بر عهده مهندسی مواد و متالورژی است که با امحا و بازیافت تولیدات قدیمی بتواند، مواد و قطعات و تجهیزات جدید را تولید کند و سبب خلق تولید ثروت و ارزش ‌افزوده و افزایش راندمان و کاهش مسائل محیط‌ زیستی شود.

اقتصاد، صنعت و سیاست

با توجه به کاربرد وسعت مهندسی مواد و متالورژی که نقش مادر رشته‌های مهندسی به آن اطلاق شده، از این نقش می‌توان توصیف و تفسیر اجتماعی، فرهنگی و حتی مذهبی را دنبال کرد. ازآنجاکه نقش مادر در کانون گرم خانواده، نقش محوری است و تمامی نظرات و عواطف و پیشرفت‌ها و بعضاً صعودها و نزول‌ها متوجه نقش مادر در خانواده است، از این‌رو مادر نقش همگرایی و نقطه ثقل را می‌تواند ایفا کند. درصورتی‌که این نقش حساس به‌خوبی اجرا نشود، بالطبع شاهد خسارات جبران‌ناپذیری هستیم. دقیقاً نقش مهندسی مواد و متالورژی در صنایع و دیدگاه آن نسبت به جامعه بزرگ صنعتی به همین شکل است و بی‌تردید افزایش پیشرفت در مهندسی مواد و متالورژی سبب افزایش پیشرفت‌های شگرف در صنایع مهندسی از قبیل پیشرفت در صنایع الکترونیک، هسته‌ای، نفت، گاز، خودرو، هوافضا، سوخت، انرژی و... می‌شود. ازآنجاکه مهندسی مواد و متالورژی از ابتدا که محصولی به‌صورت سنگ معدن بوده و با فرآوری به عناصر مورد دلخواه تبدیل شده و در صنعت طراحی و به اشکال مورد دلخواه درمی‌آید، نقش ایفا می‌کند، از این‌رو می‌توان به‌عنوان مدیر استراتژیک صنعتی به مهندسی مواد و متالورژی نگاه کرد. مهندسی مواد و متالورژی می‌تواند با توجه به آینده و نوع محصولات تولیدی از سوی صنایع تصمیم بگیرد و نقش اساسی در روند تولیدات و حتی مدیریت بازارهای جهانی نسبت به تولیدات صنایع ملی داشته باشد.

بی‌شک چنین نگاه نافذ و راهبردی می‌تواند عاملی برای تحولات عظیم در صنایع ملی شده و انقلاب صنعتی را پایه‌ریزی کند. نگاهی مثل افزایش بهره‌وری و افزایش راندمان در حوزه‌های تولید و تجهیزات و افزایش کاربرد آنان و به حداقل رساندن مصرف انرژی یا تغییر در نوع انرژی از مقولات مهمی است که امروز دنیا به آن به‌عنوان راهبرد کلان صنعتی نگاه کرده و پیوسته درصدد اجرا و بهره‌برداری از این امر مهم است. پس درون‌مایه مهندسی مواد و متالورژی، نگاه کلان استراتژیک است و اگر گفته می‌شود کشور دارای صنعت قوی است،‌ بی‌شک می‌توان به محققان، مهندسان، دکترها و حتی تئوریسین‌های مواد و متالورژی اشاره کرد که می‌توانند صنعت، حاشیه‌های صنعتی، اقتصاد و سیاست را پیشگویی کنند.

یافته‌ها

با توجه به کاربردهای فراوان مهندسی مواد و متالورژی و نقش آن در سایر علوم مهندسی و علوم پایه درمی‌یابیم که نقش مهندسی مواد و متالورژی نقشی کلیدی و حساس بوده و هرگز از این علم حساس نمی‌توان ساده گذشت؛ به‌خصوص با خلق پدیده و دنیای جدید نانوتکنولوژی که پنجره‌های وسیعی به‌سوی این علم گشوده شده است. البته در سایر علوم مهندسی و از دیدگاه برخی مسئولان صنعتی،‌ با توجه به کلمه متالورژی که گاهی به فلزشناسی آن را می‌شناسند به مهندسی مواد و متالورژی به دیدگاه فلزشناس یا ریخته‌گر نگاه می‌شود، که نگاه و باوری غلط نسبت به وسعت این رشته است. با بروز و ظهور فناوری نانو گستره‌ای وسیع به مهندسی مواد و متالورژی در حوزه کاربردی داده شده است. نگاه حقیقی مهندسی مواد و متالورژی به‌صورت کاملاً اجمالی از معدن تا تولید محصولات موردنیاز صنایع است و حتی حفاظت و تامین و نگهداری آن محصولات بعد از تولید و حتی شرایط متفاوت استفاده محصولات برای یک مهندس مواد و بازیافت مواد پس از پایان عمر تولیدات مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد.  بنابراین نقش کاربردی مهندسی مواد و متالورژی نقشی بی‌بدیل در صنایع ملی است که با دیدگاهی که در درون‌مایه این علم وجود دارد با کمی درایت و حمایت مسئولان صنعتی می‌تواند در بروز و ظهور انقلاب صنعتی صنایع ملی نقش بسزایی داشته و آغازگر تحول و جهش کلی در سطح صنایع ملی باشد.

نتیجه‌گیری

عرضه یک فرآورده جدید مهندسی یا تغییر مدل‌های موجود مستلزم ساختن چند طرح، رسیدن به تصمیم‌های اقتصادی، انتخاب مواد و برگزیدن فرآیندهای ساخت است. این فعالیت‌ها به هم متکی‌اند و نباید به‌تنهایی و جدا از یکدیگر انجام شوند. به این دلیل است که مواد و فرآیندهایی که در ساخت فرآورده به‌کار می‌روند می‌توانند تاثیر زیادی روی طراحی، هزینه و عملکرد آن داشته باشند. برای مثال انتظار می‌رود که برای ساخت یک قطعه پلاستیک به روش قالب‌گیری تزریقی به‌جای ورق فلزی، تغییرات زیادی در طراحی، به‌کارگیری ماشین‌های جدید تولید و تحلیل کاملاً متفاوت اقتصادی لازم باشد. با زیاد شدن تعداد مواد مهندسی قابل ‌استفاده و فشار اجتماعی زیاد برای تولید فرآورده‌های ارزان‌تر و درعین‌حال قابل‌اعتماد، نیاز فزاینده‌ای به روش جامع بررسی شامل تحلیل اقتصادی، طراحی و انتخاب مواد فرآیند به وجود آمده است. روش جامع، رسیدن به فرآورده بهینه‌ای را که نیازهای عملکردی را با اطمینان‌پذیری بالاتر و به قیمت‌های قابل ‌رقابت به‌دست دهد، آسان‌تر می‌کند.

از این حیث به این نتیجه می‌رسیم که نقش مهندسی مواد و متالورژی دارای اهمیت بسزایی بوده و برای پیشبرد اهداف اقتصادی، علمی، سیاسی، نظامی و فرهنگی نیازمند مهندسان و متخصصان این رشته و پیشرفت‌های تکنولوژی به‌واسطه مهندسی مواد و متالورژی هستیم که با دانایی و توانایی لازم بتوانند سبب بروز و ظهور تحول و انقلاب در عرصه صنعت و اقتصاد شوند. می‌توان به این نتیجه دست ‌یافت که این رشته به‌صورت علمی از دهه ۷۰ شمسی در کشورمان به‌عنوان رشته رسمی در حوزه مهندسی معرفی شد و توانست تا حدودی نقش خودش را در عرصه مهندسی ایفا کند، ولی چون قرابت زیادی با رشته مکانیک جامدات داشت،‌ بنابراین شخصیت‌های علمی و جامعه علمی به این رشته همانند رشته مکانیک نگاه کرده و از نقش اساسی این رشته غافل شدند.

* این گفتار خلاصه‌شده مقاله پژوهشی آقای مسعود معتمدی‌یگانه با عنوان «تبیین نقش مهندسی مواد و متالورژی در مدیریت صنایع ملی و افقی برای بروز و ظهور انقلاب صنعتی» است که در سال ۱۴۰۳ منتشر شده است.