บทท�2

ทฤษฎและหลกการท�เก�ยวของ 2.1 ประเภทแมพมพ

2.1.1 แมพมพพลาสตก หมายถงแมพมพท�ใชในการผลตช*นสวนหรอผลตภณฑพลาสตก ซ� งการท�จะสรางแมพมพชนดใดจะข*นอยกบรปรางลกษณะของผลตภณฑ ชนดพลาสตกและความสะดวกรวดเรวในการผลต โดยท�วไปสามารถจาแนกประเภทแมพมพพลาสตกไดดงตอไปน*

(1) แมพมพฉด (Injection moulding) เปนกรรมวธการผลตผลตภณฑพลาสตกท�นยมใชกนมากในปจจบนเพราะสามารถผลตช*นงานท�มรปรางซบซอนไดดและมหลายลกษณะงาน เชน ช*นสวนเคร�องใชไฟฟาและอเลกทรอนกส ช*นสวนยานยนต เคร�องใชในครวเรอน บรรจภณฑ ของเดกเลน เคร�องสาอาง เปนตน การผลตช*นงานน*นจะใชเมดพลาสตกปอนเขาท�เคร�องฉด เคร�องฉดจะทาหนาท�หลอมละลายเมดพลาสตกและฉดพลาสตกเหลวเขาสแมพมพ คงความดนและอดพลาสตกเหลวเขาเตมแมพมพและช*นงานจะถกหลอเยนดวยขณะฉด เพ�อใหไดช*นงานรปรางตามแมพมพแลวจงเปดแมพมพเพ�อทาการปลดช*นงานออกจากแมพมพ โดยท�วไปถามการบารงรกษาแมพมพเปนอยางดจะทาใหอายการใชงาน 500,000-1,000,000 Shots ซ� งตวอยางรปแมพมพฉดพลาสตกและผลตภณฑจากแมพมพฉดพลาสตกดงแสดงในรปท� 2.1 และ 2.2

รปท� 2.1 แมพมพฉดพลาสตก รปท� 2.2 ผลตภณฑจากแมพมพฉดพลาสตก

(2) แมพมพอดและอดฉด (Compression and Transfer moulding) แมพมพอดเปนการผลตช*นงานโดยใชพลาสตกชนดเทอรโมเซตต*งลงในแมพมพแลวทาการปดแมพมพโดยใชความดนสงพรอมกบใหความรอนทาใหพลาสตกหลอมละลายเขาแทรกยงโพรงของแมพมพ จากน*นหลอเยนใหพลาสตกแขงตวจงปลดช*นงานออก ขอแตกตางระหวางแมพมพอดและแมพมพฉดคอ แมพมพอดจะใชลกสบอดพลาสตกเขาแมพมพ สวนแมพมพฉดจะใชการเตมพลาสตก แมพมพอดจะถก

4

นามาใชในงานผลตช*นงานตนแบบ ผลตช*นงานเปนจานวนนอย ใชเวลาในการผลตนาน รปแมพมพอดแสดงดงในรป 2.3

รปท� 2.3 แมพมพแบบอด สวนแมพมพอดฉดดงแสดงในรป 2.4 เปนการพฒนาแมพมพอดใหเปนการผลตแบบอตโนมต โดย พลาสตกจะยงไมถกใสไปในแมพมพโดยตรง พลาสตกจะถกทาใหรอนในกระบอกสบกอนท�จะถกสงไปยงแมพมพ ขอแตกตางระหวางแมพมพอดฉดและแมพมพอดอยท�โครงสรางของแมพมพ โดยแมพมพอดฉดจะตองมหองอดซ� งจะทาหนาท�เช�อมกบเบา (Cavity) แมพมพดวยรฉด

รปท� 2.4 แมพมพอดฉดและกระบวนการอดฉด

สาหรบแมพมพอดและอดฉดจะใชในการผลต เชน ช*นสวนยานยนต ช*นสวนไฟฟาและอเลกทรอนกส เคร�องใชในครวเรอน เปนตน ผลตภณฑจากแมพมพอดและอดฉดแสดงดงรป 2.5

5

รปท� 2.5 ผลตภณฑจากแมพมพแบบอดและแบบอดฉด

(3) แมพมพแบบเปา (Blow moulding) เปนแมพมพท�ใชในการผลตภาชนะกลวงโดยการทาใหพลาสตกเปนสายทอหรอหลอดแกว (Parison) แลวใชลมเปาใหเกดรปรางตามแมพมพ แลวจงทาการปลดช*นงาน ซ� งวธการเปาแมพมพมอย 3 วธหลก คอ การเปาแบบ Extrusion (Extrusion blow moulding) แสดงดงรป 2.6 การเปาฉด (Injection blow moulding) แสดงดงรป 2.7 การเปาแลวยด (Stretch blow moulding) แสดงดงรป 2.8 ผลตภณฑท�ไดจากการเปา เชน ภาชนะกลวง ขวด ถง แกลลอน แสดงดงรป 2.9 แมพมพเปาเปนแมพมพพลาสตกท�มอตราการเตบโตเรวมาก มความตองการในตลาดสง ประหยดคาใชจายในการผลต

รปท� 2.6 แมพมพเปาแบบการรด (Extrusion) และกระบวนการเปาแบบการรด (Extrusion)

6

รปท� 2.7 แมพมพเปาแบบการฉด (Injection) และกระบวนการเปาแบบการฉด (Injection)

รปท� 2.8 แมพมพเปาแบบกการยด (Stretch) และกระบวนการเปาแบบการยด (Stretch)

รปท� 2.9 ผลตภณฑจากแมพมพเปา

7

(4) แมพมพงานรด (Extrusion) เพ�อผลตช*นงานรปพรรณตางๆท*งกลวงและตนยาวตอเน�องไมรจบ เชน ทอสายยาง กรอบประต หนาตาง เปนตน ดงแสดงในรป 2.11 โดยเคร�อง Extrusion จะอดและหลอมละลายพลาสตก จากน*นจะถกฉดไปยงเคร�องมอสรางรปทรง (หวฉด) ตางๆแลวแตลกษณะงาน ในงานรด (Extrusion) น*นจะตองนาเคร�องมออ�นๆเขามาประกอบดวย เชน เคร�องปรบขนาด เคร�องดง เคร�องมวน เคร�องตด เปนตน ระบบงานรด (Extrusion) แสดงดงรป 2.10

รปท� 2.10 หวฉดท�ใชในงานรด (Extrusion) รปท� 2.11 ผลตภณฑจากแมพมพงานรด

(2) แมพมพงานเทอรโมฟอรมม�ง (Thermoforming) ดงแสดงในรป 2.12 ใชในการผลตช*นงานพลาสตกดวยวธนาพลาสตกแผนบางมาอบใหความรอน จากน*นจะใชสญญากาศดดแผนพลาสตกใหยบลงมาจนมรปรางตามแมพมพ ผลตภณฑในงานเทอรโมฟอรม�ง เชน กลองบรรจไข ถวยไอศกรม ถวยโยเกรต เปนตน ดงแสดงในรป 2.13

รปท� 2.12 แมพมพท�ใชในงานเทอรโมฟอรมม�ง รปท� 2.13 ผลตภณฑจากแมพมพงานเทอรโมฟอรมม�ง

8

2.1.2 ข*นตอนการสรางแบบแมพมพ

รปท� 2.14 ข*นตอนการสรางแมพมพ

2.2 วสดท�ใชทาแมพมพ

วตถดบหลกท�ใชในการผลตแมพมพและเคร�องมอสาหรบงานแมพมพคอเหลก โดยเหลกท�

ใชในการทาแมพมพจะอยในกลมของเหลกกลาเคร�องมอ ซ� งเหลกกลาเคร�องมอจดเปนเหลกกลาท�ม

คารบอนและธาตผสมอ�นๆในปรมาณสง เพ�อใหมความสามารถในการชบแขงสงเหมาะสาหรบการ

ช*นสวนมาตรฐาน

ตรวจสอบคณภาพ

ภาพประกอบแมพมพ

ส�งซ*อจากผจดจาหนาย

ช �นสวนสรางเอง

รายละเอยดแบบงาน

วสดท�ใชทาแมพมพ

เคร�องจกรกลท�ใชในการสรางช*นสวน

• เคร�องกลง • เคร�องกด

• เคร�องเจาะ

• เคร�องจกรท�ควบคมดวยคอมพวเตอร ( CNC Machine)

• เคร�องเจยระไน

• ฯลฯ

กระบวนการอบชบ

ช*นงานสาเรจ

ปรบประกอบ

แมพมพท�สมบรณ

เคร�องมอตด

เคร�องมอวด

ซอรฟแวร CAD/CAM

ออกแบบแมพมพ

9

ปรบปรงคณสมบตตานทานการสกหรอ คณสมบตท�สาคญของเหลกกลาเคร�องมอ ไดแก

ความสามารถในการชบแขง (Harden ability) ความเหนยว (Toughness) ความทนตอการเสยดส

(Wear resistance) การรกษาความแขงไวไดท�อณหภมสง (Red-hardness) ความสามารถในการตด

เฉอน (Machinability) ความตานทานการสญเสยคารบอน (Resistance to decarburization) และ

การไมเปล�ยนรปรางหรอขนาด (Non deformation properties)

2.2.1 เหลกกลาเคร�องมอชบแขงดวยน* า เปนเหลกกลาคารบอน (Plain carbon) ท�ผสมคารบอน ต*งแต 0.60-1.40% ดงน*นคณสมบตดานการชบแขง หรอความลกของผวชบแขงจงต�า และจาเปนตองชบแขงดวยน*า ในบางเกรดอาจมการผสมโครเมยมหรอวานาเดยมลงไปเลกนอยเพ�อเพ�มความสามารถในการชบแขง และทนตอการเสยดส เหลกกลากลมน* จะมราคาถกกวากลมอ�น และมจดเดน คอ สามารถกลงไสเพ�อตกแตงช*นงานไดงาย สญเสยคารบอนท�ผวยาก จดดอยของเหลกกลมน* คอ การชบแขงดวยน* าอาจมผลทาใหช*นงานบดเบ* ยวไดงาย และไมสามารถทนตอความรอนได จงไมสามารถใชสาหรบงานตดท� รนแรงหรอใชงานซ* าๆ กนจนเกดความรอนได ดงน* นโดยท�วไปจงไมนยมใชงานกน อาจมการใชงานบางสาหรบทาเคร�องมอตดท�ใชความเรวต�าและตดดวยแรงเบาๆ เชน ไม อะลมเนยม แมพมพสาหรบทบข*นรปเยน (Cold heading) เปนตน ตวอยางการใชงานของเหลกกลมน* เชน W1 W2 และ W5

2.2.2 เหลกกลาเคร�องมองานเยน (Cold work tool steels) เปนกลมท�ใชผลตเคร�องมอสาหรบนาไปใชในงานแปรรปโลหะท�ไมไดใหความรอนกอนการแปรรป เชน แมพมพตดแผนโลหะเยน ใบมดตดกระดาษ คดเตอร เปนตน คณสมบตสาคญท�ตองการสาหรบเหลกกลาเคร�องมอกลมน* คอ ความสามารถในการกลงไสด เปล�ยนแปลงขนาดนอยหลงการชบแขง (เน�องจากการชบแขงจะทาโดยการชบน*ามนหรอใหเยนตวในอากาศ) ตานทานการสกหรอสง และมความเหนยวทนแรงอดกระแทกไดด

2.2.3 เหลกกลาเคร�องมอทนตอแรงกระแทก (Shock resisting tool steels) เปนเหลกกลาเคร�องมอ ท�พฒนาใหมความเหนยว ความแขงแรง และความตานทานการสกหรอสง เพ�อใชสาหรบงานท�ตองรบแรงกระแทกซ* าๆกน เชน ส�ว (Chisel) หวกด (Punch) และแมพมพโลหะ (die) เปนตน โดยความเหนยวสงเปนผลจากปรมาณคารบอนในระดบปานกลาง และทาใหภายหลงการอบความรอนท�เปนโครงสรางมารเทนไซต และมคารไบดละเอยดท�กระจดกระจาย นอกจากน* ธาตแมงกานส โครเมยม โมลบดน�ม จะชวยเพ�มความสามารถในการชบแขง และชวยใหคงความแขงไวไดดในขณะอบคนตว (Tempering) ซลกอนจะเพ�มความแขงใหกบเฟอไรท และชวยใหคงความแขงไวไดดในขณะอบคนตวดวย แตขอเสยของเหลกกลาเคร�องมอกลมน* เปนผลจากปรมาณซลกอน ซ� งจะเรงใหเกดการสญเสยคารบอนท�ผวไดงาย ทาใหความตานทานตอการสกหรอ และความตานทาน

10

ตอความลาต�าลง ดงน*นในการอบชบความรอนจะตองระวงเร�องน* ใหมาก เกรดท�นยมใชงาน เชน S1 S2 S5 และ S7 โดย S1 เปนเกรดท�นยมใชงานมาก เพราะจะมสวนผสมของทงสเตนดวย ซ� งจะเพ�มคณสมบตตานทานการสกหรอ เพ�มความเหนยว และเพ�มความสามารถในการรกษาความแขงไวไดท�อณหภมสงใหดกวาเกรด S อ�นๆ จงสามารถใชในงานท�ตองทนตอความรอนได การใชงาน เชน ส�ว ใบมดตด แมพมพข*นรป ดอกเจาะหน เปนตน

2.2.4 เหลกกลาเคร�องมองานรอน (Hot work tool steels) ในงานบางประเภทท�ตองใชอาศยอณหภมสงในการแปรรป เชน งานตข*นรปรอน (Hot forging) งานฉดหลอ (Die casting) งานรดรอน (Hot extrusion) งานตดรอน (Hot shear blade) งานอดรอน (Hot press) ส�งสาคญ คอ เหลกกลาเคร�องมอจะตองรกษาคณสมบตความแขงท�อณหภมสงไดด (Red hardness) ตานทานตอการเปล�ยนแปลงอณหภม (Thermal shock) ตานทานตอการออนตวท�อณหภมสง และมความเหนยวท�ด ธาตผสมท�จะทาใหไดคณสมบตเหลาน* ไดแก โครเมยม โมลบดน�ม และทงสเตน ซ� งผลรวมของธาตเหลาน*จะตองมปรมาณอยางนอย 5%

2.2.5 เหลกกลาเคร�องมอความเรวสง (High speed tool steels) เปนเหลกกลาเคร�องมอท�มจดมงหมายหลก สาหรบใชเปนวสดในการตดโลหะดวยความเรวสง เชน ใบเล�อย (Saws) ใบตด (Milling cutters) เปนตน คณสมบตสาคญของเหลกกลากลมน* คอ ความสามารถในการรกษาความแขงของคมตดท�อณหภมสงกวาปกตไวได (ความแขงของคมตดยงคงสภาพเดม แมจะเกดความรอนจนรอนจดเปนสแดง) ซ� งเหลกกลาเคร�องมองานรอนจะรกษาความแขงไวไมได เหลกกลาเคร�องมอความเรวสงท�มการใชงานสามารถแบงออกไดเปน 2 กลม คอ

1. เหลกกลาเคร�องมอความเรวสงท�มทงสเตนเปนสวนผสมหลก ปรมาณทงสเตนท�สงมาก (12-20%) จะเพ�มคณสมบตความสามารถรกษาความแขงไวไดท�อณหภมสง ปรมาณคารบอนกบธาตผสมท�สงมผลทาใหความสามารถในการชบแขงสง และมปรมาณคารไบดท�มเสถยรภาพสง (ไมสลายตวท�อณหภมสง) ซ� งจะมผลทาใหตานทานการสกหรอดเย�ยม นอกจากน* สวนผสมของวานาเดยมซ� งฟอรมตวเปนคารไบดท�มเสถยรภาพสงและกระจายตว จะชวยปองกนการขยายตวของเกรนไดในชวงท�อณหภมสง และทาใหเกรนมความละเอยดซ� งสงผลถงความเหนยวของเหลกดวย เกรดท�นยมใชงาน คอ T1

v. เหลกกลาเคร�องมอความเรวสงท�มโมลบดน�มเปนสวนผสมหลก เปนกลมท�มคณสมบตใกลเคยงกบเหลกกลาเคร�องมอความเรวสงท�มทงสเตนเปนสวนผสมหลก เน�องจากโมลบดน�มสงผลใหคณสมบตคลายคลงกบการผสมทงสเตน โดยพบวาคณสมบตท�สาคญ เชน ความสามารถรกษาความแขงไวไดท�อณหภมสง การทนตอการเสยดส หรอความเหนยวจะใกลเคยงกน โดยโมลบดน�ม 1% จะแทนทงสเตนประมาณ 1.6-2.0% สาหรบขอแตกตางมเพยงเลกนอย คอ กลมท�ผสม

11

โมลบดน�มจะตองระวงการสญเสยคารบอนในการอบชบ เน�องจากทงสเตนมราคาสงกวาโมลบดน�มมาก ปจจบนการใชงานสวนใหญจงนยมกลมท�ผสมโมลบดน�ม เกรดท�นยมใชงาน เชน M2 M4 และ M42

นอกจากน* ยงไดมการพฒนาเตมธาตโคบอลตมากกวา 10% เพ�อใหไดคณสมบต

ความสามารถรกษาความแขงไวไดท�อณหภมสงไดดกวา 2 กลมแรก ทาใหไดเหลกกลาเคร�องมอ

ความเรวสงประเภทซปเปอร (Super high speed tool steels) แตส�งท�ตองระวง คอ การสญเสย

คารบอนในระหวางการอบชบ และการส�นและกระแทกแรงๆ เน�องจากเปนเกรดท�เปราะมาก

2.2.6 เหลกกลาเคร�องมอสาหรบทาแมพมพพลาสตก (Plastic mold steels) เหลกกลาเคร�องมอกลมน* สวนใหญจะใชงานท�ชวงอณหภม 175-200°C ภายใตความดนสง มการกดกรอนจากสารเคม และตองรบแรงเสยดสกบผงพลาสตกดวย ดงน* นคณสมบตสาคญจะตางไปจากเหลกกลาเคร�องมอกลมอ�น โดยมปจจยท�ตองพจารณาถงไดแก ความสามารถในการกลงไส ความตานทานแรงอด ความแขงท�ผวสง ความแขงแรงท�แกนสง ความแนนอนของขนาดภายหลงการชบแขง ความสามารถในการขดผวใหเรยบ ความตานทานการกดกรอนท�ผว ซ� งจากคณสมบตขางตนหากนาเหลกกลาเคร�องมอกลมทางานเยนหรอทางานรอนมาใชกอาจจะไมไดผลดเทากบการใชงานเหลกกลาท�ใชงานเฉพาะสาหรบกลมน* เทาน*น อยางไรกตาม เหลกกลากลมน* สามารถใชผลตแมพมพงานหลอแบบฉดสาหรบโลหะผสมท�มอณหภมจดหลอมเหลวต�า เชน สงกะส และตะก�วไดเชนกน เหลกกลาแมพมพท�มการใชงานสามารถแบงออกไดเปน 3 กลม คอ

(1) เหลกกลาเคร�องมอสาหรบทาแมพมพพลาสตกกลม Pre-hardened steels เปนกลมท�มคารบอนระดบ 0.20-0.30% มโครเมยม นเกล และโมลบดน�มผสมในระดบปานกลาง เหลกกลากลมน* จะมคณสมบตการกลงไสดมาก โดยในการผลตแมพมพจะนาเหลกมาชบแขงกอนการเจาะหรอตดใหเปนชองวาง และภายหลงทาเปนแมพมพแลวกไมจาเปนตองชบแขงอกสามารถใชงานไดเลย หรออาจทาการชบแขงผวดวยวธคารบไรซ�งเพ�อเพ�มความแขง และการตานทานตอการสกหรอ เกรดท�มนยมนามาใชงาน ไดแก P20 ซ� งเปนเกรดท�มธาตผสมต�า ทาใหการใชงานมขอจากดสาหรบช*นงานขนาดใหญ P20 ยงเหมาะสมสาหรบนาไปใชทาแมพมพงานฉดหลอ (Die casting) โลหะท�มจดหลอมเหลวต�า เชน สงกะส ตะก�ว และดบก อกเกรดท�นยม ไดแก P21 ซ� งผสมนเกล และอะลมเนยม ทาใหในระหวางการอบชบความรอนจะเกดการตกตะกอนของสารประกอบนเกล-อะลมเนยมท�ชวยเพ�มความแขงใหกบโครงสรางช*นงานได ดงน*นเกรดน* จงมคณสมบตทนตอการสกหรอ และมความเหนยวมากกวา P20 ท�ความแขงเดยวกน สาหรบการชบแขงผวเหลกกลาเกรดน*จะไมสามารถทาไดดวยวธคารบไรซ�ง แตจะใชวธไนตรายด*งแทน

12

(2) เหลกกลาเคร�องมอสาหรบทาแมพมพพลาสตกกลม Case hardening steels เปนกลมท�มคารบอนต�าระดบ 0.07-0.10% ดงน*นจงมคณสมบตท�เหมาะสมตอการผลตแมพมพดวยการกด โดยการผลตจะนาเหลกกลามาทาการอบออนกอนการกด แลวจงนาไปชบผวแขง ซ� งอาจทาดวยกระบวนการคารบไรซ�ง หรอไนตรายด*ง (เน�องจากเหลกกลมน* ไมสามารถทาการชบแขงได) สดทายจงนาไปขดผวใหเรยบหรออาจนาไปเคลอบผวดวยโครเมยมแขงเพ�อเพ�มคณสมบตตานทานการกดกรอน เกรดท�นยมใชไดแก P4 และ P6

(3) เหลกกลาเคร�องมอสาหรบทาแมพมพพลาสตกท�ทนการกดกรอนสง ในการใชงานแมพมพท�ตองการคณสมบตทนตอการกดกรอนสงสามารถทาไดโดยการชบผวดวยโครเมยม แตกจะมปญหาท�เกดจากการแตกรอนของช*นเคลอบเม�อนาไปใชงาน ดงน*นจงมการใชเหลกกลาไรสนมชนดมารเทนซตก เชน เกรด 420 440C เปนตน โดยจะใชในสภาวะท�ตองการคณสมบตตานทานการกดกรอนสง เชน การฉดพลาสตกในกลมพวซ อะซเตท (ซ� งอาจทาใหเกด HCl ในระหวางกระบวนการฉดพลาสตก) หรอการงานท�มความช*นสง หรอตองการผวงานท�สวยงาม โดยเหลกกลากลมน* จะมความสามารถในการชบแขงสง ตานทานการกดกรอนไดดเย�ยม ตานทานการเกดออกซเดช�นท�อณหภมสง และมคณสมบตคงรปจากการอบชบความรอนไดด นอกจากน* ยงมการใชงานสาหรบทาแมพมพฉดแกวดวย เชน แผนกระจกบนทว และคอมพวเตอร ซ� งในกระบวนการผลตแกวจะตองการแมพมพท�ตานทานตอการสกหรอสง ตานทานตอการเกดสเกลท�อณหภมสง ความแขงแรงท�อณหภมสง และความสามารถในการขดผวใหเรยบได

2.3 เคร�องจกรกล เคร�องมอและซอฟแวรท�ใชในการผลตแมพมพ

2.3.1เคร�องจกรกลท�ใชในการผลตแมพมพ เคร�องจกรท�ใชในการตดเฉอนโลหะในอตสาหกรรมแมพมพแตละประเภทจะมลกษณะ

คลายคลงกน โดยเคร� องจกรท�มกพบโดยท�วไปในอตสาหกรรมแมพมพสามารถจาแนกไดดงตอไปน*

(1) เคร�องกลง (Lathe) ใชสาหรบข*นรปช*นงานใหมรปรางลกษณะเปนทรงกระบอกโดยช*นงานจะหมน มดกลงจะยดอยกบท�แลวเคล�อนท�เขาหาช*นงาน การกลงใชผลตช*นสวนแมพมพท�มลกษณะเปนทรงกลมเปนสวนมาก เชนปลอกนา เพลานา ปลอกรองรบเพลาดนขบ สลกดนกลบ ปลอกเพลาดนปลด และย งสามารถผลตช*นสวนของเบาและคอรได ในกรณท� เปนรปรางทรงกระบอก ช*นงานท�มรปรางเปนเกลยวนอกและเกลยวใน เชน เกลยวท�ปลายของเพลากระทง สวนเบาหรอสวนคอรท�เปนเกลยว การกลงมหลายวธเพ�อใหไดช*นงานท�มรปรางตามตองการคอ กลงปาดหนา (Facing) เพ�อลดขนาดความยาวของช*นงานพรอมกนน*นกปาดผวหนาใหเรยบ กลงปอก (Turning) เพ�อลดขนาดเสนผานศนยกลางของช*นงาน กลงเรยว (Tapering) เพ�อใหช*นงานม

13

รปทรงเรยวตามตองการ กลงโคงรศม (Curved cutting) เพ�อใหช*นงานมรศมโคง กลงเซาะรอง (Grooving) เพ�อกอใหเกดรองข*นบนช*นงาน กลงตด (Parting off) เพ�อตดแยกช*นงานใหขาดออกจากกน กลงควานรใน (Boring) ใชกบงานทารในขนาดใหญ ปกตมกเร�มตนดวยการเจาะรดวยดอกสวานกอนท�จะทาการควานใหไดขนาดตามตองการ กลงเกลยวนอก (External Threading) เพ�อทาเกลยวนอก กลงเกลยวใน (Internal Threading) เพ�อทาเกลยวใน กลงข*นรป (Forming) ใชข*นรปช*นงานใหมรปรางและขนาดตามตองการ โดยการลบมดใหไดกบรปรางท�จะใชทาการกลง กลงข*นลาย (Knurling) ใชข*นลายบนเน*อวสด สวนใหญใชกบช*นงานท�เปนสวนมอจบเพ�อกนล�น รปเคร�องกลงแสดงในรปท� 2-15

รปท� 2.15 เคร�องกลงมอ (NC)

(2) เคร�องกด (Milling) เปนเคร�องจกรกลท�ใชผลตช*นสวนของแมพมพไดมากมายโดยตดเฉอนแผนแมพมพในลกษณะของการปาดผวดวยมดกดท�มรปทรงตางๆกนใหเปนแองหรอเบาท�ตองการได นอกจากน*การใชมดกดท�มรปฟอรมหนาตดแบบตางๆจะทาใหสามารถกดช*นงานใหมรปรางตามตองการได แตหากตองใชในงานกดท�มรปทรงสามมตจะกระทาไดยากและมกจะพบอยเสมอในการทาเบาและคอรของแมพมพ ดงน*นจงจาเปนตองใชเคร�องจกรท�มการลอกแบบ เชน เคร�องกดลอกแบบและเคร�องกด CNC เปนตน กดผวเรยบ (Plain milling) เพ�อทาใหการลดขนาดของช*นงานและไดผวราบเรยบกดรอง (Slot cutting) เพ�อใหเกดรองส� เหล�ยมข*นบนช*นงาน กดขาง (Side cutting) เพ�อตบแตงของขางของช*นงานใหเรยบ กดเบา (Pocketing) เพ�อกดช*นงานใหเปนหลมลกลงไป กดรปราง (Contouring) เพ�อกดใหไดรปรางโคงเวาตามท�ตองการ

14

รปท� 2.16 เคร�องกดแนวต*ง

(3) เคร�องเจาะ (Drilling) เปนเคร�องท�มใชอยท �วไปเหมาะสาหรบงานท�ไมตองการความละเอยดมาก เชน เจาะรระบบหลอเยน เจาะรรอยสกรสาหรบยดแมพมพ เจาะรทาเกลยว เจาะรสาหรบปลดสลก และสลกดนกลบ สาหรบเคร�องเจาะท�มความเท�ยงตรงสงสามารถใชเจาะรใสปอกนาและเพลานาไดเจาะ (Drill) เพ�อใหไดรตามท�ตองการ การเจาะมหลายลกษณะ คอ การรมเมอร (Ream) เพ�อใหไดรท�มผวเรยบและคาคาดเคล�อนตามท�ตองการ การทาเกลยวใน (Tap) เพ�อทาเกลยวใน การลบมมคม (Chamfer) เพ�อลบมมคมท�ปากรเจาะ การทาบาฉาก (Counter bore)เพ�อทาบาฉากใสหวสกร การทาบาองศา (Counter sink) เพ�อทาบาองศาใสหวสกร

รปท� 2.17 เคร�องเจาะ

15

(4) เคร�องเจยระไน (Grinding) ใชผลตช*นสวนท�ตองสวมประกอบเขาดวยกน เชน ผวของแผนแมพมพ ช*นสวนท�ตองการความเท�ยงตรงสงและมผวสมผสท�เรยบเสมอกน โดยจะทาการเจยรระไนลดขนาดช*นสวนเหลาน* โดยใชหนขดไปทาการตดเฉอนช*นงาน เคร�องเจยระไนมอย 2 ชนด คอ เคร�องเจยระไนราบ (Surface grinding) ใชสาหรบงานเจยระไนผวราบใหเรยบแบนขนานกบเจยระไนผาฉากหรอเจยระไนผวงานใหเปนมมตางๆ

รปท� 2.18 เคร�องเจยระไนราบ

เคร�องเจยระไนกลม (Cylindrical grinding) ใชสาหรบผลตช*นสวนทรงกระบอก สามารถเจยรระไนท*งผวนอกและผวภายในของช*นงานใหมความเท�ยงตรง และคณภาพความละเอยดของผวตามท�ตองการ ดงแสดงในรปท� 2-19

รปท� 2.19 เคร�องเจยระไนกลม

16

(5) เคร�อง NC และ CNC (Numerical Control and Computerized Numerical Control) เปนเคร�องจกรท�ถกควบคมการทางานดวยอนกรมของรหสควบคมเคร�อง รหสประกอบไปดวยตวเลข ตวอกษร และสญลกษณอ�นๆ รหสเหลาน* จะถกแปลงใหเปนสญญาณไฟฟาแลวสงไปกระตนใหมอเตอรและอปกรณตางๆของเคร�องจกรทางานในลกษณะของการเคล�อนท�และการปรบเปล�ยนอตราเรวในการเคล�อนท�รวมถงการทางานอ�นๆ ดวย อนกรมรหสปอนเขาเคร�องจกรเพ�อควบคมเคร�องจกรใหผลตช*นงานตามท�ตองการเรยกวาโปรแกรมช*นงาน (Part Program of Work Piece Program) ความยาวของโปรแกรมจะมากหรอนอยข*นอยกบลกษณะของช*นงานวามความซบซอนของรปรางมากนอยเพยงใด อปกรณท�เปนตวเช�อมระหวางโปรแกรมช*นงานกบเคร�องจกรเรยกวา NC Unit ทาหนาท�ควบคมการทางานของเคร�องจกรน*นๆ และถาเคร�องจกร NC มคอมพวเตอรประกอบเขาไปเพ�อเพ�มสมรรถนะของเคร�องจกรข*นอก ไมวาจะเปนดานการเขยน และตรวจสอบโปรแกรมใหงายข*นเรวข*น การปอนโปรแกรมและการตดตอกบเคร�องท�สะดวกข*น และการควบคมเคร�องโดยผปฏบตงานกบเคร�องท�งายข*นเหลาน* เคร�องจกรน*นๆจะเรยกวาเคร�องจกร CNC และมหลกการทางานดงรป 2-20 โดยเคร�องกด CNC จะมลกษณะดงรป 2-21 และเคร�องกลง CNC จะมลกษณะดงรป 2-22

รปท� 2.20 หลกการทางานเคร�องกด CNC

1. โปรแกรมคอมพวเตอรสาหรบเคร�องซเอนซ 2. แผงควบคมเคร�องซเอนซ 3. ชดแปลงสญญาณไฟฟา

ชดตรวจวดและสง

สญญาณปอนกลบ

เคร�อง CNC ชดแปลงสญญาณไฟฟา

แผงควบคม โปรแกรม

17

4. เคร�องซเอนซ 5. ชดตรวจวดและสงสญญาณปอนกลบไปยงแผงควบคมซเอนซ

รปท� 2.21 เคร�องกด CNC รปท� 2.22 เคร�องกลง CNC ปจจบนไดมการพฒนา เคร�องจกร CNC ใหมสมรรถนะในการทางานท�มความเรวในการ

ตดเฉอนเพ�อข*นรปช*นงาน ท�เรยกวา เคร�องจกร High Speed Machining มาใชในการสรางแมพมพ ซ� งเปนเคร�องจกรท�นามาใชกบเหลกท�มความแขง 60-63 HRc ท�ตองอาศยเคร�องมอตดและชดจบยดเคร�องมอตดใหเหมาะสมกบแตละข*นตอนการผลต เพ�อใหไดแมพมพท�มคณภาพ นอกจากน* การเลอกแบบการเดนของเคร�องมอตด (Tool path) ขอมลการตด และวธการตด กเปนปจจยท�สาคญท�ทาใหการผลตมประสทธภาพมากย�งข*น ทาใหเกดการใช เคร�องจกร High Speed Machining ในงานทาแมพมพอยางแพรหลาย โดยมจดประสงคเพ�อลดตนทนการผลตโดยเฉพาะในงานเกบผวงานละเอยดข*นสดทาย ของช*นงานท�มผานขบวนการชบแขงมาแลว ทาใหประหยดแรงงานในงานขดดวยมอและเวลาประกอบแมพมพใหนอยลง

(6) เคร�องกดโลหะดวยไฟฟา (Electrical Discharge Machining) ท�ปรากฏในรป 2-37 ใชในงานผลตช*นงานท�มรปรางซบซอนท�ทาดวยวธการตดเฉอนท�วไปไดยาก สามารถตดเฉอนช*นงานท�ผานการชบแขงมาแลว ใชผลตสวนเบาของแมพมพ การตดเฉอนโลหะจะใชการกดเซาะทางไฟฟามอเลกโทรดเปนตวนาไฟฟา ขอเสยคอ ในงานท�ตองการความละเอยดจะตองใชตวอเลกโทรดหลายอน และงานท�ซบซอนจะมคาใชจายในการผลตสง

(7) เคร�องตดโลหะดวยไฟฟา (Wire Cutting Machine) ตามในรปท� 2-38 จดเปนเคร�องจกรประเภทเดยวกบเคร�อง EDM แตเปล�ยนจากการใช อเลกโทรดเปนตวตดเฉอนช*นงานมาใชลวดทองเหลองเปนตวตดใหไดรปรางตามตองการในแนวต*ง เคร�อง Wire cut เปนเคร�องท�ตดงานดวยความเท�ยงตรงขนาดสงมาก สามารถควบคมขนาดไดเลกกวา 5 ไมครอน เน�องจากมคาใชจายสงในการทาช*นงานจงเหมาะกบงานท�ตองการความเท�ยงตรงสง

18

รปท� 2.23 เคร�องกดโลหะดวยไฟฟา

2.3.1 เคร�องมอวดละเอยด

ในระหวางการสรางช*นสวนตางๆ ท�เปนสวนประกอบของแมพมพ จาเปนตองมการ

ตรวจสอบขนาดของช*นงานตลอดระยะเวลาการทางาน ดงน*นเคร�องมอวดละเอยดจงมบทบาทใน

การควบคมขนาดของช*นงานใหเปนไปตามแบบงานท�กาหนด สาหรบเคร�องมอวดระเอยดท�ใชเปน

ประจามดงน*

2.3.1.1 ฉาก เปนเคร�องมอวดละเอยดทใชในการตรวจสอบความไดฉากของผวงานท�ผาน

การข*นรปในงานท�เปนรปทรงเหล�ยม

2.3.1.2 เวอรเนยคาลเปอร เปนเคร�องมอวดพ*นฐานท�ผอยในแวดวงการสรางช*นงานท�วไป

ตองมความรในการใชงาน เพราะเวอรเนยคาลเปอรจะเปนเคร�องมอวดละเอยดท�ใชงานครอบคลม

รปทรงทางเรขาคณตของช*นงาน เชน ทรงกระบอก ทรงกลม รปเหล�ยมตาง เปนตน โดยคาความ

ละเอยดของเวอรเนยคาลเปอรน* มคา 0.01 มลลเมตร ซ� งมท*งการอานคาดวยสเกล และอานคาเปน

ตวเลข (Digital display)

2.3.1.3ไมโครมเตอร มการใชงานเชนเดยวกบเวอรเนยคาลเปอร แตความละเอยดของ

สามารถอานไดถง 0.001 มลลเมตร

2.3.1.4เกจวดขนาด เปนเคร�องมอวดละเอยดท�ใชในการเทยบคาของเคร�องมอวดละเอยด

ตวอ�นๆ หรอนามาใชเพ�อการตรวจสอบความถกตองของขนาดช*นงาน สามารถวดคาความละเอยด

ไดถง 0.0001 มลลเมตร นอกจากน* เคร�องมอวดละเอยดบางชนดยงถกนามาใชในการควบคม

19

คณภาพของช*นงาน เชน เกจวดระยะพตของเกลยว เกจวดรศมความโคง นาฬกาวด รวมท*งเคร�องวด

3แนวแกน (Coordinate Measuring Machine) เปนตน

2.4 ประเภทของเช*อพลาสตก 2.4.1 Polyamide (PA) คณสมบตท�สาคญของ PAคอเหนยว,แกรง,ขยายตวไดมาก,ทนตอสารเคม,ทนตอการขดขวน,การขดส,ทนตอความรอนดดซมน* าไดมาก การใชงานของ PA กวางขวางมาก เชน ใชทาแบร�ง บซ เฟอง เกย วาลว ลอจกรยานยนตเปนตน 2.4.2 Polycarbonate (PC) มคณสมบตท�สาคญคอ โปรงใส แขง ทนตอความรอนสง ทนทานตอกรดแตไมทนดาง ทนแรงกระแทกไดด ใชทาขวดนมเดก ถวยชาม สวนประกอบรถยนต กระจกหนาหมวกนกบน แวนตานรภย เลนสกลองถายภาพ หลงคาโปรงแสง เคร�องปองกนอคคภย เคร�องกรองเลอด

2.4.3 Polypropylene (PP) มสมบตเชงกลดมาก เหนยว ทนตอแรงดง แรงกระแทกและทรงตวด มจดหลอมตวท� 165 C ไอน*าและออกซเจนซมผานไดต�า เปนฉนวนไฟฟาท�ดมาก มการนาเอา PP ไปใชงานในลกษณะเดยวกบ (PE) เม�อตองการใหมคณสมบตท�ดข*น (PP) ไดถกนาไปใชงานอยางกวางขวาง ตวอยางเชนถงน* ามน ช*นสวนรถยนต เคร�องใชไฟฟา เฟอรนเจอร ภาชนะเคร�องใชในครวเรอน เปนตน

2.4.4 Polystyrene คณสมบตเดนๆอกคอ มความแขงมาก ไมยดหยน และเปราะ ไมดดความช*นและน* า ไมมรส ไมมกล�น เปนฉนวนไฟฟา มอณหภมกลาสทรานซช�น (Tg) ประมาณ 100 C จงทนความรอนไดต�าถาสมผสกบแสงแดดท�อณหภมสงเปนเวลานานๆ อาจเปล�ยนเปนสเหลองและเกดรอยแตกไดเฉ�อยตvสารเคม ทนตอกรดแกและเบสแก กนการซมผานของกาซไดดไดถกนาไปใชงานอยางกวางขวาง เชน ใชทาอปกรณเคร�องเขยน เคร�องประดบ สนรองเทา กระดม