ตัวชี้วัด • ใช้ความรู้และทักษะเกี่ยวกับวัสดุ อุปกรณ์ เครื่องมือ กลไก ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ให้ถูกต้องกับลักษณะของงาน และปลอดภัย เพื่อแก้ปัญหาหรือพันนางาน หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 วัสดุ อุปกรณ์ เครื่องมือ และความรู้ในการแก้ปัญหาหรือ พัฒนางาน
นักเรียนคิดว่าความรู้ในด้านใดบ้าง ที่เป็นประโยชน์ในการพัฒนาชิ้นงาน ?
ในการสร้างสรรค์เทคโนโลยี โดยเฉพาะสิ่งประดิษฐ์ นวัตกรรมที่เป็นชิ้นงาน เกิดจากการคัดเลือกวัสดุ หลายประเภท ที่มีสมบัติแตกต่างกัน มาประกอบ หรือผสมเข้าด้วยกัน ความรู้เกี่ยวกับสมบัติของวัสดุ จึงมีความส าคัญที ่ส ่งผลโดยตรง ต ่อค ุณภาพ ผลิตภัณฑ์และวัตถุประสงค์ในการใช้งาน ความรู้เกี่ยวกับวัสดุส าหรับการพัฒนาชิ้นงาน หนัง โลหะ ไม้
วัสดุในการสร้างชิ้นงานแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้ คุณสมบัติ • มีความแข็ง (ยกเว้นปรอทซึ่งเป็นของเหลว) • ผิวมัน วาว • เป็นตัวน าไฟฟ้า • ตัวน าความร้อน • มีความเหนียว สามารถดึง ยืดเป็นเส้น หรือตีเป็นแผ่นบางได้ โลหะ คุณสมบัติ • แตกตัวในสารละลายได้ ให้ประจุลบ • เป็นฉนวนไฟฟ้าหรือกึ่งตัวน าไฟฟ้า ยกเว้น (คาร์บอนในรูป แกรไฟต์) • เป็นฉนวนความร้อน • อโลหะในสถานะของแข็งจะมีความเปราะดึงยืดออก เป็นเส้นลวดหรือตีเป็นแผ่น บาง ๆ ไม่ได้ อโลหะ 1 วัสดุและประเภทของวัสดุ
โลหะประเภทเหล็ก โลหะนอกกลุ่มเหล็ก ตัวอย่าง วัสดุจากธรรมชาติ วัสดุสังเคราะห์ โลหะ อโลหะ ตัวอย่าง 1 วัสดุและประเภทของวัสดุ
วัสดุ สมบัติเด่น ลักษณะงาน 1) โลหะกลุ่มเหล็ก เช่น เหล็กกล้า เหล็กเหนียว เหล็กหล่อ โลหะพื้นฐานที่มีเหล็กผสมอยู่ มีความแข็งแรงทนทาน ปรับเปลี่ยนรูปทรงตามการใช้งานได้ด้วยกรรมวิธีการ หล่อ การอัดรีด ขึ้นรูป และการกลึง เมื่อรวมตัวกับ อากาศจะเกิดเป็นสนิม ใช้งานด้านโครงสร้างและงานอุตสาหกรรม เช่น ชิ้นส่วนของเครื่องจักร เครื่องมือช่าง เครื่องทุ่นแรง 2) โลหะนอกกลุ่มเหล็ก เช่น ดีบุก อะลูมิเนียม สังกะสี ตะกั่ว ทองแดง เงิน ทองเหลือง โลหะบริสุทธิ์ที่ไม่มีเหล็กผสมอยู่ มีทั้งโลหะหนักและ โลหะเบา ทนทานต่อการกัดกร่อน น ้าหนักเบา ยืดตัวได้ง่าย มีความเหนียว ใช้ในงานอุตสาหกรรมบางประเภท เนื่องจาก บางชนิดมีราคาสูง เช่น ใช้ทองแดงในงานไฟฟ้า ใช้อลูมิเนียมกับงานที่ต้องการน ้าหนักเบา โลหะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้ 1 วัสดุและประเภทของวัสดุ
วัสดุ สมบัติเด่น ลักษณะงาน กล้วย เป็นไม้ล้มลุกที่มีประโยชน์ทุกส่วน ใช้เป็นสมุนไพร อาหาร ภาชนะ อโลหะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้ 2. วัสดุสังเคราะห์ เป็นวัสดุที่ถูกปรุงแต่งขึ้นใหม่จากวัสดุธรรมชาติและสารเคมี ด้วยกระบวนการหรือกรรมวิธีต่าง ๆ เพื่อให้มีคุณสมบัติเฉพาะตัว เช่น วัสดุ สมบัติเด่น ลักษณะงาน ยางสังเคราะห์ เป็นพอลิเมอร์ที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้น มีความต้านทาน ต่อการขูดขีดและป้องกัน การผุกร่อนได้ดี ใช้ในการผลิตยางรถยนต์ เครื่องมือ แพทย์ ชิ้นส่วนแม่พิมพ์ และสายพาน ในเครื่องจักร 1. วัสดุธรรมชาติ พบแตกต่างกันไปตามแต่ละภูมิภาค มีสมบัติและการใช้งานที่หลากหลาย เช่น 1 วัสดุและประเภทของวัสดุ
2 สมบัติของวัสดุและหลักการเลือกวัสดุ สมบัติทางเคมี สมบัติทางกายภาพ สมบัติเชิงกล บอกลักษณะเฉพาะตัวที ่เกี ่ยวกับ โครงสร้างและองค์ประกอบของธาตุ ต ่างๆ ของวัสดุ เช ่น ค ่าความเป็น กรด-เบส การกัดกร่อน การลุกติดไฟ ตรวจสอบได้จากการทดลองใน ห้องปฏิบัติการ สามารถสังเกตได้จากลักษณะภายนอก เช่น รูปร ่าง รูปทรง สี กลิ ่น รสชาติ ความ หนาแน่น จุดหลอมเหลว ตรวจสอบได้โดย การใช้ประสาทสัมผัส เช่น ใช้มือลูบสัมผัส พื้นผิวของวัสดุ หรือใช้เครื่องมือเฉพาะทาง เช ่น เครื ่องหาจุดหลอมเหลว เครื ่องวัด การน าไฟฟ้า เครื่องวัดความชื้น เกิดจากการตอบสนองต่อแรงภายนอก ที่มากระท า เช่น การยืดและหดตัวของ วัสดุ ความเหนียว ความแข็ง ความ แข็งแ รงคว ามส าม า รถในก า รรับ น ้าหนัก ความทนต่อการขูดขีด สมบัติของวัสดุที่น ามาพิจาณาเลือกใช้ให้เหมาะกับงาน ได้แก่
เทคโนโลยีในการสร้างชิ้นงานมีความจ าเป็นต้องใช้อุปกรณ์และเครื่องมือ ช่างในการผลิต ความรู้เกี่ยวกับคุณภาพของ อุปกรณ์และเครื่องมือช่าง จะเป็นตัวช่วยที่ส าคัญในการออกแบบกระบวนการผลิต เช่น ช่วยลดขั้นตอนในการผลิต ช่วยย่นระยะเวลาในการผลิต หรือเพิ่มจ านวนการผลิตได้อย่างคุ้มค่า อุปกรณ์และเครื่องมือช่างพื้นฐานในการแก้ปัญหาและสร้างชิ้นงาน
การเปลี่ยนแปลงทางด้านเศรษฐกิจ เกี่ยวข้องกับการผลิต การจัดจ าหน่าย และการบริโภคภายในประเทศ ซึ่งปัจจุบันเทคโนโลยี ระบบร้านค้าออนไลน์ท าให้ธุรกิจขนาดเล็กมีช่องทางในการจ าหน่ายที่เปิดกว้างขึ้น และสามารถส่งสินค้าถึงมือผู้บริโภคได้อย่าง รวดเร็วทั้งในระยะทางใกล้และระยะทางไกล 1 อุปกรณ์และเครื่องมือช่างพื้นฐาน 1. เครื่องมือกลุ่มไขควง 2. เครื่องมือกลุ่มสว่าน 3. เครื่องมือกลุ่มคีม 4. เครื่องมือพื้นฐานอื่น ๆ
2 หลักการเลือกใช้และการดูแลรักษาอุปกรณ์และเครื่องมือช่างพื้นฐาน ความเหมาะสมกับวัสดุที่เลือกใช้ ความปลอดภัยต่อผู้ใช้ ซึ่งต้องไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ส่งผลเสียต่อสุขภาพของผู้ใช้สภาพแวดล้อมหรือสถานที่ท างาน ความคุ้มค่า ควรท าการเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสีย ความเหมาะสมต่อสภาพท้องถิ่นด้านทรัพยากร สิ่งแวดล้อม วัตถุประสงค์ของการน ามาใช้หรือความต้องการใช้ท างานอะไร อย่างไร การเลือกใช้อุปกรณ์และเครื่องมือช่างพื้นฐานให้เหมาะสมกับการท างาน มีดังนี้
2 หลักการเลือกใช้และการดูแลรักษาอุปกรณ์และเครื่องมือช่างพื้นฐาน การดูแลรักษาอุปกรณ์และเครื่องมือช่างพื้นฐาน มีดังนี้ ควรศึกษาวิธีการใช้ให้เข้าใจก่อนลงมือใช้ ศึกษาข้อควรระวัง การแก้ไขเมื่อเกิดอุบัติเหตุ เพื่อให้เกิดความปลอดภัยของตัวผู้ใช้ เพื่อนร่วมงาน และตัวเครื่องมือและอุปกรณ์ ควรท าการตรวจสอบสภาพเครื่องมือให้พร้อมก่อนการใช้งาน เมื่อเลิกใช้งานแล้ว ให้ท าความสะอาดและบ ารุงรักษาตามคู่มือการใช้ และจัดเก็บให้เป็นระเบียบ ท าประวัติการซ่อมแซมเครื่องมือที่ช ารุดให้พร้อมใช้เสมอ
ความรู้ในการแก้ปัญหาหรือพัฒนาชิ้นงาน เทคโนโลยีส่วนใหญ่ในปัจจุบันมีการใช้ระบบกลไก ไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์เป็นส ่วนส าคัญในการสร้าง ดังนั้น ความรู้ในด้านกลไก ไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์ จึงเป็น สิ่งส าคัญที่จะช่วยให้การพันนาชิ้นงานมีความเหมาะสม ตรงตามวัตถุประสงค์ได้มากขึ้น
1 กลไก ล้อและเพลา รอก เฟือง คาน สปริง วิทยาศาสตร์เป็นความรู้ที่เกี่ยวข้องกับธรรมชาติทั้งที่มีชีวิตและไม่มีชีวิต รวมถึงปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เทคโนโลยีที่ตอบสนองความต้องการหรือแก้ปัญหาให้มนุษย์ วิทยาศาสตร์มี 2 สาขา ดังนี้
2 ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้า คือ พลังงานระดับพื้นฐานในการใช้งานเทคโนโลยีให้สามารถแปลงเป็นพลังงานในรูปแบบอื่นได้ เช่น ความร้อน แสงสว่าง พลังงานกล พลังงาน ไฟฟ้า พลังงานความร้อน พลังงานแสง พลังงานความเย็น พลังงานกล
2 ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้ากระแส คือ การไหลของประจุไฟฟ้าผ่านวงจรไฟฟ้า โดยไฟฟ้ากระแสแบ่งเป็น 2 รูปแบบ คือ ไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ ทิศทางการไหลของกระแสของไฟฟ้ากระแสตรง
ไฟฟ้ากระแส คือ การไหลของประจุไฟฟ้าผ่านวงจรไฟฟ้า โดยไฟฟ้ากระแสแบ่งเป็น 2 รูปแบบ คือ ไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ ทิศทางการไหลของกระแสของไฟฟ้ากระแสสลับ 2 ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย หมายถึง วงจรที่ประกอบด้วย แหล่งก าเนิดไฟฟ้า ตัวน าไฟฟ้า เครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลด การต่อวงจรไฟฟ้าพัดลมจากไฟฟ้ากระแสตรง 2 ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สวิตช์ เครื่องใช้ไฟฟ้า แหล่งก าเนิดไฟฟ้า
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ท าหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าภายในวงจรไฟฟ้าตามที่ออกแบบไว้ แบ่งได้หลายประเภท ตามหน้าที่การใช้งานของอุปกรณ์ แผงวงจรไฟฟ้าที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิดประกอบเข้าด้วยกัน 2 ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
สรุปได้ว่าความรู้ที่เป็นประโยชน์ในการสร้างและใช้เทคโนโลยีในปัจจุบันที่ส าคัญ มีดังนี้ ความรู้ด้านวัสดุ และประเภท ของวัสดุ 1. ความรู้ด้านสมบัติ ของวัสดุและหลักการ เลือกวัสดุ 2. ความรู้ด้านอุปกรณ์ และเครื่องมือช่าง พื้นฐาน 3. ความรู้ด้านกลไก 4. ความรู้ด้านไฟฟ้า และอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์ 5. ความรู้ในด้านต่าง ๆ เหล่านี้ จะช่วยให้ผู้พัฒนาเทคโนโลยีสามารถตัดสินใจเลือกใช้ วัสดุ อุปกรณ์ และออกแบบระบบการท างานของชิ้นงานได้อย่างเหมาะสม รวมทั้ง สามารถแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างพัฒนาชิ้นงานได้ถูกต้องตามหลักทฤษฎีพื้นฐาน