اللكم: عملية تشكيل الصفائح المعدنية الأساسية في تصنيع الصلب

التعريف والمفهوم الأساسي

اللكم هو عملية تشكيل المعادن التي تستخدم اللكم والقالب لقص المادة، مما ينتج ثقبًا في قطعة العمل بينما ينتج أيضًا قطعة زائدة كفضلات. تُصنف هذه العملية التصنيعية كعملية قطع معدنية ورقية تنتج ثقوبًا بأشكال هندسية محددة من خلال تطبيق قوة كافية لكسر المادة على طول محيط الشكل المطلوب.

يعتبر اللكم أساسيًا في تصنيع الصلب، مما يسمح بإنشاء ثقوب دقيقة، وفتحات، وميزات أخرى في مكونات المعادن الورقية دون الحاجة إلى عمليات تشغيل. في السياق الأوسع لعلم المعادن، يمثل اللكم عملية عمل بارده هامة تعتمد على التشوه البلاستيكي والقص النهائي للمواد المعدنية تحت الضغط المطبق.

تعتبر هذه العملية حجر الزاوية في التصنيع الإنتاجي الضخم، مما يمكّن من إنشاء ميزات بسرعة وبشكل واقتصادي في مكونات المعادن الورقية عبر العديد من الصناعات بما في ذلك السيارات، والبناء، والالكترونيات، وتصنيع الأجهزة المنزلية.

الطبيعة الفيزيائية والأساس النظري

الآلية الفيزيائية

على المستوى المجهري، ينطوي اللكم على تشوه بلاستيكي موضعي يتبعه كسر. عندما يتصل اللكم بالمعدن الورقي، فإنه يسبب في البداية تشوهًا مرنًا، يتبعه تشوه بلاستيكي عند تجاوز قوة عطاء المادة. مع استمرار اللكم في التعمق، تتطور ضغوط قص شديدة في منطقة ضيقة بين حواف اللكم والقالب.

تمر المادة بصلابة شديدة في هذه المنطقة القصية، مع تزايد التحولات والتفاعل داخل الهيكل البلوري. في النهاية، تتشكل الفجوات الدقيقة عند حدود الحبيبات وحول الشوائب، مما يتجمع في شقوق دقيقة تنتشر بسرعة، مما يؤدي إلى الفصل الكامل للمادة على طول مستوى القص.

تعكس جودة حافة اللكم تسلسل هذا التشوه-الكسر، حيث تظهر عادة منطقة مصقولة ناعمة تليها منطقة مكسورة أكثر خشونة، مع اعتماد النسب النسبية على خصائص المادة وظروف الأدوات.

النماذج النظرية

النموذج النظري الأساسي لعمليات اللكم يعتمد على ميكانيكا جهد القص. يصف النموذج الكلاسيكي، الذي تم تطويره في أوائل القرن العشرين، اللكم كعملية قص حيث تكون القوة المطلوبة متناسبة مع قوة القص النهائية للمادة، محيط الثقب، وسمك الورقة.

تطورت الفهم التاريخي من الملاحظات التجريبية إلى نماذج أكثر تطورًا تشمل العمل على تصلب الأنسجة، حساسية معدل التشوه، وميكانيكا الكسر. عالجت النماذج المبكرة اللكم كقص بحت، بينما تعترف المناهج الحديثة بحالات الضغط المعقدة المعنية.

تشمل المناهج النظرية الحديثة نماذج تحليل العناصر المحدودة (FEA) التي يمكن أن تحاكي عملية اللكم بأكملها، بما في ذلك التشوه المرن-البلاستيكي، بدء الضرر، وانتشار الشقوق. توفر النماذج التحليلية بناءً بديلاً لتوقع قوى اللكم وأنماط التشوه استنادًا إلى نظرية الحدود العليا ونظرية مجال الخسارة.

أساس علم المواد

ترتبط عملية اللكم ارتباطًا وثيقًا بالهيكل البلوري للمعادن. تحدث الانزلاقات العشوائية في الصلب المكعب المدعوم (BCC) أساسًا على مستويات {110}، بينما يتم تشويه المعادن المكعبة المركزية (FCC) على مستويات {111}. تؤثر هذه التفضيلات البلورية على كيفية استجابة المادة للضغوط القصوية أثناء اللكم.

تؤثر حدود الحبيبات بشكل كبير على أداء اللكم، حيث يمكن أن تعيق حركة الانزلاقات (تعزيز المادة) أو تكون بمثابة مواقع بدايات للفجوات الدقيقة والشقوق. تُظهر المواد الحبيبية الدقيقة عمومًا خصائص أفضل في اللكم مع حواف مقطوعة أنظف.

تشمل المبادئ الأساسية لعلم المواد التي تحكم عملية اللكم تصلب التشوه، حساسية معدل التشوه، وآليات الكسر الدكتيلية. تحدد التوازن بين قوة المادة ومرونتها إمكانية اللكم، مع كون المواد المثلى تظهر قوة كافية للحفاظ على جودة الحافة بينما تملك مرونة كافية لمنع الكسر الهش خارج المنطقة القصية المقصودة.

التعبير الرياضي وطرق الحساب

صيغة التعريف الأساسية

المعادلة الأساسية لحساب قوة اللكم هي:

$$F = \tau_{ult} \times L \times t$$

حيث:
- $F$ = قوة اللكم (نيوتن)
- $\tau_{ult}$ = قوة القص النهائية للمادة (ميغاباسكال)
- $L$ = طول المحيط لللكم (مم)
- $t$ = سمك الورقة (مم)

الصيغ الحسابية ذات الصلة

لثقوب دائرية، يمكن حساب قوة اللكم كالتالي:

$$F = \pi \times d \times t \times \tau_{ult}$$

حيث $d$ هو قطر الثقب.

يتم حساب مساحة الفراغ بين اللكم والقالب عادة كالتالي:

$$c = k \times t \times \sqrt{\frac{\tau_{ult}}{100}}$$

حيث:
- $c$ = المقعد لكل جانب (مم)
- $k$ = عامل المادة (عادة 0.005-0.025)
- $t$ = سمك الورقة (مم)
- $\tau_{ult}$ = قوة القص النهائية (ميغاباسكال)

الشروط المناسبة والقيود

تفترض هذه الصيغ خصائص متجانسة للمادة عبر سمك الورقة وسلوك مادة متجانس. تكون الأكثر دقة للمواد الدكتيلية ذات نسب سمك إلى قطر أقل من 1.0.

تصبح النماذج أقل موثوقية للصفائح الرقيقة جدًا (حيث تهيمن تأثيرات الانحناء) أو الألواح السميكة جدًا (حيث تتطور حالات ضغط ثلاثية الأبعاد المعقدة). كما أنها لا تأخذ في الاعتبار تأثيرات معدل التشوه، والتي تصبح ذات أهمية في عمليات اللكم عالية السرعة.

تفترض هذه المعادلات استخدام أدوات حادة؛ تزداد تعرض الأدوات للتآكل بشكل تدريجي مما يزيد من متطلبات قوة اللكم بنسبة تصل إلى 30%. كما لا يتم تضمين تأثيرات الحرارة، مما يحد من القدرة على التطبيق في عمليات اللكم الدافئة أو الحارة.

طرق القياس والتوصيف

مواصفات الاختبار القياسية

• ASTM E643: طريقة اختبار قياسية لتشوه الكرة من المعدن الورقي
• ISO 16630: المواد المعدنية - الورق والشريط - اختبار توسيع الثقب
• DIN 50101: اختبار المواد المعدنية؛ اختبار اللكم على الورق والشريط
• JIS Z 2254: المواد المعدنية - الورق والشريط - اختبار توسيع الثقب

يوفر كل معيار منهجيات محددة لتقييم سلوك المادة أثناء عمليات اللكم، حيث يركز ASTM E643 على تقييم القابلية للتشكيل، وISO 16630 على قابلية تمدد الحواف، وDIN 50101 على معلمات جودة اللكم.

معدات ومبادئ الاختبار

تستخدم اختبارات اللكم عادةً آلات ضغط هيدروليكية أو ميكانيكية مزودة بأجهزة قياس الحمل ومحوّلات الإزاحة. تشمل الأنظمة الحديثة آلات اختبار هيدروليكية ذات دقة عالية قادرة على التحكم في سرعة اللكم وقياس علاقات القوة-الإزاحة بدقة عالية.

المبدأ الأساسي ينطوي على تطبيق قوة محكمة من خلال اللكم بينما يتم قياس الإزاحة الناتجة والقوة المطلوبة. تتضمن الأنظمة المتقدمة كاميرات عالية السرعة أو ارتباط الصورة الرقمية لملاحظة أنماط تشوه المادة أثناء العملية.

تشمل المعدات المتخصصة أجهزة استشعار انبعاث صوتي لكشف بدء الشقوق وانتشارها، وأنظمة تصوير حراري لمراقبة التغيرات في درجة الحرارة أثناء عمليات اللكم عالية السرعة.

متطلبات العينات

العينات القياسية للاختبار هي صفائح مسطحة بأبعاد عادةً ما تكون 100-200 مم مربعة، مع سمك يتوافق مع الاستخدام المقصود (عادةً 0.5-6 مم للصفائح الفولاذية). يجب أن تكون حواف العينة خالية من التآكل أو العيوب الأخرى التي قد تؤثر على نتائج الاختبار.

يتطلب إعداد السطح عادة تنظيفًا لإزالة الزيوت والأكسيدات أو الملوثات الأخرى. لعمليات الاختبار الدقيقة، يجب التحكم في خشونة السطح وتوثيقها، وعادةً ما تتطلب قيم Ra أقل من 0.8 ميكرومتر.

يجب أن تكون العينات مسطحة ضمن حدود التح tolerances المحددة (عادةً ±0.1 مم) ويجب أن تكون محددة بشكل صحيح مع درجة المادة، واتجاه الدرفلة، وغيرها من المعلمات ذات الصلة.

معلمات الاختبار

يتم إجراء الاختبارات القياسية في درجة حرارة الغرفة (20±5°C) مع رطوبة نسبية أقل من 70%. لم应用 التطبيقات المتخصصة، قد يتم إجراء الاختبارات في درجات حرارة مرتفعة (حتى 300°C) أو ظروف تجمد.

تتراوح سرعة اللكم من الحركة شبه الساكنة (0.1-1 مم/دقيقة) للاختبارات الدقيقة إلى سرعات الإنتاج (100-1000 مم/دقيقة). يُحدد فراغ اللكم والقالب عادةً بنسبة 5-20% من سمك الورقة، اعتمادًا على خصائص المادة والجودة المطلوبة للحافة.

تشمل المعلمات الحيوية نصف قطر الزاوية للقالب (عادةً 0.1-0.5 مم)، ونصف قطر الزاوية لللكم (0.05-0.2 مم)، وتشطيب سطح مكونات الأدوات (Ra < 0.4 ميكرومتر).

معالجة البيانات

تشمل جمع البيانات الأساسية منحنيات القوة-الإزاحة المسجلة عند معدلات أخذ عينات تتراوح بين 50-1000 هرتز. تشمل تقييم الجودة للحواف قياس النسب بين المناطق المصقولة، والمكسورة، والزائدة باستخدام المجهر الضوئي أو قياس الارتفاع.

عادةً ما تتضمن التحليلات الإحصائية إجراء اختبارات متعددة (n≥5) لحساب المتوسطات والانحرافات المعيارية. قد تُستخدم أساليب إحصائية Weibull لتحليل المعلمات ذات الصلة بالكسر.

تشمل القيم النهائية حدود قوة اللكم القصوى، وامتصاص الطاقة (المساحة تحت منحنى القوة-الإزاحة)، ونسبة المصقول إلى الكسر، وقياسات ارتفاع البروز، جميعها موحدة سمك المادة ومحيط اللكم.

نطاقات القيمة النموذجية

تصنيف الصلب	نطاق القيمة النموذجي (ميغاباسكال)	شروط الاختبار	المعيار المرجعي
الفولاذ منخفض الكربون (AISI 1018)	250-350	درجة حرارة الغرفة، سمك 0.5-3 مم	ASTM E643
الفولاذ متوسط الكربون (AISI 1045)	400-550	درجة حرارة الغرفة، سمك 0.5-3 مم	ASTM E643
الفولاذ المقاوم للصدأ (AISI 304)	500-650	درجة حرارة الغرفة، سمك 0.5-2 مم	ISO 16630
سبائك منخفضة القوة ذات مقاومة عالية (HSLA)	450-700	درجة حرارة الغرفة، سمك 0.6-2.5 مم	DIN 50101

تتأتى الاختلافات ضمن كل تصنيف أساسًا من الاختلافات في التركيب الكيميائي الدقيق، وتاريخ المعالجة، وبنية الحبة. عادةً ما يزيد محتوى الكربون الأعلى من متطلبات قوة اللكم بينما يقلل من جودة الحافة.

تعمل هذه القيم كإرشادات لتصميم الأدوات واختيار سعة الضغط. تشير القيم الأعلى إلى معدلات تآكل أدوات أكبر ومتطلبات طاقة أعلى، بينما تشير أيضًا إلى احتمال حدوث مشكلات في جودة الحواف.

اتجاه ملحوظ هو أن المواد ذات القوة الأعلى بشكل عام تُظهر نسبًا أقل من المصقول إلى الكسر، مما يتطلب فراغات أكثر ضيقا وأدوات أكثر دقة للحفاظ على جودة الحواف المقبولة.

تحليل تطبيق الهندسة

اعتبارات التصميم

عادة ما يطبق المهندسون عوامل أمان تتراوح بين 1.3-1.5 على القوى المحسوبة لعملية اللكم عند تحديد حجم المعدات والأدوات. يجب أن تأخذ اختيار الفولاذ للأدوات في الاعتبار كلاً من مقاومة التآكل والصلابة، مع استخدام فولاذ الأدوات D2 وM2 بشكل شائع في الإنتاج عالي الحجم.

تكون تحسينات الفجوات ضرورية، حيث تنتج الفجوات الضيقة (5-8% من السُمك) جودة حافة أفضل ولكن تتطلب قوى أعلى وتسبب تآكل أدوات أسرع. تقلل الفجوات الأوسع (15-20%) من متطلبات القوة ولكنه تنتج زوائد أكبر والمزيد من تشوه الحواف.

يجب أن تتوازن قرارات اختيار المواد بين القابلية للتشكيل ومتطلبات القوة، حيث غالبًا ما تحدد خصائص اللكم مدى إمكانية استخدام مواد في قوة أعلى في مكونات المعادن الورقية.

المجالات الرئيسية للتطبيق

تستخدم صناعة السيارات بشكل واسع عمليات اللكم لإنشاء ثقوب التركيب، ومنافذ الوصول، وفتحات التهوية في الألواح الهيكلية، ومكونات الشاسيه، والأعضاء الهيكلية. تركز المتطلبات على الإنتاج عالي الحجم مع جودة متسقة و الحد الأدنى من المعالجة بعد الإنتاج.

تمثل منتجات البناء والبناء منطقة أخرى رئيسية للتطبيق، مع ثقوب مثقوبة في أعضاء الصلب الهيكلي، والألواح الخارجية، وألواح الربط. تشمل هذه التطبيقات عادةً مواد أكثر سمكًا وتطلب دقة أبعاد عالية لجمعها بشكل صحيح.

تستخدم صناعات الإلكترونيات اللكم الدقيقة لإنشاء ميزات في طبقات الفولاذ الكهربائية، وشرائط التوصيل، ومكونات الموصل. تتطلب هذه التطبيقات دقة استثنائية، غالبًا مع أقطار ثقوب أقل من 1 مم وتسامح موضعي أقل من 0.05 مم.

التجارة في الأداء

تتناقض سرعة اللكم مباشرة مع جودة الحافة، حيث تزيد السرعات الأعلى من تأثيرات معدل التشوه، مما يؤدي إلى المزيد من مناطق الكسر وزوائد أكبر. يجب على المهندسين الإنتاجيين موازنة متطلبات الإنتاج أمام مواصفات الجودة.

تتناقض قدرة سمك المادة مع الدقة الأبعادية، حيث تتطلب المواد الأكثر سمكًا فراغات أكبر وتعاني من تأثيرات ارتدادية أكثر أهمية. غالبًا ما تتطلب هذه العلاقة عمليات ثانوية من أجل تحقيق متطلبات الدقة في المكونات الأكثر سمكًا.

يدير المهندسون غالبًا متطلبات هذه المتطلبات المتنافسة من خلال تنفيذ أنظمة القوالب المتقدمة التي تجمع بين اللكم مع عمليات أخرى، أو عن طريق استخدام تقنيات القوالب الدقيقة للمكونات الحرجة حيث لا يمكن المساومة على جودة الحواف.

تحليل الفشل

يمثل كسر الأدوات نمط الفشل الشائع، وعادةً ما يكون نتيجة إعدادات فجوة غير صحيحة، أو اختلافات في سمك المادة، أو سوء المحاذاة بين اللكم والقالب. يبدأ الكسر عادةً عند نقاط تركيز الضغط مثل الزوايا الحادة أو العيوب السطحية.

تتقدم آلية الفشل من التآكل المحلي إلى الكسر الكارثي، وغالبًا ما تتسارع بسبب تصلب العمل لطرف اللكم والحمل الدوري. تُظهر حالات الفشل المبكرة غالبًا علامات شاطئية مميزة تدل على تقدم التعب.

تشمل استراتيجيات التخفيف اختيار المادة الصحيحة للأدوات، وتحسين عمليات المعالجة الحرارية، وطحن دقيق للأسطح العاملة، وتنفيذ جداول صيانة وقائية مع فحص منتظم وتجديد مكونات الأدوات.

عوامل تؤثر وطرق التحكم

تأثير التركيب الكيميائي

يؤثر محتوى الكربون بشكل كبير على أداء اللكم، حيث تزيد مستويات الكربون الأعلى من القوة ولكن تقلل من المرونة، مما يؤدي إلى ارتفاع متطلبات قوة اللكم وسلوك كسر أكثر هشاشة.

يمكن أن تؤثر الكبريت والفوسفور، حتى بكميات ضئيلة (0.02-0.05%)، بشكل كبير على جودة الحافة من خلال تشكيل شوائب هشة تعمل كنقاط بداية للكسر. غالبًا ما تستخدم تصنيع الصلب الحديثة معالجة الكالسيوم لتعديل مورفولوجيا الشوائب وتحسين قابلية اللكم.

تتضمن تحسينات التركيب عادةً التوازن بين العناصر التي توفر القوة (C، Mn، Si) مع تلك التي تعزز المرونة والصلابة (Ni، Cu). لمتطلبات اللكم المتخصصة، قد يتم تحديد الفولاذات ذات الخصائص الحرة المعاد تكوينها مع تحكم في الشوائب MnS.

تأثير النسيج المجهري

يؤثر حجم الحبيبات بشكل كبير على أداء اللكم، حيث تنتج الحبيبات الدقيقة (حجم الحبيبة ASTM 8-12) عمومًا حواف مقطوعة أنظف ونتائج أكثر اتساقًا. تميل المواد ذات الحبيبات الخشنة إلى إظهار تباين أكبر في جودة الحواف وتشكيل زوائد أكبر.

يؤثر توزيع الطور بشكل كبير على الأداء، حيث تقدم الهياكل الفريتية-البرليتيك عادةً قابلية أفضل لللكم من الهياكل المارتنسيتية. يرتبط نسبة وحجم الأطوار الصلبة بشكل مباشر بجودة الحواف ومعدلات تآكل الأدوات.

تخلق الشوائب غير المعدنية، خاصة تلك ذات الأشكال الزاويّة أو الحجم الذي يتجاوز 10 ميكرومتر، نقاط تركيز الضغط التي تبدأ كسرًا مسبقًا أثناء اللكم، مما يؤدي إلى ظروف حواف غير منتظمة وإمكانية تلف الأدوات.

تأثير المعالجة

تؤثر المعالجة الحرارية بشكل كبير على خصائص اللكم، حيث تظهر المواد المعالجة مفضلة انخفاضًا في متطلبات القوة ولكن قد يكون لها تعريف حافة أسوأ. عادةً ما توفر المواد المعاد تقنينها أو المنضبطة التوازن المثالي بين القوة والمرونة.

تقدم عمليات الدرفلة الباردة خصائص اتجاهية، حيث يتغير أداء اللكم غالبًا بين الاتجاهين المتوازي والعمودي بالنسبة لاتجاه الدرفلة. يمكن أن تؤدي هذه الاتجاهية إلى ثقوب بيضاوية الشكل عند اللكم ميزات دائرية.

تحدد معدلات التبريد أثناء إنتاج الصلب الهيكل المجهرى الأساسي، حيث يؤدي التبريد البطيء عمومًا إلى إنتاج هياكل أكثر تجانسًا ملائمة لعمليات اللكم. يمكن أن يؤدي التبريد السريع إلى إنشاء ضغوط متبقية ونقاط صلبة تعقد عمليات اللكم.

العوامل البيئية

تؤثر درجة الحرارة بشكل كبير على أداء اللكم، حيث تقلل درجات الحرارة المرتفعة (100-300 درجة مئوية) من القوى المطلوبة ولكن قد تسبب تآكل الأدوات بشكل أسرع. تزيد درجات الحرارة المنخفضة من الهشاشة ومتطلبات القوة بينما تحسن عادة تعريف الحافة.

يمكن أن تؤدي البيئات التآكلية إلى تدهور الأسطح لكل من الأدوات وقطعة العمل، مما يقدم عيوب سطحية تعمل كنقاط تركيز الضغط أثناء اللكم. تعد تزييت مناسب والتحكم في البيئة أمرين أساسيين للحصول على نتائج متسقة.

تشمل التأثيرات الزمنية عواقب كهذه يتعلق بشيخوخة المواد، خاصةً شيخوخة الإجهاد في الفولاذات منخفضة الكربون، والتي يمكن أن تزيد من القوة وتقلل من المرونة مع مرور الوقت، مما يؤدي إلى تغيير المعلمات المثلى لللكم للمادة المحفوظة.

طرق التحسين

تشمل التحسينات المعدانية الانتظار مع كميات صغيرة من النيوديميوم أو التيتانيوم (0.01-0.1%) لتقليل بنية الحبيبات والتحكم في مورفولوجيا الشوائب، مما يعزز بشكل كبير جودة الحواف ويقلل من تآكل الأدوات.

تشمل التحسينات المستندة إلى المعالجة تنفيذ أنظمة فراغ محكمة تتحکم تلقائيًا في اختلافات اجتماعية السمك، وتطبق آليات تخفيض إيجابية لمنع التصاقات القطعة باللكم.

تشمل تحسينات التصميم أنماط ثقوب متداخلة لتوزيع قوى اللكم، وتسلسلات اختراق متقدمة لتقليل الأحمال القصوى، وإدراج استراتيجيات ثقوب ابتدائية مثقوبة لتحسين الدقة في العمليات اللاحقة.

مصطلحات ومعايير ذات صلة

مصطلحات ذات صلة

تعد عملية القص وثيقة الصلة بعملية اللكم لكنها تركز على قطعة القاعدة كمنتج مرغوب بدلاً من الثقب. تستخدم ميزات مشابهة لكنها تتطلب عادةً اعتبارات تصميم مختلفة للتحكم في تغيير الأبعاد.

يمثل القص الآلية الأساسية للقطع التي تقف وراء عمليات اللكم، والتي تنطوي على استخدام قوى معاكسة بالقرب من بعضها البعض causing material separation through localized deformation and fracture.

القص الدقيق هو نوع متقدم يستخدم إجهادات ضاغطة إضافية خلال العملية لإنتاج أسطح مقطوعة ناعمة بشكل استثنائي مع وجود منطقة كسر قليلة، مما يحقق قدرات قريبة من الشكل المناسب للمكونات الدقيقة.

تشكل هذه المصطلحات تسلسل زمني لعمليات قطع المعادن الرقيقة، حيث يركز اللكم بشكل خاص على إنشاء الثقوب، بينما يركز القص على إنشاء الأجزاء، ويكون القص على إنشاء الحواف، جميعها تشترك في مبادئ ميكانيكية مشتركة.

المعايير الرئيسية

تقدم ISO 6892 أساسًا للاختبارات الميكانيكية للمواد المعدنية، مما يحدد الخصائص الأساسية التي تسترشد بعمليات اللكم واعتبارات تصميم الأدوات.

يتناول ASTM A1011/A1011M على وجه التحديد متطلبات الفولاذ الرقائقي لعمليات اللكم والتشكيل، مع درجات محددة خصيصًا لتيسير القابلية الكبيرة في عمليات التصنيع.

تختلف المعيار الأوروبي EN 10149 عن معايير ASTM من خلال التأكيد على نسب الحد الأدنى من توسيع الثقب كمعيار أداء رئيسي للمواد المستخدمة في عمليات اللكم.

اتجاهات التنمية

تركز الأبحاث حاليًا على تحسين محاكاة المعلمات لللكم باستخدام نماذج العناصر المحدودة المتقدمة التي تضم ميكانيكا الضرر وتطور الهياكل الدقيقة خلال الانضغط العالي.

تشمل التقنيات الناشئة أنظمة اللكم الكهربائية المجهزة بالمحركات التي توفر تحكمًا دقيقًا في ملفات سرعة اللكم، مما يمكّن من تقنيات "اللكم اللين" التي تقلل من الضوضاء، والاهتزاز، وتآكل الأدوات بينما تحسن جودة الحواف.

ستركز التطورات المستقبلية على أنظمة الاستشعار المتكاملة التي توفر مراقبة في الوقت الحقيقي لحالة الأدوات وجودة الحواف، مما يمكّن من التحكم التكيفي في معلمات اللكم للحفاظ على جودة متسقة على الرغم من اختلافات المواد وتآكل الأدوات.