กรรมวิธีการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์โลหะ

(ก) การทาแบบหล่อจากปูนปลาสเตอร์ (ข) แบบหล่อปนู ปลาสเตอร์

(ข) ชิ้นงานสาเรจ็ จากแบบหล่อปูนปลาสเตอร์
6. แบบหล่อเซรามิกส์ (Ceramic Mold Casting) เป็นการหล่อท่ีมีกระบวนการคล้ายกับการ
หล่อแบบพอกหุ่น (Investment Casting) แต่การหล่อด้วยวิธีน้ีจะใช้วัสดุที่ทนต่อความร้อนท่ีอุณหภูมิสูงได้
บางทีเรียกว่า Cope and Drag Investment Casting เซรามิกส์ท่ีใช้ทาแบบหล่อมีส่วนผสมท่ีสาคัญคือ
เซอคอนละเอียด อะลูมิเนียมออกไซด์ และซิลิก้า พร้อมตัวประสาน เหมาะกับการหล่อเหล็กหรือหล่อโลหะ
ผสม เช่น เหล็กสแตนเลส หรือเหล็กเคร่ืองมือ จะได้ผลิตภัณฑ์ท่ีมีขนาดและความเที่ยงตรงสูง ผิวเรียบ มี
ข้อเสยี คือ ราคาแพง ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ คือ ใบพัด แม่พิมพ์ตัดโลหะ เป็นต้น มีข้ันตอนการทาแบบหล่อดังรูป
ท่ี 6.12

รปู ท่ี 6.12 แบบหล่อเซรามิกส์

6.3 การหล่อแบบถาวร
จากท่ีได้กล่าวมาแล้วในหัวข้อที่ 6.3 จะใช้ทรายเป็นวัสดุท่ีใช้ทาแบบหล่อทั้งหมด และแม้ว่าการหล่อ

ด้วยแบบทรายตามท่ีกล่าวมาแล้วจะสามารถใช้ได้ดีท้ังในกรณีช้ินงานมีขนาดเล็ก ไปจนถึงช้ินงานที่มีขนาด
ใหญ่ และใช้ได้ดีท้ังในกรณี การหล่อโลหะในกลุ่มเหล็ก และโลหะนอกกลุ่มเหล็กก็ตาม แต่ก็มีข้อจากัดอยู่ท่ี
แบบหลอ่ ทท่ี าจากทรายนน้ั สามารถใชง้ านไดเ้ พียงคร้งั เดยี ว ดังน้ันในกรณีที่ต้องการปริมาณช้ินงานมาก ๆ อาจ
ต้องเสียเวลาและค่าใช้จ่ายในการทาแบบหล่อสูง จึงได้มีการนาแบบหล่อถาวร (Permanent Molds) มาใช้
แทนแบบทราย แบบหล่อถาวรจะใช้งานได้ดีในกรณีท่ีต้องการปริมาณช้ินงานมากและขนาดของ ชิ้นงานไม่ได้
โตจนเกินไป การหล่อแบบถาวร (Permanent Molds) มีกระบวนการหล่อหลายกระบวนการ ด้วยกัน
ดังตอ่ ไปนี้

1. การหล่อแบบหลอ่ ถาวรเบื้องตน้ (Basic Permanent Mold Casting)
2. การหลอ่ แบบดายโลหะ (Die Casting)
3. การหล่อแบบหมนุ เหวีย่ ง (Centrifugal Casting)

6.3.1 การหลอ่ แบบหลอ่ ถาวรเบ้ืองตน้
การหล่อแบบหล่อถาวรเบ้ืองต้น (Basic Permanent Mold Casting) ดังรูปที่ 6.13 การหล่อ

วิธี น้ีจะมลี ักษณะการปฏบิ ัติงานเหมือนกับการหลอ่ ดว้ ยแบบหล่อทรายทกุ ประการ แตกต่างกันที่แบบหล่อที่ใช้
เป็นแบบหล่อที่ทาจากโลหะ ซ่ึงเป็นแบบหล่อท่ีใช้งานได้หลายคร้ัง ใช้หล่อได้ทั้งโลหะในกลุ่มเหล็กและโลหะ
นอกกลมุ่ เหลก็ การหล่อโลหะในกลุม่ เหล็กจะมีปัญหาย่งุ ยากมากกว่า เนื่องจากโลหะกลุ่มน้ีมีจุดหลอมเหลว สูง
ซง่ึ จะทาให้แบบหลอ่ ชารุดเสียหายได้ง่าย

รปู ที่ 6.13 การหล่อแบบหล่อถาวรเบอ้ื งตน้

6.3.2 การหล่อแบบดายโลหะ
การหล่อแบบดายโลหะ (Die Casting) การหล่อด้วยวิธีน้ีจะทางานโดยอาศัยเคร่ืองจักร ซึ่ง

ปกติแล้ว จะเป็นเคร่ืองจักรที่ทางานแบบอัตโนมัติเครื่องจักรจะทาหน้าท่ีอัดโลหะหลอมเหลวเข้าสู่แบบหล่อ
และถอดช้ินงานท่ีหล่อเสร็จแล้ว ออกจากแบบหล่อ โดยท่ีแบบหล่อที่ใช้ทาจากโลหะซึ่งนิยมเรียกว่าแบบดาย
(Dies) ความดันที่ใช้ในการอัดโลหะหลอมเหลวเข้าสู่แบบดายจะอยู่ในช่วงประมาณ 0.6-275 เมกะพาสคาล
การหล่อแบบดายโลหะแบ่งออกได้ 3 วิธีคือ การหล่อแบบอ่างร้อน (Hot-Chamber Method) และการหล่อ
แบบอ่างเยน็ (Cold-Chamber Method) การหลอ่ ด้วยแบบโลหะความดันต่า (Low-Pressure Casting) ซ่ึงมี
รายละเอยี ดในการทางานดังนี้

1. แบบอ่างร้อน (Hot-Chamber Machine) การหล่อแบบอ่างร้อน จะใช้เคร่ืองจักรที่มีเตา
หลอม ท่ีใช้สาหรับหลอมละลายโลหะอยใู่ นตวั ดังแสดงในรูปที่ 6.14 นยิ มใช้ในการหล่อโลหะทีม่ จี ุดหลอมเหลว
ต่า (Low-Temperature Alloys) เช่น สังกะสี ดีบุก และตะกั่ว เป็นต้น เหมาะสาหรับการหล่อชิ้นงานท่ีมี
ขนาด ไม่โตมากนักมีนา้ หนกั อยูใ่ นชว่ ง 0.03-40 กโิ ลกรัม ความดันท่ีใช้อยูใ่ นชว่ ง 0.6 - 35 เมกะพาสคาล

รปู ท่ี 6.14 แบบอา่ งร้อน
2. แบบอ่างเย็น (Cold-Chamber Machine) การหล่อแบบอ่างเย็น จะใช้เครื่องจักรที่มี
ลักษณะการทางานตา่ งจากการหล่อแบบอา่ งรอ้ น โดยเครื่องจักรทีใ่ ชส้ าหรับการหล่อแบบน้ีจะไม่มีเตา หลอมที่
ใช้สาหรับหลอมละลายโลหะอยู่ภายในเครื่อง เตาหลอมจะแยกอยู่ต่างหาก เวลาใช้งานจะใช้วิธีนา โลหะ
หลอมเหลวจากเตาหลอมมาปอ้ นลงแบบดายในเคร่อื งจักร ซง่ึ จะมลี ักษณะและขั้นตอนการทางานดัง รูปที่6.15

การหล่อแบบนี้นิยมใช้หล่อโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูง (High-Temperature Alloys) เช่น ทองเหลือง
อะลูมิเนียม และแมกนีเซียม เป็นต้น ความดันท่ีใช้จะสูงกว่าในกรณีการหล่อแบบอ่างร้อน คือ อยู่ในช่วง 39-
150 เมกะพาสคาล เหมาะสาหรบั ช้นิ งานที่มีน้าหนกั ไมเ่ กนิ 38 กิโลกรมั

รปู ที่ 6.15 แบบอา่ งร้อน
3. การหล่อด้วยแบบโลหะความดันต่า (Low-Pressure Casting) การหล่อวิธีน้ีจะใช้แบบหล่อ
ที่ทาจากโลหะและติดตง้ั แบบหล่อไว้เหนือเตาหลอมไฟฟ้าแบบเหนย่ี วนา (Induction Furnace) จากเตาหลอม
ไปยังแบบหล่อมีทางเชื่อมต่อถึงกันเรียกว่า “Stalk” ดังแสดงในรูปที่ 6.16 เตาหลอมติดต้ังอยู่ในห้องปิดท่ีมี
การปอ้ งกนั อากาศรั่วเอาไวอ้ ยา่ งดี ใช้เคร่ืองสูบสุญญากาศ (Vacuum Pump) ดูดอากาศออกจากแบบหล่อจน
หมด แล้วจึงอัดก๊าซเฉื่อยเข้าไปในห้องปิดที่ติดต้ังเตาหลอมอยู่จะทาให้โลหะหลอมเหลวที่อยู่ในเตา หลอมถูก
ดันเขา้ ไปในแบบหล่อ การหลอ่ วิธนี เี้ หมาะสาหรับการผลิตชิน้ งานท่มี นี ้าหนักไมเ่ กนิ 29 กโิ ลกรมั

รปู ที่ 6.16 การหล่อดว้ ยแบบหล่อโลหะความดนั ต่า

6.3.3 การหล่อแบบหมนุ เหวีย่ ง
การหล่อแบบหมุนเหวี่ยง (Centrifugal Casting) แบบหล่อท่ีใช้สาหรับการหล่อแบบน้ีจะติด

ตั้งอยู่บนแกนหมุนท่ีมีตัวขับให้หมุนด้วยความเร็วสูง เมื่อเดินเคร่ืองแบบหล่อจะหมุนด้วยความเร็วรอบสูงใน
ขณะเดียวกันจะป้อนโลหะหลอมเหลวเข้าสู่แบบหล่อ เกิดแรงเหว่ียงกระทาต่อโลหะหลอมเหลวและใช้แรง
เหวี่ยงนี้เป็นตัวผลักดันให้โลหะหลอมเหลวเข้าไปอัดตัวอยู่ในโพรงแบบหล่อ การหล่อประเภทนี้จัดเป็นการ
หล่อท่ีประหยัดค่าใช้จ่ายที่สุดในบรรดาการหล่อแบบถาวรท้ังหมด ถึงแม้จะมีข้อจากัดในเรื่องรูปร่างของ
ชิ้นงานอยู่บ้าง แต่ตราบใดที่ชิ้นงานมีรูปร่างสมมาตรก็สามารถหล่อด้วยวิธีน้ีได้อย่างสะดวก ต้ังแต่ช้ินงานมี
ขนาดเล็กมากไปจนถึงชิ้นงานขนาดใหญ่มีน้าหนักหลายสิบตัน ในกรณีโลหะเจือที่เจือด้วยธาตุหนักอาจจะ มี
ปัญหาในเรอื่ งที่แรงเหวย่ี งจะทาให้ธาตุเจอื แยกตัวออกจากโลหะหลกั ในระหวา่ งการหล่อได้ การหล่อแบบ หมุน
เหวยี่ งสามารถแยกออกได้เป็น 3 แบบ คือ การหล่อแบบหมุนเหว่ียงจริง การหล่อแบบก่ึงหมุนเหวี่ยง และการ
หลอ่ แบบเหวยี่ งหนีศนู ย์

1. การหล่อแบบหมุนเหว่ียงจริง (True Centrifugal Casting) ใช้ในการหล่อช้ินงานท่ีมี
ลักษณะเป็น ท่อกลวงหรือช้ินงานกลวงอ่ืน ๆ ที่มีรูปร่างสมมาตร แกนหมุนของแบบหล่ออาจออกแบบให้อยู่
ในแนวนอนหรือแนวดิ่งก็ได้ ดังรูปท่ี 6.17 ความเร็วที่ใช้ในการหมุนแบบหล่อน้ันจะขึ้นอยู่กับ ขนาดเส้นผ่าน
ศูนย์กลางของชิ้นงานและชนิดของโลหะที่นามาหล่อ แรงที่เกิดจากการหมุนในกรณีที่แกนหมุนของแบบ หล่อ
อยู่ในแนวนอน คือ 65 เท่าของแรงดึงดูดโลก ส่วนในกรณีท่ีแกนหมุนของแบบหล่ออยู่ดิ่งจะใช้แรง เหวี่ยงใน
การหลอ่ ประมาณ 90- 100 เท่าของแรงดงึ ดดู โลก

รปู ท่ี 6.17 การหล่อแบบหมนุ เหวี่ยงจริง

2. การหล่อแบบก่ึงหมุนเหว่ียง (Semi Centrifugal Casting) การหล่อแบบนี้ใช้สาหรับการ
หล่อ ช้ินงานตัน หรือชิ้นงานกลวงแต่มีความหนาของเน้ือโลหะมาก เช่น ล้อ หรือ เฟือง เป็นต้น เนื้อโลหะใน
แต่ละ ตาแหน่งวงหมนุ จะถูกเหว่ียงไปด้วยแรงทีไ่ มเ่ ทา่ กนั ตัวอย่างการหล่อล้อท่ี ดังรูปที่ 6.18 ความเร็วที่ใช้ใน
การ หมนุ แบบหลอ่ จะไมส่ ูงมากนกั ส่วนใหญจ่ ะใชค้ วามเร็วตา่ กวา่ การหล่อแบบหมนุ เหวย่ี งจรงิ

รปู ท่ี 6.18 การหล่อแบบกึ่งหมนุ เหวย่ี ง
3. การหล่อแบบเหวี่ยงหนีศูนย์ (Centrifuging Casting) สามารถหล่อชิ้นงานที่มีรูปร่างใดก็ได้
ไม่จาเปน็ ตอ้ งมรี ปู รา่ งสมมาตรเพียงแต่ต้องนาแบบหล่อของชนิ้ งานหลาย ๆ อั น ม า ว า ง ใ น ต า แ ห น่ ง ที่
สมมาตรแล้วจัดทาช่องทางท่ีจะป้อนโลหะหลอมเหลวให้อยู่ในแนวเดียวกับการหมุนของชุดแบบหล่อ ทั้งหมด
ดังรูปท่ี 6.19

รูปที่ 6.19 การหล่อแบบเหว่ียงหนศี ูนย์

แบบฝึกหัดหนว่ ยท่ี 6

การขึน้ รปู ด้วยกรรมวิธีการหล่อ

คาสั่ง จงตอบคาถามต่อไปนี้ ใหถ้ ูกต้องสมบูรณ์
1. กรรมวิธกี ารหลอ่ โลหะสามารถจาแนกเปน็ กีป่ ระเภท อะไรบ้าง
............................................................................................................................. .................................................
.................................................................................. ............................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................
2. การหล่อแบบไมถ่ าวร และการหลอ่ แบบถาวร แตกต่างกันอยา่ งไร

2.1 การหล่อแบบไม่ถาวร
.................................................................................................................................... ..........................................
......................................................................................... .....................................................................................
............................................................................................................................. .....................................

2.2 การหลอ่ แบบถาวร
............................................................................................................................. .................................................
..............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .....................................
3. กระสวน (Pattern) หมายถึง
............................................................................................................................. .................................................
........................................................................................................................................................................ ......
............................................................................................................................. .....................................
4. กระสวนถอดได้ และกระสวนระเหิด แตกต่างกนั อย่างไร

4.1 กระสวนถอดได้
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .........................................

4.2 กระสวนระเหิด
............................................................................................................................. .................................................
.................................................................................. ....................................................................................
5. ทรายทใี่ ช้ในการทาแบบหล่อสามารถแบ่งออกไดเ้ ป็นก่ชี นดิ และแตล่ ะชนิดแตกต่างกันอย่างไร
...................................................................................... ........................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................................
..............................................................................................................................................................
6. การเลือกขนาดของเม็ดทรายท่ใี ชท้ าแบบหล่อควรพจิ ารณาจากส่ิงใด
............................................................................................................................. .................................................
.................................................................................. ............................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................
7. ไส้แบบท่ใี ช้ในงานหล่อมีหน้าท่อี ยา่ งไร แบ่งเปน็ กช่ี นิด และแตกต่างกันอยา่ งไร
...................................................................................................................................... ........................................
........................................................................................... ...................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................
8. กรรมวธิ ีการหล่อด้วยแบบหลอ่ ทรายอ่นื ท่นี อกเหนอื จากแบบหลอ่ ทรายทีม่ ดี ินเหนยี วเป็นตัวประสาน
ประกอบไปด้วยกระบวนการหลอ่ วธิ ีการหล่อใด
............................................................................................................................. .................................................
..............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................
..........................................................................................................................................................................

9. การหลอ่ แบบหล่อถาวรเบื้องต้นและการหล่อแบบดายโลหะแตกต่างกันอย่างไร
..............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................................
..............................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .............................................
10. การหล่อแบบอ่างร้อนและการหลอ่ แบบอา่ งเยน็ แตกต่างอย่างไร
............................................................................................................................. .................................................
.................................................................................................................................... ..........................................
......................................................................................... .....................................................................................
............................................................................................................................. .................................
......................................................................................................................................... .................................
11. การหล่อแบบหมนุ เหว่ียงจริง การหลอ่ แบบกึง่ หมนุ เหวี่ยง และการหล่อแบบเหวยี่ งหนีศนู ย์ มคี วาม
แตกต่างกันอย่างไร
............................................................................................................................. .................................................
..............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................
..........................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................................
..............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .................................
............................................................................................................................. .............................................

หน่วยที่ 7
การข้นึ รปู ด้วยโลหะผง

บทนา
กรรมวิธีการผลิตช้ินงานจากโลหะผง เป็นการนาเอาผงโลหะมาผลิตเป็นชิ้นงานด้วยการอัดขึ้นรูปให้

ได้รปู ร่างตามตอ้ งการโดยใชก้ ระบวนการทางความร้อนหรืออาจไม่ใช้ก็ได้ ผงโลหะที่ใช้ในการผลิตช้ินงาน ชนิด
หนึง่ น้ันจะประกอบด้วยโลหะผงหลายชนดิ บางครั้งอาจต้องเพิ่มผงของวัสดุท่ีอยู่นอกกลุ่มโลหะ (Nonmetallic
Powder) ลงไปด้วยเพ่ือใช้เป็นสารยึด ทาให้ผงโลหะยึดติดกันดียิ่งข้ึน เช่น ใช้ผงโคบอลต์เป็น สารยึด ผง
ทังสเตนคาร์ไบต์ การผสมผงแกรไฟต์ลงไปในโลหะผงที่ใช้ทาแบริ่ง (Bearing) เพ่ือเพ่ิมสมบัติใน การหล่อล่ืน
เปน็ ต้น

โลหะผงจะมีราคาสูงกว่าโลหะแท่ง ทั้งน้ีเพราะโลหะผงต้องผ่านกระบวนการผลิตท่ีซับซ้อนกว่า
ประกอบกบั การนาโลหะผงมาข้ึนรูปเป็นชิ้นงานนั้นต้องใช้เคร่ืองจักรและแบบดายท่ีมีราคาแพง ดังน้ัน ช้ินงาน
ท่ีผลิตข้ึนด้วยวิธีนี้มักมีราคาแพง จึงเหมาะท่ีจะใช้เฉพาะในกรณีที่การผลิตมีปริมาณมาก และใช้วิธี อื่นไม่ได้
จรงิ ๆ

สาหรับกรรมวิธีการผลิตช้ินงานจากโลหะผง เราอาจจะแยกข้ันการทางานตามกรรมวิธีโลหะผง
ออกเปน็ 4 ขน้ั คือ ขัน้ ผลติ โลหะผง ข้นั ผสมผงโลหะให้เข้ากัน การข้ึนรูปโลหะผงในแบบตามรูปร่างที่ ต้องการ
และอบโลหะผงท่อี ุณหภมู ิตา่ กวา่ จดุ หลอมตัว (Sintering)

7.1 การผลติ โลหะผง
โลหะทุกชนิดสามารถทาให้เป็นผงได้ แต่มีโลหะบางชนิดเท่าน้ันที่ให้ประโยชน์และสามารถนามาอัด

ขน้ึ รปู ได้ดี โลหะสว่ นใหญท่ น่ี ามาแปรรูปโดยวธิ นี ้ไี ด้แก่ เหล็ก ทองแดง และบรอนซ์
ผงโลหะทุกชนิดจะมีลักษณะของสมบัติทางเคมีและทางฟิสิกส์ประจาตัวของมันเอง ส่วนคุณลักษณะ

ทางด้านการผลิตน้ันต่างกันออกไป ดังนั้นการท่ีจะนาผงโลหะดังกล่าวมาใช้งานได้อย่างกว้างขวางน้ัน จึงได้ มี
วิธกี ารผลิตโลหะผงหลาย ๆ วิธี กรรมวิธีในการผลิตโลหะผงที่นิยมมี 3 วิธีด้วยกันคือ กรรมวิธีทางกล กรรมวิธี
ทางกายภาพ และกรรมวธิ ที างเคมี

7.1.1 กรรมวิธที างกล
กรรมวิธที างกล สามารถทาได้ 5 วธิ ีด้วยกันคอื
1. Machining เป็นกรรมวิธีการใช้เครื่องกัดให้เป็นเศษเล็ก ๆ จากโลหะและโลหะผสมต่าง ๆ

บางทีก็ใช้ลกู บอลกดอัด หรอื ใชเ้ ครอ่ื งกลงึ
2. Milling เป็นกรรมวิธผี ลติ ผงโลหะโดยการบด หรือการขูด โลหะที่มีความเปราะส่วนมากจะ

ใช้วิธนี ี้
3. Shotting วิธีน้ีต้องทาโลหะให้เป็นโลหะเหลวเสียก่อน แล้วเทน้าโลหะหลอมเหลวดังกล่าว

ผา่ นตะแกรงทนความรอ้ นทมี่ รี ูเล็ก ๆ ลงไปในนา้ วธิ นี ้ใี ชก้ ับเหลก็ เกอื บทุกชนดิ

4. Granulation เปน็ กรรมวิธที ี่นาโลหะท่ีหลอมเหลวมาเทใส่ภาชนะแล้วกวนอย่างรวดเร็วโดย
ใช้ความเรว็ สงู โลหะที่ถูกกวนก็จะแยกตัวออกมาเป็นอิสระจนกระท่ังแข็งตัว แต่เป็นวิธีที่ไม่ค่อยนิยมมากนักใน
ปัจจบุ ัน

5. Atomization เป็นกรรมวิธีที่เรียกว่า การพ่นเม็ดโลหะ ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย
โดย การพน่ นา้ โลหะให้ตกลงมาเปน็ ผงในสภาพของแขง็ สามารถกระทาได้กับโลหะทุกชนิด ลักษณะการพ่นทา
ได้หลายวิธีดังรูปที่ 7.1 โดย (ก) คือ การใช้แก๊สเป่าด้วยความเร็วสูง (ข) คือ น้าโลหะตกลงมาด้วยแรงดึงดูด
ของโลก ผ่านหัวฉีดลงมาด้วยแรงพ่นของอากาศ (ค) คล้าย (ข) แต่ฉีดด้วยน้าแทนอากาศ และ (ง) ปล่อยน้า
โลหะตกลงมาบนจานหมนุ

รูปท่ี 7.1 ลักษณะการพน่ นา้ โลหะ
7.1.2 กรรมวิธีทางกายภาพ

Electrolytic Deposition Process คือ วิธีแตกตัวของโลหะด้วยไฟฟ้า โดยมากใช้กับโลหะที่
บริสุทธ์ิ กรรมวิธีนี้หากกล่าวโดยสังเขป พอจะสรุปได้ดังน้ี สมมุติว่าต้องการให้เหล็กแตกตัวก็นาแผ่นเหล็ก
แขวนไว้ทางข้ัวบวกและทางข้ัวลบใช้แผ่นสเตนเลสแขวนไว้ เม่ือปล่อยไฟฟ้ากระแสตรงผ่านไปประมาณ 48
ชวั่ โมง แผน่ เหล็กทางขว้ั บวกจะแตกตวั มาเกาะท่ีขั้วลบหนาประมาณ 3/32 นิ้ว เม่ือนาตะกอนของเหล็กนั้น มา
ล้าง มากรองด้วยตะแกรงจึงจะได้ผงโลหะ แต่ผงโลหะท่ีได้จะเปราะจึงจาเป็นต้องนาผงโลหะดังกล่าวไป อบ
อ่อนเสยี ก่อนจงึ จะนาไปใช้

7.1.3 กรรมวิธีทางเคมี
กรรมวิธีน้ีจะเกิดปฏิกิริยาเคมีด้วยสารประกอบโลหะ โดยการลดออกไซด์ เป็นผลให้โลหะถูก

ปลดปล่อยให้เปน็ อสิ ระ จากนน้ั ลดขนาดใหแ้ ตกแยกย่อยเปน็ ผง
7.2 การผสมโลหะผง

การผสมโลหะผง (Blending) ก่อนการนาไปขึ้นรูปมีวัตถุประสงค์เพื่อให้โลหะผงจะได้มีการกระจาย
ตัวทส่ี ม่าเสมอ เพ่มิ สมบัติทางกายภาพ สมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์ท่ีทามาจากโลหะผง และนาตัวหล่อลื่น มา
ผสมเพอ่ื ลดความฝืด

ตวั อยา่ งถังหมนุ ที่ใชใ้ นการผสม ดงั รปู ท่ี 7.2 (ก) ถังทรงกระบอกหมุน (ข) ถังทรงกระบอกภายในมี สก
รูหมนุ (ค) ถงั ทรงกรวยหวั ทา้ ยหมนุ และ (ง) ถังทรงกระบอกภายในมีใบมดี กวาดหมุน

รปู ท่ี 7.2 ตวั อย่างถึงหมนุ ที่ใชใ้ นหารผสม

7.3 การขนึ้ รปู โลหะผง
การขึ้นรูปโลหะผง เป็นการอัดผงโลหะเข้าไปในแบบ หรือเรียกว่าการอัดข้ึนรูป (Compaction) ซึ่ง

กระบวนการนี้นิยมกระทาใน 2 ลักษณะ คือ การอัดข้ึนรูปร้อน (Hot Compaction) และการอัดข้ึนรูปเย็น
(Cold Compaction) ดงั รูปท่ี 7.3

7.3.1 การอดั ข้นึ รปู รอ้ น
การอดั ขึ้นรปู รอ้ น (Hot Compaction) เป็นการอัดข้ึนรูปโลหะผงโดยใช้ความร้อน ซึ่งวิธีการนี้

เรยี กวา่ การอัดสมดุลร้อน (Hot Isostatic Pressing) หรือ HIP โดยใช้ความร้อนท่ีอุณหภูมิประมาณ 1,100°C
และความดันจากก๊าซเฉ่ือยประมาณ 100 MPa วิธีการน้ีจะทาให้การยึดเกาะของอนุภาค คุณสมบัติทางกล
และความหนาแนน่ สมา่ เสมอดี ดงั รูปที่ 7.4

รปู ที่ 7.4 การอัดขนึ้ รูปผงแบบการอัดสมดุลรอ้ น
7.3.2 การอัดขึ้นรูปเย็น

การอัดขึ้นรูปเยน็ (Cold Compaction) เป็นการอดั ขน้ึ รูปโลหะผงโดยใช้การใช้แรงในการอัดที่
สูง ซึ่งวิธีการนี้มีวิธีการหลายรูปแบบ คือ การอัด (Pressing) การอัดสมดุลเย็น (Cold Isostatic Pressing)
หรือ CIP การรีดข้ึนรูปโลหะผง (Rolling) การดันขึ้นรูปโลหะผง (Extrusion) การตีขึ้นรูปโลหะผง (Forging)
และ การฉีดข้นึ รูปโลหะผง (Injection Molding)

1. การอัด (Pressing) ผงโลหะจะถูกนาไปอัดในแบบดายซึ่งจะทามาจากเหล็กกล้าภายใต้
ความดันประมาณ 14- 1400 MPa ผงโลหะอ่อนสามารถอัดได้อย่างรวดเร็วและไม่ต้องใช้ความดันสูงมากนัก
แต่ถ้าเป็นผงโลหะแข็งกระบวนการจะช้าลงและต้องใช้ความดันสูง ความหนาแน่นและความแข็งของ ชิ้นงาน
จะขึ้นอยู่กับ ความดันท่ีใช้ในขณะเดียวกันค่าใช้จ่ายในกระบวนการผลิตจะสูงข้ึนตามค่าความดันที่ ใช้ด้วย
ความหนาแน่นสุดท้ายของชิ้นงานที่ได้จะมีค่าเปลี่ยนแปลงตามความดัน การอัดผงโลหะให้เป็น ช้ินงานทาได้
หลายวธิ ี เช่น การใชห้ วั ตอกเจาะ (Punch) และแบบดาย (Die) ดงั รูปที่ 7.5

รูปท่ี 7.5 การอัด
2. การอัดสมดุลเย็น (Cold Isostatic Pressing) หรือ CIP เป็นการขึ้นรูปโดยท่ีผงโลหะอยู่ใน
วัสดทุ มี่ คี วามยดึ หยุ่น เช่น ยาง พวี ซี ี ยูรเิ ทน เป็นต้น ดังรปู ท่ี 7.6 จากนั้นอัดด้วยแรงดันของของไหล
ประมาณ 400 ถงึ 1,000 MPa วิธีนม้ี ขี อ้ ดีคือค่าใช้'จ่ายต่า และความหนาแน่นสม่าเสมอ

รูปที่ 7.6 การอัดสมดลุ เยน็
3. การรีดข้ึนรูปโลหะผง (Roiling) ผงโลหะถูกนามาบังคับให้เคล่ือนตัวผ่านช่องว่างระหว่าง
ลูกกล้ิง ดังรูปท่ี 7.7 จากนั้น จะถูกลูกกลิ้งรีดออกมาเป็นเส้นยาวหรือเป็นแผ่นบางในอัตราความเร็ว ประมาณ
0.5 เมตรตอ่ วินาที กระบวนการนี้อาจกระทาที่อุณหภูมิห้องหรืออุณหภูมิสูงกว่าได้วิธีการนี้นิยม ใช้ในการผลิต
โลหะแผน่ บางสาหรบั งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนิกส์

รปู ท่ี 7.7 การรีดข้นึ รูปโลหะผง
4. การดันขึ้นรูปโลหะผง (Extrusion) เป็นวิธีท่ีได้รับความนิยมแพร่หลายมาก โดยการนาผง
โลหะใส่ภาชนะทีอ่ ยูใ่ นสภาวะสญุ ญากาศท่ีให้ความรอ้ น แล้วดนั ผงโลหะผา่ นแม่พิมพจ์ นได้ช้ินงานตาม ต้องการ
ดังรูปท่ี 7.8

รูปท่ี 7.8 การดนั ขนึ้ รปู โลหะผง
5. การฉีดข้ึนรูปโลหะผง (Injection Molding) เป็นการนาผงโลหะมาผ่านความร้อนแล้วฉีด
ขน้ึ รูปในแม่พิมพ์ ดังรูปที่ 7.9 ในกระบวนการนี้นอกจากจะมีผงโลหะแล้วยังมีส่วนผสมของโพลิเมอร์อยู่ตั้งแต่
50% ถึง 85% (โดยปรมิ าณ)

รปู ท่ี 7.9 การฉีดขน้ึ รูปโลหะผง

7.4 การอบผลึก
การอบผลึก (Sintering) หรือการอบโลหะผงที่อุณหภูมิต่ากว่าจุดหลอมตัว เป็นกระบวนการที่ให้

ความร้อนแก่ช้ินงาน วิธีน้ีทาให้ผงโลหะน้ันติดกันด้วยการยึดเหน่ียวของแรงโดยช้ินงานท่ีผ่านการอัดมาแล้ว
ตอ้ งให้ความรอ้ นเขา้ ส่ใู นช้นิ งานน้ีให้มาก เพ่อื จะได้ดึงให้ช้ินส่วนน้ียึดติดกันได้ดีข้ึน สาหรับอุณหภูมิที่ใช้ใน การ
อบนต้ี อ้ งตา่ กวา่ จุดหลอมละลายของผงโลหะน้ัน ๆ ดังตารางที่ 7.1

ตารางที่ 7.1 อุณหภูมแิ ละเวลาในการอบยึดโลหะแตล่ ะชนดิ

วสั ดุ อุณหภูมิ (C°) เวลา (นาที)
10-45
ทองแดง, ทองเหลือง, บรอนซ์ 760-900 8-45
30-15
เหลก็ และเหลก็ -แกรไฟต์ 1,000-1,150 30-60
120-150
นิกเกลิ 1,000-1,150 10-600
20-30
สแตนเลส 1,100-1,290 120
480
Alnico (โลหะผสมระหวา่ ง Fe , Ni , Al , Co) 1,200-1,300 480

เฟอรไ์ รท์ 1,200-1,500

ทังสเตนคารไ์ บต์ 1,430-1,500

โมลิบดนิ มั 2,050

ทังสเตน 2,350

แทนทาลมั 2,400

การทา Sintering จะทาให้รูพรุนหรือช่องว่างภายในชิ้นงานลดลง ทั้งน้ีเน่ืองจากการเคล่ือนย้าย
อะตอม ของโลหะ ดงั รูปท่ี 7.10

รปู ที่ 7.10 ตัวอยา่ งอะตอมก่อนและหลงั ทา Sintering

จากตารางที่ 7.1 จะเห็นว่าอุณหภูมิที่ใช้ในการอบผนึกโลหะบางชนิดอยู่ในช่วงท่ีสามารถใช้เตาอบ
สาหรับงานอุตสาหกรรมทั่วไปที่มีขายในท้องตลาดได้ แต่โลหะบางชนิดต้องใช้อุณหภูมิสูงมาก ส่วนในเร่ือง

ของเวลาทีใ่ ช้ในการอบผนึกน้ันก็มีต้ังแต่ใช้เวลาน้อย ๆ คือใช้เวลาประมาณ 10-45 นาที สาหรับโลหะใน กลุ่ม
เหล็กและโลหะในกลุ่มทองแดง แต่การอบผนึกโลหะบางชนิดต้องใช้เวลานานหลายช่ัวโมง เช่น ทังสเตน และ
แทนทาลมั (Tantalum) เป็นต้น

เตาอบท่ีใช้ในการอบผนึกช้ินงานที่ทาจากโลหะผงน้ันมีอยู่หลายแบบ แต่ในปัจจุบันน้ีถ้าเป็นการผลิต
ทม่ี ปี ริมาณมาก ๆ จะนิยมใชเ้ ตาอบแบบต่อเนื่อง ดังรูปที่ 7.11

รูปท่ี 7.11 เตาอบท่ใี ชท้ า Sintering
7.5 วิธปี รับปรุงคุณสมบัติงานโลหะผง

ชน้ิ งานท่ีแล้วเสร็จจากกระบวนการอบผลึกโดยสมบูรณ์แล้วน้ัน อาจยังมีคุณสมบัติพื้นฐานด้าน ความ
แข็ง ความเหนียว หรอื ยงั มภี าระการรับแรงไดต้ า่ จาเป็นต้องนามาปรับปรงุ พัฒนาให้มีคุณสมบัติต่อ การใช้งาน
ไดส้ ูงขึน้ ซงึ่ สามารถทาได้หลายวธิ ี กล่าวคอื

7.5.1 โดยการชุบแขง็
ในกรณีเป็นช้ินงานโลหะเหล็กซินเตอร์จะทาการจุ่มอาบคาร์บอน (Carburization) ในอ่างผง

ถ่าน เพื่อทาให้ผิวแข็ง โดยจะกระทากับชิ้นงานที่มีความหนาแน่นสูง จากนั้นนา ชิ้นงานน้ันไปผ่านวิธีชุบแข็ง
อีกคร้งั หน่งึ

7.5.2 โดยการอบด้วยไอนา้
โดยการนาชน้ิ งานประเภทโลหะเหล็กซินเตอร์ เข้าในระบบไอน้าที่มีอุณหภูมิสูง ประมาณ 500

องศาเซลเซียส เป็นเวลานาน 1 - 2 ชั่วโมง ซ่ึงจะก่อให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นท่ีผิวงาน เป็นการเพิ่มความ
แข็งของผิว และทนทานตอ่ การกัดกร่อนได้ดีขน้ึ

7.5.3 โดยกรรมวธิ กี ัลวาไนซงิ (Galvanizing)
ในกรณีท่ีเป็นเหล็กกล้าซินเตอร์ และมีค่าความหนาแน่น สูงถึง 7.2 กก/ดม3 จะนาชิ้นงานจุ่ม

ลงในอา่ งของเหลว จะทาให้เกิดการแทรกซึมของของเหลวเข้าในเน้ือพรุน ทาให้สามารถทนการกัดกร่อน การ
เสยี ดสไี ดม้ ากข้นึ

7.5.4 โดยวธิ ีการอลิ ฟินเตรช่นั (Infiltration)
วิธีการอิลฟินเตรช่ันเป็นวิธีการจุ่มชิ้นงานโลหะซินเตอร์ลงในของเหลว ของโลหะ ท่ีมีจุด

หลอมเหลวต่า หรือในเรซินของพลาสติก หรือโดยการนาช้ินงานโลหะเหล็กซินเตอร์ที่มีสภาพ พรุนประมาณ
25 เปอร์เซ็นต์ จมุ่ ลงสารน้ามัน จะได้ชิน้ งานทม่ี สี ภาพเหมาะเป็นวัสดุแบริ่ง มีค่าความเหนียว มากขึ้น แต่วิธี นี้
จะทาใหข้ นาดของช้นิ งานเปล่ยี นแปลงไดบ้ ้างเลก็ น้อย

แบบฝึกหัดหนว่ ยที่ 7

การข้นึ รปู ดว้ ยโลหะผง
คาสง่ั จงตอบคาถามต่อไปน้ี ให้ถูกต้องสมบรู ณ์
1. สาเหตใุ ดจงึ ตอ้ งขน้ึ รูปชนิ้ งานหรือผลติ ภัณฑด์ ้วยโลหะผง
............................................................................................................................. .................................................
.................................................................................. ............................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................................
..........................................................................................................................................................
2. Atomization หมายถึงกรรมวธิ ใี ด
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................................................................ ..
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .............................
3. กระบวนการขนึ้ รูปโลหะผง เป็นการอดั ผงโลหะเข้าไปในแบบ หรอื เรียกว่าการอัดขน้ึ รูป (Compaction)
นยิ มกระทากี่แบบ อะไรบา้ ง
............................................................................................................................. .................................................
.................................................................................. ............................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................................
..........................................................................................................................................................
4. การอัดขึ้นรูปร้อน (Hot Compaction) และการอดั ขน้ึ รปู เย็น (Cold Compaction) แตกต่างกันอย่างไร
..............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................................
..............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .............................

5. กระบวนการ Sintering คืออะไร
............................................................................................................................. .................................................
.................................................................................. ............................................................................................
............................................................................................................................. .....................................
6. วิธีปรบั ปรุงชนิ้ สว่ นทีผ่ ลิตจากโลหะผงใหม้ ีคุณสมบัตติ ่อการใชง้ านได้สูงขึ้น ประกอบดว้ ยอะไรบา้ ง
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................................
..............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .............................
..............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .................................................
..............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................. .............................

หน่วยท่ี 8
การข้นึ รปู ด้วยกรรมวิธีทางไฟฟา้ และเคมี

บทนา
การข้ึนรูปด้วยกรรมวิธีทางไฟฟ้าและทางเคมี เป็นกรรมวิธีการผลิตแบบพิเศษหรือเรียกอีกอย่างหน่ึง

ว่า กรรมวิธีการผลิตแบบไม่คายเศษ (Non-Traditional Machining : NTM) ท่ีนามาเพื่อกาจัดเนื้อวัสดุออก
ด้วยการใช้กระแสไฟฟ้าช่วยในการกัดกร่อน หรือการใช้การกัดกร่อนของสารเคมีเข้ามาช่วยในการปฏิบัติการ
ซ่งึ จะไม่เหมือนกบั เคร่ืองมอื กลทัว่ ไปที่จะต้องใช้คมมดี หรือคมตัดเข้ามากาจัดเนื้อวัสดุโดยตรง ชิ้นงานท่ีได้ จาก
การข้ึนรูปด้วยวิธีทางไฟฟ้าและทางเคมีจะความเรียบสูง หรือขนาดมีความถูกต้อง ชิ้นงานบอบบางท่ีไม่
สามารถทนแรงจับยดึ และแรงตดั ของเครื่องกาจดั เศษวัสดโุ ดยทัว่ ไปได้ สามารถสร้างช้ินงานท่ีไม่มีความเค้น คง
คา้ งหรือเกิดครบี หรือตาหนิบนชนิ้ งาน

8.1 การขึน้ รปู ดว้ ยกรรมวิธที างไฟฟา้
การข้ึนรูปด้วยกรรมวิธีทางไฟฟ้า หรือกรรมวิธีการกัดเซาะข้ึนรูปโลหะด้วยตัวนาไฟฟ้า เป็นกรรมวิธี

การผลิตท่ีนามาเพื่อกาจัดเน้ือวัสดุออกด้วยเทคนิคพิเศษต่าง ๆ อีกวิธีหน่ึง ซ่ึงอยู่ในกลุ่มของกรรมวิธีการ ผลิต
แบบไมค่ ายเศษ (Non-Traditional Machining: NTM) โดยการข้ึนรูปด้วยกรรมวิธีทางไฟฟ้าเป็นการ กัดเซาะ
ข้นึ รูปโลหะด้วยตวั นาไฟฟา้ ทก่ี ระทากับส่วนหน่ึงส่วนใดของช้ินงาน จนทาให้วัสดุส่วนน้ันหลอม ละลายไปและ
เหลือเป็นช้ินงานท่ีต้องการเท่าน้ัน โดยกระบวนการกัดเซาะขึ้นรูปโลหะด้วยตัวนาไฟฟ้าแบ่ง ออกได้เป็น 2
ประเภท คือ การกัดเซาะขึ้นรูปโลหะด้วยอิเล็กโทรด (Electric Discharge Machining: EDM) และการกัด
เซาะข้นึ รูปโลหะดว้ ยลวดไฟฟ้า (Wire Electric Discharge Machining: Wire EDM)

8.1.1 การกัดเซาะข้ึนรปู โลหะด้วยแทง่ อเิ ล็กโทรด
การกัดเซาะข้ึนรูปโลหะด้วยแท่งอิเล็กโทรด (Electrical Discharge Machining: EDM) ใช้

หลักการสปารค์ ของกระแสไฟฟ้ากระแสตรง ผา่ นช่องว่างที่เรียกว่า Interelectrode Gap เพื่อทาให้โลหะ เกิด
การหลอมละลายและหลดุ ออกไปจากผวิ ชิ้นงาน และเพื่อใหก้ ารสปารค์ เกิดขึ้นได้ จะต้องมีสารละลายท่ี ไม่เป็น
ส่ือไฟฟ้า หรือสารละลาย Dielectric มาหล่อเล้ียงบริเวณที่เกิดการสปาร์คข้ึนในการสปาร์คของกระ แสไฟน้ี
จะทาให้เกิดหลุมขนาดเล็ก (Crater) ข้ึนเป็นจุด ๆ และเมื่อการสปาร์คเกิดขึ้นเป็นจานวนมาก หลุมก็ จะ
กลายเป็นช่องท่ีถูกสปาร์คให้หลอมละลายไป กลไกการกาจัดเศษวัสดุประเภทน้ีจัดเป็นประเภทท่ีเรียกว่า
Spark Erosion ดงั รูปท่ี 8.1

รปู ที่ 8.1 หลงั การกดั เซาะขึน้ รปู โลหะด้วยอเิ ลก็ โทรด

รปู ที่ 8.2 เครื่องกดั เซาะข้นึ รปู โลหะด้วยอเิ ลก็ โทรด
การประยุกต์ใช้งานด้วยกรรมวธิ ีนี้นยิ มใช้ในการทาเครื่องมือในขัน้ ตอนการผลติ อ่ืน ๆ เช่น
แบบหล่อ (Mold) สาหรับทาแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก แบบหล่องานอัดรีด ดึงข้ึนรูป หรือแม่พิมพ์ตีอัด ในการทา
แผ่นโลหะ เป็นต้น นอกจากนั้นก็อาจนามาผลิตเป็นช้ินงานผลิตภัณฑ์ เช่น การทาช้ินงานบอบบางที่ใช้การ
ผลิตโดยวิธีท่ัวไปไม่ได้ การเจาะรูหรือช่องในชิ้นงานซับซ้อน หรือแม้แต่การปฏิบัติงานสาหรับวัสดุแข็งหรือมี
คุณสมบตั เิ ฉพาะตัวอนื่ ๆ ทก่ี ารใช้กรรมวธิ โี ดยท่ัวไปไมส่ ามารถทาได้ตามความต้องการ

8.1.2 การกัดเซาะข้ึนรูปโลหะดว้ ยลวดไฟฟ้า
การกัดเซาะข้ึนรูปโลหะด้วยลวดไฟฟ้า (Wire Electric Discharge Machining : Wire EDM)

เป็นระบบในอีกรูปแบบหนึ่งท่ีใช้หลักการเช่นเดียวกับ EDM เป็นการนาเอาเส้นลวดไฟฟ้ามาใช้เป็นอิเล็กโทรด
เพ่อื ทาหนา้ ที่ในการสปารค์ ชนิ้ งาน ลวดทนี่ ามาใชส้ ว่ นใหญจ่ ะมเี สน้ ผ่าศูนย์กลางประมาณ 0.002 ถึง 0.01 นิ้ว
และมีความคาดเคลื่อนไม่เกิน 0.0002 นิ้ว กรรมวิธีมักถูกนาไปใช้ในการทาแบบหล่อ หรือ อุปกรณ์งานขึ้นรูป
เช่นกัน รวมไปถึงการทาชิน้ งานที่ต้องการขอบงานที่ซบั ซ้อน มีรัศมีของมุมขนาดเล็ก หรือ การทาโครงสร้างที่มี
ลักษณะคลา้ ยกับงานฉลุ เปน็ ตน้ ดังรูปท่ี 8.3

รปู ที่ 8.3 หลังการกัดเซาะข้นึ รปู โลหะด้วยลวดนาไฟฟา้

รูปท่ี 8.4 เครอื่ งกัดเซาะขน้ึ รปู โลหะด้วยลวดนาไฟฟา้
การประยุกต์ใช้กรรมวิธีการผลิตนี้เหมาะสาหรับการทาชุดเครื่องมือในงานอัดข้ึนรูป
(Stamping Die) เพราะต้องอาศัยความละเอียดอ่อนในการทาการตัดของและรูปทรงเฉพาะของส่วน Punch
และ Die อาจนาไปใช้ในการทาเคร่ืองมอื อ่ืน ๆ ท่ตี ้องการทาขอบที่ซับซ้อนและต้องการความ เท่ียงตรงสูง เช่น
เครือ่ งมอื ทน่ี าไปใชใ้ นงานกลงึ แบบแม่พมิ พง์ านอดั ฉีดข้นึ รปู หรอื แบบพมิ พ์แผ่น เปน็ ต้น

8.2 การขน้ึ รปู ดว้ ยกรรมวิธที างเคมี
การข้ึนรูปด้วยกรรมวิธีทางเคมี เป็นกรรมวิธีการผลิตท่ีนามาเพ่ือกาจัดเนื้อวัสดุออกด้วยเทคนิคพิเศษ

ต่าง ๆ อีกวิธีหน่ึง ซึ่งอยู่ในกลุ่มของกรรมวิธีการผลิตแบบไม่คายเศษ (Non-Traditional Machining : NTM)
โดยการขึ้นรปู ด้วยกรรมวธิ ีท่ีใช้สารเคมีที่มีความสามารถในการกัดกร่อน (Chemical Enchants) วัสดุ ช้ินงาน
น้ันได้โดยเป็นการควบคุมการกัดเฉพาะจุด ซึ่งให้วัสดุเร่ิมต้นกลายมาเป็นชิ้นงานได้ ท้ังนี้ต้องมีส่วน ปกคลุม
(Mask) สาหรับพืน้ ท่ีบนชนิ้ งานทไ่ี ม่ตอ้ งการใหเ้ กดิ การกัดกรอ่ นดว้ ย สาหรับกระบวนการกัดกร่อน ด้วยสารเคมี
ประกอบดว้ ยกระบวนการต่าง ๆ ดังน้ี

8.2.1 กระบวนการกดั กร่อนดว้ ยสารเคมี
กระบวนการกัดกร่อนด้วยสารเคมี (Chemical Machining : CHM) เป็นระบบการกัดกร่อนที่

ใชว้ ัสดุประเภทกรด (Etchant) กาจัดเศษวสั ดอุ อกจากชิ้นงาน โดยเป็นการกัดเฉพาะจุด กลไกการกาจัดเศษ ก็
คือปฏิกริ ยิ าเคมรี ะหว่างกรดกับวัสดขุ องช้ินงานนนั้ ซ่ึงจะเป็นผลให้เน้ือวัสดุเกิดการกัดกร่อนและละลายไป กับ
สารเคมนี ้ัน ข้ันตอนการปฏบิ ตั งิ านโดยท่วั ไปของการกาจดั เศษวิธีนี้คือการป้องกันบริเวณที่ไม่ต้องการให้ ถูกกัด
กรอ่ นด้วยวัสดุปกป้อง (Maskant) และนาชิ้นงานนี้ไปให้สัมผัสกับสารเคมีให้ส่วนที่ไม่ได้รับการ ปกป้องน้ันกัด
กรอ่ นไปตามขนาดและปรมิ าณทต่ี ้องการ ดงั รปู ท่ี 8.5

รปู ท่ี 8.5 หลกั การกัดกร่อนด้วยสารเคมี

รูปที่ 8.6 การกดั กรอ่ นด้วยสารเคมี

ข้ันตอนทนี่ ยิ มนามาใช้ในการคลมุ พนื้ ทท่ี ไ่ี มต่ อ้ งการให้เกิดการกดั กรอ่ นนัน้ คอื การใช้ ประโยชน์
ของระบบรังสียูวี ซึ่งในระบบน้ีจาเป็นต้องใช้สารกันแสงหรือ Photoresists เข้ามาใช้เสมือนเป็น หน้ากาก
ให้กับบริเวณผิวช้ินงานนั้น โดยสารกั้นแสงน้ีจะนาไปคลุมให้ทั่วชิ้นงาน และเม่ือส่วนที่ใช้เป็น บริเวณกันกรดก็
จะถกู ฉายดว้ ยรงั สยี วู ี ซ่ึงด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัวของสารตวั น้ี เมือ่ โดนรังสียูวี จะทา ปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงจาก
ของไหลเป็นของแข็งที่สามารถป้องกันการกัดกร่อนจากกรดท่ีใช้ในการกัดกร่อน ด้วยปฏิกิริยาเคมีได้
กระบวนการท่ีใช้สารกั้นแสงและรังสียูวีนี้จะถูกเรียกว่าเป็น การกาจัดเศษแบบ Photochemical Machining
(PCM) ดังรูปท่ี 8.7

รปู ที่ 8.7 การกาจัดเศษแบบ Photochemical Machining
8.2.2 กระบวนการกัดกรอ่ นดว้ ยไฟฟา้ เคมี

กระบวนการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี (Electrochemical NTM Processes : ECM) เป็น
กรรมวิธีที่ใช้ทั้งปฏิกิริยาไฟฟ้าและเคมีควบคู่กันเพ่ือกาจัดเศษวัสดุ ซ่ึงต้องมีสารละลาย Electrolyte เป็น
ส่ือกลางท่ีทาให้เกิดการกัดกร่อนได้ และจาเป็นต้องมีการต่อขั้ววงจรไฟฟ้ากับช้ินงานและเครื่องมือท่ีจะนามา
ประกอบในการกาจัดเศษวสั ดุ โดยจะตอ่ ขัว้ บวก (Anode) กบั ตัวช้นิ งาน และขว้ั ลบ (Cathode) ไว้ท่ี เครื่องมือ
ทัง้ น้ชี ิ้นงานและชุดอปุ กรณต์ อ้ งสามารถนาไฟฟ้าได้ ดังรูปท่ี 8.8

รูปท่ี 8.8 กระบวนการกดั กร่อนด้วยไฟฟา้ เคมี
นอกจากจะชว่ ยในการเกิดปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีแล้ว สารละลาย Electrolyte ยังช่วยพาเศษวัสดุ
ทถ่ี ูกกัดกรอ่ นน้ันออกไปจากผิวชิ้นงานด้วยและกันไม่ให้เศษวัสดุเกาะติดที่เคร่ืองมือซึ่งเป็นข้ัวลบได้ ร่องท่ี เกิด
จากการกดั กร่อนดว้ ยปฏิกริ ยิ าไฟฟา้ เคมีนี้จะมีรูปร่างเป็นช่องลงไปตามลักษณะของชุดเคร่ืองมือและ ความเร็ว
ในการกัดกร่อนขึ้นอยู่กับการป้อนช้ินงานกับชุดเคร่ืองมือและค่าตัวแปรของกระแสไฟฟ้าและ สารละลาย
สาหรบั กระบวนการทางานของ ECM มีดงั น้ี
8.2.3 กระบวนการเจาะรขู นาดเล็กดว้ ยไฟฟ้าเคมี
กระบวนการเจาะรูขนาดเล็กด้วยไฟฟ้าเคมี (Electrochemical Hole Machining) เป็น
กรรมวิธี ท่ีพัฒนาเพื่อการเจาะรูหรือช่องขนาดเล็กที่ต้องการความแม่นยาสูง เช่น ในการเจาะรูระบายความ
รอ้ น

รปู ที่ 8.9 การเจาะรขู นาดเล็กด้วยกระบวนการไฟฟา้ เคมี

8.2.4 กระบวนการเจยี ระไนดว้ ยไฟฟ้าเคมี
กระบวนการเจียระไนด้วยไฟฟ้าเคมี (Electrochemical Grinding : ECG) เป็นการประยุกต์

หลกั ทางไฟฟ้าเคมเี พอ่ื งานเจยี ระไน โดยใหเ้ กดิ การกดั กร่อนข้ึนท่ีช้ินงานท่ีถูกจับยึดไว้และชุดเจียระไนท่ีอยู่ บน
แป้นหมุน ดงั รปู ท่ี 8.10

รปู ที่ 8.10 หลักการเจยี ระไนดว้ ยกระบวนการไฟฟ้าเคมี
8.2.5 กระบวนการกาจัดเศษครีบด้วยไฟฟา้ เคมี

กระบวนการกาจัดเศษครีบด้วยไฟฟ้าเคมี (Electrochemical Deburring : ECD) จะเป็นการ
ประยุกต์ใช้ระบบ ECM เพ่ือการกาจัดเศษครีบหรือขอบชิ้นงานที่ไม่เรียบตามรูเจาะต่าง ๆ ท่ีอาจเกิดจากงาน
เจาะจากกรรมวิธีการผลติ โดยทว่ั ๆ ไป ดงั รปู ท่ี 8.11

รปู ท่ี 8.11 หลกั การกาจัดเศษครบี ดว้ ยกระบวนการไฟฟา้ เคมี

แบบฝกึ หดั หนว่ ยที่ 8

การข้นึ รูปด้วยกรรมวิธที างไฟฟ้าและทางเคมี
คาสง่ั จงตอบคาถามต่อไปนี้ ใหถ้ ูกต้องสมบูรณ์
1. จงอธบิ ายหลักการของกระบวนการกดั เซาะขึ้นรปู โลหะด้วยแทง่ อิเลก็ โทรดใหถ้ ูกต้อง

1.1 EDM ยอ่ มาจาก .............................................................................................................................
............................................................................................................................. .............................................

หมายถึง ..............................................................................................................................................
1.2 หลักการทางานของ EDM คอื .......................................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
......................................................................................................................................... .....................................
.............................................................................................. ....................................................................
2. จงอธบิ ายหลักการของกระบวนการกดั เซาะข้ึนรปู โลหะด้วยลวดไฟฟา้ ให้ถูกต้อง
2.1 Wire EDM ย่อมาจาก ....................................................................................................................
............................................................................................................................. .............................................
หมายถึง ..............................................................................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................. .........................................
2.2 หลกั การทางานของ Wire EDM ....................................................................................................
............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................................................ ..........
........................................................................................................................ ..................................................
3. จงบอกหลักการของกระบวนการกดั กร่อนดว้ ยสารเคมีใหถ้ กู ต้อง
3.1 การกดั กรอ่ นด้วยสารเคมี เป็นการกดั กร่อนด้วยสารเคมปี ระเภทใด .............................................
3.2 ข้นั ตอนการปฏบิ ัติงานโดยทัว่ ไปของการกาจดั เศษวิธนี ีค้ ือ ..........................................................
............................................................................................................................. .............................................
3.3 การคลุมพน้ื ทีท่ ่ีไมต่ ้องการใหเ้ กิดการกดั กร่อน คือการใชร้ ะบบ ..................................................

ซงึ่ ในระบบใชเ้ สมือนเปน็ หน้ากากให้กับบรเิ วณผวิ ชนิ้ งานน้ัน

4. จงบอกหลกั การของกระบวนการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้า เคมีให้ถกู ต้อง
4.1 หลักการของกระบวนการกดั กร่อนด้วยไฟฟ้า เคมีเปน็ การใชป้ ฏกิ ิรยิ า .........................................
และ ......................................................... ควบคมุ กนั เพอ่ื กาจดั เศษวสั ดุ
4.2 ปฏกิ ิรยิ าเคมีมสี ารละลาย ................................................... เป็นส่อื กลางทที่ าใหเ้ กิดการกัดกร่อน
4.3 ปฏิกิรยิ าไฟฟา้ จะตอ่ ขว้ั ........................ กบั ตัวช้นิ งาน และข้ัว ...................... ไวท้ เ่ี ครื่องมือ ทงั้ น้ี
ช้นิ งานและชดุ อปุ กรณ์ต้องสามารถนาไฟฟ้าได้
4.4 หลกั การกระบวนการเจาะรูขนาดเล็กดว้ ยไฟฟา้ เคมี เป็นกรรมวธิ ที ่ีพฒั นาเพ่อื .............................

........................................................................................................ ..................................................................
4.5 หลักการกระบวนการกาจัดเศษครบี ด้วยไฟฟ้าเคมี เปน็ กรรมวธิ ีทพ่ี ฒั นาเพื่อ ...............................

..........................................................................................................................................................................

หน่วยที่ 9
การข้ึนรูปดว้ ยกรรมวธิ ีทางกลและทางความร้อน

บทนา
การขึ้นรูปด้วยกรรมวิธีทางกลและทางความร้อน เป็นกรรมวิธีการผลิตแบบพิเศษหรือเรียกอีกอย่าง

หนึ่งว่า กรรมวิธีการผลิตแบบไม่คายเศษ (Non-Traditional Machining: NTM) ท่ีนามาเพ่ือกาจัดเนื้อวัสดุ
ออกโดยใชห้ ลกั การกดั กร่อนทเี่ กิดจากแรงกลต่าง ๆ ไม่ว่าจะเปน็ โดยลานา้ ความเรว็ สูงท่ีพุ่งเข้าหาเนื้อวัสดุ หรือ
แรงขูดกัดของสารประกอบขนาดเล็กเพ่ือกาจัดเศษวัสดุนั้น หรือใช้การกัดกร่อนด้วยวิธีนี้จะเป็นการ สลายไป
ของเศษโลหะด้วยพลังงานความร้อนที่กระทากับส่วนหนึ่งส่วนใดของชิ้นงาน จนทาให้วัสดุส่วนนั้น หลอม
ละลายไป ซ่ึงจะไม่เหมือนกับเคร่ืองมือกลท่ัวไปท่ีจะต้องใช้คมมีดหรือคมตัดเข้ามากาจัดเนื้อวัสดุ โดยตรง
ชิ้นงานท่ีได้จากการขึ้นรูปด้วยวิธีทางกลและทางความร้อนจะความเรียบสูง หรือขนาดมีความ ถูกต้อง ช้ินงาน
บอบบางทไี่ ม่สามารถทนแรงจบั ยดึ และแรงตดั ของเครอื่ งกาจัดเศษวัสดุโดยท่ัวไปได้ สามารถสร้างชิ้นงานที่ไม่มี
ความเคน้ คงค้างหรือเกดิ ครบี หรอื ตาหนบิ นชิ้นงาน

9.1 การขนึ้ รปู ด้วยกรรมวิธีทางกล
การข้ึนรูปด้วยกรรมวิธีทางกล เป็นกรรมวิธีการผลิตท่ีนามาเพ่ือกาจัดเน้ือวัสดุออกด้วยเทคนิคพิเศษ

ต่าง ๆ อีกวิธีหน่ึง ซ่ึงอยู่ในกลุ่มของกรรมวิธีการผลิตแบบไม่คายเศษ (Non-Traditional Machining: NTM)
โดยการข้ึนรปู ดว้ ยกรรมวธิ ีทางกลเป็นการใช้หลักการกัดกร่อนท่ีเกิดจากแรงกลตา่ ง ๆ ไมว่ า่ จะเป็นคล่ืน ความถ่ี
เหนือเสียง ใช้ลาน้าความเร็วสูงท่ีพุ่งเข้าหาเน้ือวัสดุ หรือแรงขูดกัดของสารประกอบขนาดเล็กเพ่ือ กาจัดเศษ
วสั ดุ เปน็ ต้น การขนึ้ รปู ดว้ ยกรรมวธิ ีทางกล มดี งั น้ี

9.1.1 การขน้ึ รูปดว้ ยคล่ืนความถเี่ สียงอัลตราโซนกิ
การขึ้นรูปด้วยคล่ืนความถี่เสียงอัลตราโซนิก (Ultrasonic Machining: USM) จะใช้หลักการ

ของคลน่ื ความถเ่ี หนอื เสียง Ultrasonic มาทาใหเ้ กิดการสั่นท่ีบริเวณชุดเครอ่ื งมือ เพื่อส่งต่อกาลังไปยังวัสดุ กัด
กรอ่ นซ่งึ อยใู่ นสภาพท่เี ป็นสารละลายผสมผงขดั หรอื สาร Slurry ผงขัดที่อยู่ในสารละลาย Slurry นี้ จะมีคมตัด
ซ่ึงจะถูกส่งไปขัดสีกับผิวชิ้นงานให้ส่วนดังกล่าวหลุดออกไปได้ ระบบส่ันสะเทือนท่ีใช้ในปฏิบัติการ USM น้ีจะ
ไดม้ าจาก Piezoelectric หรืออาจจะเป็นระบบ Magnetostrictive Transducers ดงั รปู ท่ี 9.1

รปู ท่ี 9.1 หลักการขึ้นรปู ด้วยคล่ืนความถ่เี สยี งอัลตราโซนกิ

รปู ท่ี 9.2 เครอื่ งขน้ึ รปู ด้วยคลื่นความถี่เสยี งอลั ตราโซนกิ

ในการประยุกต์ใช้งานจะใช้สาหรับวัสดุแข็งและเปราะ เช่น เซรามิค แก้ว และคาร์ไบต์
นอกจากน้ี ยงั เหมาะสาหรับโลหะด้วย เช่น เหล็กไร้สนิม และไทเทเนียม นาไปใช้ผลิตรูในลักษณะต่าง ๆ ท้ังที่
เป็น รูกลมหรือรูปทรงอ่ืน ๆ หรือแม้กระทั้งการเจาะรูบนผิวช้ินงานไม่เรียบได้ ใช้ในกรรมวิธีคล้าย ๆ การทา
เหรียญ (Coining Operations) ซงึ่ เปน็ ขบวนการถ่ายทอดรูปแบบหรือลวดลายจากแม่พมิ พ์ลงไปสูช่ ิ้นงานได้

9.1.2 การขึน้ รูปดว้ ยระบบฉีดพ่นนา้
การขึ้นรูปด้วยระบบฉีดพ่นน้า (Water Jet Cutting : WJC) หรือเรียกอีกชื่อหน่ึงว่า Pure

Water Jet เป็นการทาให้เกิดการกัดกร่อนด้วยแรงของลาน้าท่ีพุ่งมาจากระบบฉีดพ่นเข้าสู่บริเวณที่ต้องการ
กาจัดนัน้ โดยกลไกการกดั กร่อนกค็ ือการใชค้ วามเรว็ เหนือเสยี งของลาน้าในการตัด ซ่ึงเกิดจาการเปล่ียน ความ
ดันของน้าให้กลายเป็นความเร็วด้วยลักษณะของโครงสร้างของหัวฉีดที่มีรูซ่ึงมีขนาดเล็กมากเอาไว้ให้ ลาน้าพุ่ง
กระแทกจนลาน้ากดั เซาะเอาอนภุ าคหรือเกรนของวัสดุให้แยกออกจากกันและหลุดออกมากับลาน้า โดยท่ัวไป
ท่ีความดันประมาณ 40,000 psi น้ันจะให้ความเร็วของน้าเท่ากับ 2 มัค (Mach) (ความเร็วเสียง 1 มัด
ประมาณ 343 เมตร/วินาที หรือ 1,236 กโิ ลเมตร/ชั่วโมง) ดังรูปที่ 9.3

รูปที่ 9.3 หลักการขึน้ รปู ด้วยระบบฉีดพ่นนา้

รูปที่ 9.4 เครอ่ื งขึน้ รูปด้วยระบบฉีดพน่ น้า
ปัจจัยในกรรมวิธีการกาจัดเศษแบบน้ี ประกอบไปด้วย แรงดันของน้า รูหัวฉีด อัตราการป้อน
ของนา้ และระยะชิ้นงานที่จะทาการกาจดั เศษดว้ ย ซึ่งบางคร้ังปัญหาบางอย่าง เช่น การอุดตันของระบบส่งน้า
และหวั ฉีดกอ็ าจทาให้การปฏบิ ตั งิ านของวิธี WJC ไม่เตม็ ประสทิ ธิภาพได้
การประยุกต์ใช้สาหรับกรรมวิธีนี้มักใช้ควบคู่กับระบบควบคุมเชิงตัวเลขหรือแขนก ลเพ่ือ
ควบคุมการกาจดั เศษวสั ดุจากช้นิ งานทตี่ ้องการ นิยมใช้เป็นวิธีตัดแบ่งหรือแยกวัสดุบาง เช่น แผ่นพลาสติก ผ้า
กระเบือ้ ง พรม หนัง และแผ่นกระดาษอัด เป็นต้น แต่อาจจะไม่เหมาะกับวัสดุที่เปราะจนเกินไปเช่น แก้ว การ
กาจัดเศษโดยใช้ WJC จะไม่ทาให้เกิดรอยไหม้หรือรอยแตกร้าวเกิดขึ้นกับขอบของชิ้นงาน และประหยัด เศษ
วัสดใุ นขนั้ การตดั แบง่ กวา่ วิธเี ลอื่ ย หรืองานกลอน่ื โดยทั่วไป ท้งั ยงั ไม่ก่อใหเ้ กดิ มลภาวะดว้ ย

9.1.3 การขนึ้ รปู ด้วยระบบฉดี พ่นน้าผสมผงขดั
การข้ึนรูปด้วยระบบฉีดพ่นน้าผสมผงขัด (Abrasive Water Jet Machining : AWM) เป็นการ

เพม่ิ ผงขัดเขา้ ไปกับระบบฉดี น้าหรือ WJM เพ่ือให้การกาจัดเศษได้ดีมากข้ึน โดยการเติมผงขัดน้ีจะถูกผสม เข้า
ไว้ในห้องผสม หรือ Mixing Chamber ซึ่งอยู่บริเวณเหนือหัวฉีดอีกที ซึ่งทาให้ระบบ AWC จาเป็นต้องมี การ
ควบคุมมากขึ้นกว่าระบบ WJC เช่น การเลือกประเภทผงขัด ทั้งความแข็ง รูปร่าง หรือขนาด และการ ปรับ
อัตราการไหลของผงขัดด้วย โดยทั่วไปแล้วสารกัดกร่อนที่เรานิยมใช้คือ โกเมน เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ แข็ง
เหนียว และมีราคาไม่แพง โดยขนาดของเม็ดทรายท่ีต่างกัน จะมีหน้าท่ีในการใช้งานที่ต่างกันด้วย คือ ขนาด
120 Mesh ทาให้ผิวเรียบ ขนาด 80 Mesh ใช้ในงานทั่วไป และขนาด 50 Mesh ใช้เวลาในการตัดเร็ว กว่า
แบบ80 ซึง่ ผิวทไ่ี ด้จะไม่เรียบเท่าทค่ี วร (1 mesh เท่ากับการแบง่ ความยาวนิว้ ด้านกวา้ งเป็น1 ส่วนยาว 1 สว่ น)

การขึ้นรูปด้วย Abrasive Water Jet Machining น้ันมีประสิทธิภาพท่ีสูงกว่าแบบ Water Jet
Cutting ประมาณ 100 เท่า และมีจุดประสงค์ในการใช้งานท่ีต่างกัน โดยท่ี Water Jet Cutting จะใช้ในการ
ตัด วสั ดุอ่อนในขณะที่ Abrasive Water Jet จะใช้ในการตดั วัสดแุ ข็งมาก เชน่ โลหะ หิน และเซรามิค ดังรูปที่
9.5

รูปท่ี 9.5 หลักการทางานดว้ ยระบบแดพน่ นา้ ผสมผงขัด
สาหรับการประยุกต์ใช้กรรมวิธีการผลิตแบบน้ีมักจะใช้ในระบบที่เล็กกว่า WJC หรือในระบบ
ควบคมุ ด้วยผปู้ ฏบิ ตั ิการโดยตรง โดยปกติจะใช้เป็นขัน้ ตอนสุดท้ายหรือการปรับแต่งให้ชิ้นงานได้รูปทรงหรือผิว
ตามที่ต้องการ มากกว่านาไปใช้ในกรรมวิธีหลัก ตัวอย่างการนาไปใช้ เช่น การลบขอบ การตบแต่งขอบ หรือ
ผวิ ช้นิ งานให้เป็นรูปทรงต่าง ๆ การทาความสะอาด และ ขัดผิวช้ินงาน เปน็ ตน้
ส่วนลักษณะของประเภทวัสดุที่นามาใช้ในกรรมวิธีน้ีก็ได้แก่ วัสดุบางและแข็ง รวมไปถึง
ช้ินงานที่มีความเปราะด้วย เชน่ โลหะแกว้ แผ่นซิลิคอน หรอื เซรามิค เป็นตน้

9.1.4 การขัดขึน้ รปู ด้วยผงขดั
การขดั ขึ้นรปู ด้วยผงขัด (Abrasive Flow Machining : AFM) เป็นการนาเอาสารละลายท่ีผสม

ผงขัดมาฉีดพ่นบนผิวชิ้นงานเพ่ือช่วยกาจัดเศษวัสดุท่ีไม่ต้องการ เช่น ครีบที่ขอบผิว หรือ การทาให้ผิวหรือ
ขอบชิน้ งานเกิดความโค้งมน หรือได้ความเรียบท่ีต้องการได้ สามารถนาไปใช้ได้กับวัสดุเกือบทุกประเภท และ
เหมาะสาหรับการทาความสะอาดหรือขดั ผิวชิ้นงานในบรเิ วณทเี่ ข้าถงึ ยาก เชน่ ช่องหรือพ้ืนผิวภายใน เปน็ ตน้

รูปที่ 9.6 หลักการขึ้นรปู ดว้ ยผงขดั

รูปท่ี 9.7 เครอ่ื งขัดขึ้นรูปดว้ ยผงขัด
9.2 การข้ึนรปู ดว้ ยกรรมวิธีทางความร้อน

การขนึ้ รูปด้วยกรรมวิธีทางความร้อน เป็นกรรมวิธีการผลิตท่ีนามาเพ่ือกาจัดเน้ือวัสดุออกด้วยเทคนิค
พิเศษต่าง ๆ อีกวิธีหนึ่ง ซึ่งอยู่ในกลุ่มของกรรมวิธีการผลิตแบบไม่คายเศษ (Non-Traditional Machining :
NTM) โดยการข้ึนรูปด้วยกรรมวิธีทางความร้อนเป็นการใช้หลักการกัดกร่อนเพื่อไปสลายเศษโลหะด้วย

พลังงานความร้อนท่ีกระทากับส่วนหนึ่งส่วนใดของช้ินงาน จนทาให้วัสดุส่วนน้ันหลอมละลายไป และเหลือ
เปน็ ช้ินงานท่ตี ้องการเท่านั้น โดยกระบวนการกัดกร่อนด้วยพลังงานความร้อน ประกอบด้วยกระบวนการ ต่าง
ๆ ดงั นี้

9.2.1 กระบวนการตัดขน้ึ รปู ด้วยลาแสงอเิ ลก็ ตรอน
กระบวนการตัดข้ึนรูปด้วยลาแสงอิเล็กตรอนด้วยเครื่องตัดด้วยลาแสงอิเล็กตรอน (Electron

Beam Machining : EBM) เป็นการใช้ลาแสงของอนุภาคอิเล็กตรอนท่ีมีพลังงานสูงให้มารวมเป็นจุด เดียวกัน
บนผวิ ช้นิ งานเพื่อทาให้เกดิ การหลอมละลายและสลายไปของเศษวัสดุได้ ลาแสงอิเล็กตรอนนี้จะ เกิดจากระบบ
กาเนิดเฉพาะภายใต้สภาวะสุญญากาศ หรือปฏิกิริยาท่ีเรียกว่า Thermionic Emission และ เมื่อลาแสงน้ีตก
กระทบบนวัสดุ ก็อาจทาให้เกิดเป็นรังสีเอ็กซ์ แผ่กระจาย และอาจเป็นอันตรายต่อ ผู้ปฏิบัติงานได้ ดังนั้นจึง
ต้องมีระบบป้องกัน (Electro-Magnetic Shielding) ติดต้ังอยู่ด้วย ซึ่งระบบนี้จะ เหมาะกับการกาจัดเศษใน
งานขนาดเลก็ มาก ๆ เนื่องจากมีความแม่นยาสูงกว่าวิธีอื่น ๆ และรวดเร็วกว่า ระบบ EDM หรือ ECM ดังรูปที่
9.8

รูปท่ี 9.8หลักการทางานตดั ด้วยแสงอิเลก็ ตรอน

รูปท่ี 9.9 เครอื่ ง

ตดั ข้ึนรูปด้วยแสงอิเล็กตรอน

ในการประยุกต์ใช้การผลิตแบบนี้สามารถใช้ได้กับวัสดุทุกประเภท เหมาะสมสาหรับงาน
ละเอียดในระดับไมโครสเกล เช่น การเจาะรทู ีม่ เี ส้นผา่ ศูนย์กลางเล็กได้ ต้ังแต่ประมาณ 0.05 มม. หรือการ ตัด
ขึน้ รปู ชอ่ งให้มีขนากเลก็ ได้ถึง 0.025 มม. การเจาะรทู ่ีมีอัตราส่วนความลึกต่อเส้นผ่าศูนย์กลางได้ถึง อัตราส่วน
100:1 เป็นตน้

9.2.2 กระบวนการตัดขึน้ รูปด้วยลาแสงเลเซอร์
กระบวนการตัดข้ึนรูปด้วยลาแสงเลเซอร์ด้วยเครื่องตัดด้วยลาแสงเลเซอร์ (Laser Beam

Machining : LBM) เป็นการประยุกต์ใช้ระบบเลเซอร์ท่ีมีความเข้มแสงสูง ฉายลงบนผิวชิ้นงานให้เกิดการ
หลอมละลายคล้ายกับวิธีของ EBM เพียงแต่ปฏิกิริยาของเลเซอร์อาจจัดได้ทั้งแบบที่เป็นการหลอมด้วย ความ
รอ้ น หรือย่อยสลายออกไปด้วยปฏิกิริยาทางเคมีด้วย ซึ่งถ้าเป็นการย่อยสลายด้วยปฏิกิริยาเคมี หรือที่ เรียกว่า
Ablation น้ี แสงเลเซอร์จะไปทาลายพันธะเคมีระหว่างอะตอมเพื่อให้เกิดการหลุดของเศษวัสดุได้ ตัวแปรที่
สาคัญในการเลอื กใช้เลเซอร์ ก็คอื ความยาวคลนื่ ของเลเซอรน์ ้นั ๆ เน่ืองจากความสามารถในการ หลอมละลาย
ของแต่ละวัสดุ จะแตกต่างกันขึ้นกับว่าวัสดุนั้นสามารถดูดซับ สะท้อน หรือส่งผ่าน แสงเลเซอร์ ที่คลื่นความถ่ี
ใด ดงั รปู ที่ 9.10

รูปท่ี 9.10 หลกั การทางานตัดดว้ ยแสงเลเซอร์

รปู ที่ 9.11 การตัดดว้ ยแสงเลเซอร์

รูปท่ี 9.12 เครื่องตัดด้วยแสงเลเซอร์
การประยกุ ต์ใช้การผลิตแบบนี้ นิยมใช้ในงานเจาะ ตัดแบ่ง ทาช่อง และการสร้างลวดลายหรือ
ทาเคร่อื งหมายบนชิ้นงาน เป็นต้น สามารถเจาะรูที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กได้ถึง 0.025 มม. เหมาะสาหรับการ
ทางานกับแผ่นชิ้นงาน สามารถนามาใช้กับวัสดุพวกโลหะท่ีมีความแข็งและแข็งแรงสูง หรือแม้แต่วัสดุ อ่อน
เซรามคิ แก้ว ยาง ไม้ ผ้า หรอื พวกพลาสตกิ กไ็ ด้เช่นกัน
9.2.3 กระบวนการตดั ขนึ้ รูปด้วยพลาสมา
กระบวนการตัดข้ึนรูปด้วยพลาสมาโดยเครื่องตัดพลาสมา (Plasma Arc Cutting : PAC) เป็น
การนาระบบเผาไหมท้ ี่เกิดจากการสันดาปของแกส๊ เชอ้ื เพลิงและกระแสไฟฟา้ ทาใหเ้ กิดการแตกตัวของ โมเลกุล
ของกา๊ ซท่อี ณุ หภูมสิ งู ด้วยการชาร์จแก๊สด้วยไฟฟ้าแล้วฉีดออกมาด้วยความเร็วสูงที่อุณหภูมิ ประมาณ 50,000
องศาฟาเรนไฮต์ (27,760 องศาเซลเซียส) ขึ้นไป เมื่อลาพลาสมาจะถูกส่งออกมาท่ีหัวฉีด สู่ชิ้นงานเพ่ือทาให้

เกิดการหลอมละลาย และด้วยแรงดันที่สูงเศษวัสดุที่หลอมเหลวก็จะถูกพ่นออกไปจาก ช้ินงานได้โดยสะดวก
ซ่ึงสามารถทจ่ี ะใช้ตดั แผน่ โลหะทห่ี นาขนาด 6 น้วิ ได้ ดังรปู ท่ี 9.13

รปู ที่ 9.13 หลกั การทางานตัดดว้ ยพลาสมา

รูปที่ 9.14 การตัดขน้ึ รปู ด้วยพลาสมา

รปู ที่ 9.15 เคร่ืองตดั ขน้ึ รูปด้วยพลาสมา
ขอ้ ดขี องเครอ่ื งตดั พลาสมา คอื สามารถทจี่ ะตดั โลหะท่มี ีขนาดหนากว่าได้ และยังมีราคาถูกกว่า
แบบ Water Jet และ Laser แต่ข้อจากัดของกรรมวิธีการนี้ คือการควบคุมขนาดช้ินงานให้ได้ตามมาตรฐาน
เน่อื งจากลาแสงพลาสมาพลังงานสูงอาจจะไปหลอมละลายเกินขนาดท่ีกาหนดได้ หรือการอาร์คอาจจะไป ลด
อายุการใชง้ านของหวั ฉดี ด้วย
การใช้ประโยชน์ของระบบ PAC จะเป็นพวกงานเจาะ ตัด ช้ินงานแผ่น ซ่ึงต้องนาไฟฟ้าได้
เท่าน้ัน ลักษณะงานที่ทาคืองานเจาะรู หรือ ตัดตามโครงสร้างซับซ้อน การใช้ระบบ PAC เป็นระบบที่
ผปู้ ฏบิ ตั ิงาน สามารถนาไปใช้ได้โดยตรง หรือนาไปรวมกับระบบ CNC สาหรับการใช้งานเคร่ืองตัดพลาสมาจะ
ข้ึนอยู่กับ ระบบแก๊สเช้ือเพลิงซ่ึงถ้าเป็นแบบระบบไนโตรเจนน้ันเหมาะสาหรับโลหะจาพวก สแตนเลสสตีล
อะลูมิเนียม และนิกเกิล ส่วนแบบระบบออกซิเจนนั้นเหมาะสาหรับผลิตภัณฑ์จาพวกคาร์บอน และไม่ท้ิงพวก
ตะกอน ไนไตรด์

แบบฝึกหดั หนว่ ยท่ี 9

การขึ้นรูปดว้ ยกรรมวิธที างกลและทางความร้อน

คาส่ัง จงตอบคาถามต่อไปนี้ ให้ถูกต้องสมบรู ณ์
1. จงบอกหลักการของการขึ้นรูปดว้ ยคลื่นความถเี่ สียงอลั ตราโซนิกให้ถูกต้อง

1.1 จงอธิบายหลักการของการขึน้ รูปดว้ ยคล่นื ความถี่เสียงอัลตราโซนกิ
ใช้หลกั การของ .............................................................................................................................

1.2 การประยุกต์ใช้การขึ้นรูปดว้ ยคลน่ื ความถีเ่ สียงอัลตราโซนกิ
1.2.1 ใชก้ บั วสั ดุ ....................................................................................................................
1.2.2 เหมาะสาหรับงาน ........................................................................................................

2. จงบอกหลกั การของการขึ้นรูปด้วยระบบฉีดพ่นนา้ ให้ถูกตอ้ ง
2.1 จงอธบิ ายหลักการของการข้ึนรูปด้วยระบบฉีดพ่นนา้
เปน็ การทาใหเ้ กิดการกดั กรอ่ นด้วย ...............................................................................................
โดยกลไกการกดั กร่อนคือการใช้ ..................................................................................................
โดยท่ัวไปท่คี วามดนั ประมาณ ........................... psi และความเร็วของน้าเท่ากบั ................... มคั
2.2 การประยุกต์ใช้การขนึ้ รปู ดว้ ยระบบฉีดพ่นนา้
ใชก้ บั วสั ดุ .....................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................... ..........
......................................................................................................................... .............................................
3. จงบอกหลักการของการข้ึนรูปดว้ ยระบบฉดี พ่นนา้ ผสมผงขัดใหถ้ ูกต้อง

3.1 จงอธบิ ายหลักการของการข้นึ รูปดว้ ยระบบฉดี พน่ น้าผสมผงขัด
3.1.1 หลักการ คือ ..................................................................................................................

............................................................................................................................. .................................................
............................................................................................................................................................... ...............
.................................................................................................................... ..............................................

3.1.2 สารกัดกร่อนทีน่ ิยมใช้ คอื ............................................................................................
เน่อื งจากมีคุณสมบตั ิ ....................................................................................................

3.2 การประยุกต์ใชก้ ารขนึ้ รปู ดว้ ยระบบฉดี พ่นนา้ ผสมผงขัด
3.2.1 ใชก้ บั วัสดุ ....................................................................................................................
3.2.2 เหมาะสาหรับงาน ........................................................................................................

............................................................................................................................. .............................................
4. จงบอกหลักการของการขึ้นรปู ด้วยผงขัดใหถ้ กู ตอ้ ง

4.1 จงอธิบายหลักการของการขึ้นรปู ดว้ ยผงขดั
หลักการ คือ ................................................................................................................. .................

........................................................................................................... ...................................................................
............................................................................................................................. .........................................

4.2 การประยุกตใ์ ชก้ ารข้ึนรูปด้วยผงขัด
ใชก้ บั งาน ......................................................................................................................................
เชน่ ...............................................................................................................................................

............................................................................................................................. .............................................
5. จงบอกหลกั การของกระบวนการตดั ขึ้นรปู ดว้ ยลาแสงอิเล็กตรอนให้ถกู ต้อง

5.1 จงอธิบายหลกั การของกระบวนการตัดข้นึ รูปดว้ ยลาแสงอเิ ล็กตรอน
5.1.1 เป็นการใช้ลาแสงของ ..................................................................................................
5.1.2 ลาแสงอิเล็กตรอนน้จี ะเกิดข้นึ จาก ................................................................................

5.2 การประยุกต์ใช้กระบวนการตดั ขน้ึ รปู ด้วยลาแสงอเิ ล็กตรอน
5.2.1 ใชก้ ับวัสดุ ....................................................................................................................
5.2.2 เหมาะสาหบั งาน ...........................................................................................................
5.2.3 ตัวอย่างเชน่ ..................................................................................................................

............................................................................................................................. .................................................
......................................................................................................................................................... .............
6. จงบอกหลกั การของกระบวนการตัดขนึ้ รูปด้วยลาแสงเลเซอร์ให้ถูกต้อง

6.1 จงอธบิ ายหลกั การของกระบวนการตัดขึ้นรปู ดว้ ยลาแสงเลเซอร์
6.1.1 เป็นการประยุกต์ใช้ ......................................................................................................
6.1.2 ปฏกิ ิริยาของลาแสงเลเซอรจ์ ะทาให้เกิด .......................................................................
หรือ ..............................................................................................................................

6.2 การประยุกตใ์ ชก้ ระบวนการตดั ข้นึ รปู ดว้ ยลาแสงเลเซอร์
6.2.1 ใช้กบั วัสดุ ....................................................................................................................
6.2.2 การประยกุ ต์ใช้ นยิ มใช้กับงาน .....................................................................................
6.2.3 เหมาะสาหับงาน ...........................................................................................................

............................................................................................................................. .............................................
7. จงบอกหลักการของกระบวนการตดั ขึน้ รปู ดว้ ยพลาสมาใหถ้ ูกต้อง

7.1 จงอธบิ ายหลกั การของกระบวนการตดั ขน้ึ รปู ดว้ ยพลาสมา
7.1.1 เป็นการนาระบบเผาไหม้ท่ีเกดิ จาก ...............................................................................
7.1.2 การแตกตวั ของโมลกิ ุลของก๊าซที่อุณหภูมสิ ูงด้วยการชาร์จแก๊สด้วย ...........................
แล้วฉดี ออกมาด้วยความเรว็ สูงท่ีอุณหภมู ิประมาณ ......................................................
7.1.3 ระบบแก๊สเชอ้ื เพลงิ ทีใ่ ชใ้ นระบบ PAC คอื
(1) ........................................................................................................................... .
(2) ............................................................................................................................

7.2 การประยุกตใ์ ชก้ ระบวนการตัดข้นึ รปู ดว้ ยพลาสมา
7.2.1 ระบบแก๊สเชื้อเพลงิ แบบ ..............................................................................................
ใช้กับวสั ดุ ....................................................................................................................

.............................................................................................................. ............................................................
7.2.2 ระบบแกส๊ เชือ้ เพลิงแบบ ..............................................................................................
ใชก้ ับวสั ดุ ....................................................................................................................

............................................................................................................................. .............................................
7.2.3 การใชป้ ระโยชนข์ องระบบ PAC จะเป็นพวก ..............................................................

............................................................................................................................. .............................................