กรรมวิธีการผลิต-1

วชิ า กรรมวธิ กี ารผลิต
(2102–2007)

ความรูพ' น้ื ฐานเกย่ี วกับ
กรรมวิธีการผลติ

- ความหมายของกรรมวธิ กี ารผลติ ครวู รัญสญอนาโดยทองมลู
- องคป3 ระกอบของกรรมวธิ ีการผลิต
- การแบง8 กลม8ุ ของกรรมวธิ กี ารผลิต
- การเลือกกรรมวิธีการผลติ

พน้ื ฐานกรรมวธิ กี ารผลติ

• การเริ่มต)นของกรรมวิธีการผลิตสมัยใหม8 เริ่มต)นขึ้นในราวป= ค.ศ. 1800 ซึ่ง
Eli Whitney ได)สร)างเครื่องปHIนฝKายขึ้น นอกจากนั้นในช8วงเวลานั้นเขายังได)สร)าง
เครือ่ งกดั โลหะ (Milling Machine) และพัฒนาเครื่องจักรอื่น ๆ ขึ้นมาอีกหลาย
ชนิด การเกิดสงครามกลางเมืองขึ้นเปSนตัวเร8งเร)าสำคัญที่นำไปสู8การพัฒนา
กระบวนการผลิต ขึ้นในสหรัฐอเมริกา Fredderick W. Taylor ไดท) ำการทดลอง
และวิเคราะหZถึงแง8มุมต8าง ๆ ที่เกี่ยวเนื่องกับกระบวนการผลิต และต8อมาเขาได)
ตีพิมพZผลงานออกมาเผยแพร8โดยใช)ชื่อว8า “ศิลปะในการตัดโลหะ” ในบทความของ
เขาได)แสดงให)เห็นว8าวิทยาศาสตรZ คือ พื้นฐานสำคัญ ของกระบวนการผลิต ต8อมา
ศาสตราจารยZ Myron L. Begeman ได)กระตุ)นให)มีการเผยแพร8ความรู)ใหม8ๆ
เก่ยี วกบั กระบวนการผลติ

ความหมายของการผลติ

คำวา$ “การผลติ ” ในภาษาอังกฤษมีการใชค4 ำอย$ู 2 คำคือ Manufacturing และ

Production ซ่งึ มคี วามหมายต$างกันดังน้ี

1. Manufacturing หมายถงึ กระบวนการเปลี่ยนแปลงวตั ถดุ ิบหรอื วัสดุให4กลายเปนJ ผลติ ภณั ฑNหรือ
สนิ คา4 ทีส่ ามารถจบั ต4องได4 ซ่ึงแบง$ ออกเปนJ 2 ประเภท คือ

1) ผลิตภัณฑหN รือสินคา4 เพอื่ การอปุ โภคบริโภค (Consumer Goods) เช$น
รถยนตN อาหารกระปอV ง เคร่อื งใช4ไฟฟXาต$าง ๆ เปJนต4น

2) ผลิตภณั ฑNหรือสินคา4 กึง่ สำเร็จรูป (Producer Goods) คือ ผลิตภัณฑN
หรอื สินค4าที่จะนำไปผลิตต$ออกี คร้งั หนึ่ง เชน$ เหล็กเสน4 เหลก็ แผ$น ยางแผ$น
อลูมิเนยี มเสน4 เปJนตน4

นอกจากความหมายดังกล$าขา4 งตน4 แล4ว Manufacturing ยังรวมเอากิจกรรมตา$ ง ๆ ที่
เกีย่ วกบั การผลติ เขา4 ไปดว4 ย ซงึ่ ประกอบดว4 ย การออกแบบและการจัดทำเอกสาร การเลือก
วัสดุ การวางแผน การผลติ การประกนั คณุ ภาพ การจดั การและการตลาด

2. Production หมายถงึ กระบวนการเปลี่ยนแปลงวตั ถดุ บิ หรือวัสดุใหก4 ลายเปนJ ผลติ ภัณฑN
สำเร็จ เชน$ เดยี วกนั กับคำว$า Manufacturing แตแ$ ตกต$างกนั ตรงที่ Production จะรวมเอา
งานบรกิ ารต$าง ๆ เขา4 ไปด4วย เชน$ การผลิตอาหารกระปVอง บรษิ ทั ประกันภยั บรกิ ารท่ีไดร4 บั
จากโรงพยาบาลและการเข4ารบั การศกึ ษาจากมหาวิทยาลยั เปJนต4น

องคป$ ระกอบของกรรมวธิ ีการผลติ

การศกึ ษาเก่ยี วกบั กรรมวธิ ีการผลติ เราสามารถกำหนดไดbเปcน 2 แนวทางดวb ยกนั

กระบวนทางดbานเทคโนโลยกี ารของการผลิต (Technologic)
เศรษฐศาสตรขi องการผลติ (Economic)

• โดยกระบวนการทางด)านเทคโนโลยีของการผลิตจะเปSนการประยุกตZกระบวนการ
ทางกายภาพ และทางเคมีมาใช)เพื่อเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิต หรือคุณสมบัติ
ของวัสดุให)เปSนชิ้นส8วนหรือผลิตภัณฑZที่ต)องการ ซึ่งกระบวนการทางด)าน
เทคโนโลยีนี้จะรวมถึง การประกอบชิ้นส8วนเพื่อให)เปSนผลิตภัณฑZด)วย ดังนั้น
กระบวนการที่เหมาะสมกับการผลิต จะต)องมีการผสมผสานกันที่ดีระหว8าง
เครื่องจักรกล เครื่องมือ ต)นกำลังและคนงาน โดยกระบวนทั้งหมดนี้ จะต)องมีการ
จัดลำดับของการปฏิบัติงานของแต8ละขั้นตอนตั้งแต8วัตถุดิบเข)าสู8กระบวนการ
จนกระทง่ั ได)ผลิตภณั ฑดZ งั รปู ท่ี 1 (ก)

เศรษฐศาสตรAของการผลติ หมายถงึ การเปล่ยี นแปลงหรอื แปรรูปวสั ดุท่ีถูกปอX นเข4าไปใน
กระบวนการแลว4 ทำใหเ4 กดิ มูลค$าสูงขน้ึ ซึ่งการเพิม่ มลู คา$ นอ้ี าจจะกระทำได4โดยการเปลี่ยนแปลงรปู ทรง
ของช้ินงาน หรอื ปรบั ปรงุ คณุ สมบตั ิให4ดขี ้ึนหรอื ทัง้ สองอยา$ งรวมกัน ยกตวั อย$างเช$น การเปล่ยี นแปลง
และปรับปรุงเหลก็ หลอ$ ใหเ4 ปJนเหลก็ กลา4 การแปรรปู ทรายใหเ4 ปJนแกว4 และการแปรรูปพีโตรเลียม
(Petroleum)ให4เปนJ เม็ดพลาสตกิ จากน้ันกน็ ำเมด็ พลาสติกมาแปรรปู ให4เปนJ ขวดพลาสตกิ เกา4 อ้ี หรอื
ผลิตภณั ฑNจากพลาสติก เปนJ ตน4 ซึง่ สง่ิ ตา$ ง ๆ ทกี่ ล$าวมาน้ีเปนJ กระบวนการทีท่ ำใหเ4 กิดมลู ค$าเพมิ่ ข้ึน
ทงั้ ส้ินดงั รปู ที่ 1 (ข)

รูปท่ี 1 การกำหนดแนวทางทง้ั 2 ชนดิ ของการผลติ

การแบ>งกล>ุมของกระบวนการผลติ

• พ้ืนฐานของกระบวนการผลติ (Manufacturing Processes) สามารถแบง8 ออกได)
เปSน 2 กลุ8ม ใหญ8 ๆ ด)วยกนั คือ

Ø การปฏบิ ตั กิ ารของกระบวนการ (Processing Operation)
Ø การปฏบิ ัติการของการประกอบ (Assembly Operation)

• ปฏิบัติการของกระบวนการ จะเปSนกรรมวิธีการเปลี่ยนแปลงรูปร8างของวัสดุจาก
ขั้นตอนหนึ่ง ไปสู8อีกขั้นตอนหนึ่ง จนกระทั่งได)เปSนผลิตภัณฑZในขั้นตอนสุดท)าย
หรือเปSนการเพ่ิมมลู คา8 ให)กับวสั ดโุ ดยวิธกี ารเปล่ยี นคุณสมบัติ

• ส8วนปฏิบัติการของการประกอบ จะหมายถึงกระบวนการที่จะทำให)ชิ้นส8วนตั้งแต8
สองชิ้นขึ้นไปมาประสาน หรือต8อเข)าด)วยกัน ซึ่งในรูปที่ 2 แสดงการแบ8งกลุ8มของ
กระบวนการผลิต

กระบวนการขนึ# รูปวัสดุ การหล&อและการฉดี ขน้ึ
การปฏิบตั กิ ารของ รปู ด3วยแม&พิมพ9

กระบวนการ กระบวนการข้นึ รูปวัสดุ
ผง
กระบวนการผลิต กระบวนการปรบั เปลีย่ น
คณุ สมบัติ กระบวนการ
เปล่ียนแปลงอยา& งถาวร
ปฏบิ ัติการของ กระบวนการตัดเฉือน
กระบวนการตกแตง& ผวิ
วสั ดุ
รูปท่ี 2 การแบง8 กลมุ8 ของกระบวนการผลติ
กรรมวิธีทางความร3อน

การทำความสะอาดและ
การชุบผวิ

กระบวนการเคลอื บและ
พน& สี

การปฏิบัติการของการ การเชอ่ื ม
ประกอบ การบดั กรแี ขง็ และการ

กระบวนการผลิต กระบวนการตอ& แบบ บัดกรีออ& น
ถาวร การจับยึดดว3 ยสารเคมี
การจบั ยืดด3วยเกลยี ว
การจบั ยดึ ทางกล
วธิ ีการจดั ยดื แบบถาวร

รปู ท่ี 2 การแบง8 กลม8ุ ของกระบวนการผลิต

การปฏิบัติการของกระบวนการ เป2นกระบวนการเปลี่ยนแปลงวัสดุชิ้นงานจากขั้นตอนหนึ่ง ไปยังอีกขั้นตอน
หนึ่งจนกระท่งั ไดเB ปน2 ผลติ ภณั ฑGในข้ันสดุ ทาB ย

ซึ่งการปฏิบัติการของกระบวนการนี้จะใชBพลังงานเพื่อทำใหBวัสดุชิ้นงานเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปรNาง
คุณสมบัติทางกายภาพหรือการทำใหBเกิดมูลคNากับวัสดุ สNวนพลังงานอาจจะไดBจากเครื่องจักรกล ความรBอน ไฟฟRา
และเคมี โดยพลังงานจะถูกประยกุ ตGเพือ่ ใชใB นการควบคมุ เครือ่ งจักรกลและเครอื่ งมอื ดBวย
และนอกจากนี้ยังจำเป2นตBองใชBพลังงานจากคนงานซึ่งมีความสำคัญตNอการควบคุมเครื่องจักรกล หรือควบคุม
ข้ันตอนการผลิตและการนำชนิ้ สNวนเขาB -ออกจากเครอ่ื ง กอN นและหลังการปฏบิ ัติในแตNละรอบงานอีกดBวย

ในรูปที่ 2 (ก) แสดงรูปแบบโดยทั่วไปของการปฏิบัติการของกระบวนการ โดยวัสดุจะถูกปRอนเขBาไปใน
กระบวนการ ซึ่งพลังงานจะถูกประยุกตGใชBโดยเครื่องจักรกลและเครื่องมือตNาง ๆ เพื่อจะทำการเปลี่ยนแปลงวัสดุไป
เป2นชิ้นสNวนที่สมบูรณG และจากรูปเราจะเห็นวNาในการปฏิบัติการของกระบวนการผลิตนั้นจะทำใหBเกิดเศษวัสดุ
(Scrap) และของเสีย (Waste) ขน้ึ ดงั นน้ั จดุ ประสงคหG นง่ึ ทม่ี คี วามสำคญั ในกระบวนการผลติ คอื จะตอB งพยายามลด
ของเสียและเศษวสั ดุใหเB หลือนBอยท่ีสดุ

ในการปฏิบัติการของกระบวนการ โดยปกติมักจำเปJนจะต4องใช4กระบวนการที่มากกว$าหนึ่ง
กระบวนการ เพื่อที่จะทำให4เกิดการเปลี่ยนแปลงตั้งแต$นำวัสดุเข4าจนกระทั่งเปJนผลิตภัณฑNในขั้นสุดท4าย
ซึ่งกระบวนการจะมากหรือน4อยนั้นก็ขึ้นอยู$กับรูปร$างของชิ้นงานที่ต4องการและเงื่อนไขที่ถูกกำหนดโดย
ฝาp ยออกแบบ การปฏบิ ตั กิ ารของกระบวนการแบ$งออกไดเ4 ปนJ 3 กระบวนการดงั น้ี

v กระบวนการขนึ้ รูป

v กระบวนการปรับเปล่ยี นคุณสมบตั ิ

v กระบวนการตกแต$งผวิ

1.1 กระบวนการขึ้นรูป โดยส$วนมากแล4วกระบวนการขึ้นรูปจะเปJนการนำความร4อน และแรง
จากเครื่องจักรกลหรือทั้งสองรวมกันมาใช4เพื่อเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปทรงของชิ้นส$วน
ซ่งึ แบ$งออกไดเ4 ปJน 4 ประเภทคือ

§ การหล$อ การขน้ึ รปู ด4วยแม$พมิ พN และกระบวนการอย$างอนื่ ท่มี ลี ักษณะการเรม่ิ ตน4
ด4วยการทำให4วัสดุร4อนจนกลายเปJนของเหลวและกึ่งของเหลว

§ กระบวนการขน้ึ รูปวัสดผุ ง
§ กระบวนการเปล่ียนแปลงรูปรา$ ง
§ กระบวนการตดั เน้อื วสั ดุออก

1.2 กระบวนการปรับเปลย่ี นคณุ สมบตั ิ เปJนกระบวนการลำดบั ทสี่ องทต่ี อ$ เนื่องจากกระบวนการข้ึน
รูป โดยการทำใหว4 สั ดุชิ้นงานมีมูลค$าเพ่ิมข้นึ ด4วยการปรับเปล่ียนคุณสมบตั ิทางกลหรือคุณสมบัติทาง
กายภาพ ซ่งึ จะไม$มกี ารเปลยี่ นแปลงรปู ทรงของวัสดชุ นิ้ งานแตอ$ ยา$ งใด เชน$ กระบวนการปรับปรุง
คณุ สมบตั ิดว4 ยความรอ4 น (Heat Treatments) ซึ่งประกอบด4วยกระบวนการอบอ$อน (Annealing)
และกระบวนการชุบแข็ง (Hardening) วัสดจุ ำพวกโลหะ เปJนต4น

1.3 กระบวนการตกแต$งผวิ การปฏบิ ตั ิการของกระบวนการตกแต$งผวิ จะประกอบดว4 ย การทำ
ความสะอาด การปรบั ปรงุ และการเคลือบหรือกระบวนการเคลอื บด4วยฟลx มN บาง โดยกระบวนการ
ทำความสะอาดนี้อาจจะทำไดท4 งั้ กระบวนการทางเคมีและกระบวนการทางกล เพอ่ื ขจัดส่งิ สกปรก
นำ้ มันหรอื อนื่ ๆ ออกจากผวิ ของวสั ดุ ส$วนกระบวนการปรบั ปรุงผวิ ประกอบด4วย กระบวนการ
ทำงานทางกล เช$น การพ$นเม็ดเหล็ก (Shot Peening) และการพ$นเมด็ ทราย (Sand Blasting)
เปนJ ตน4 กระบวนการเคลอื บและกระบวนการเคลือบดว4 ยฟลx มN บางนน้ั จะถกู นำมาประยกุ ตใN ช4เพ่อื
การเคลือบผิวของชิ้นส$วน เช$น การชุบผิวด4วยไฟฟาX (Electroplating) การชบุ ผิวอะลูมเิ นยี ม
(Anodizing) และการเคลือบผวิ ดว4 ยอินทรยี Nวตั ถุทีเ่ รียกวา$ “การพน$ สี” (Painting) เปนJ ตน4 การ
เคลือบผิวมีจดุ ม$งุ หมายเพอื่ ปอX งกนั การกัดกร$อน การทำใหเ4 กิดสี ปXองกันการสกึ หรอและการ
เตรยี มผวิ เพ่ือไปยังลำดบั ขนั้ ต$อไปของกระบวนการ

การเคลือบผิวเปJนกระบวนการท่ีถกู นำมาใชม4 ากสำหรบั วสั ดจุ ำพวกโลหะ และในบาง
กรณจี ะถูกนำมาใชบ4 นกระบวนการประกอบด4วย เชน$ การเชอ่ื มประกอบตัวถงั ของรถยนตN
ซง่ึ จะต4องมีการพ$นสี และทำการเคลือบผวิ อีกครั้งหนึ่ง นอกเหนือจากนกี้ ระบวนการเคลือบ
ยังถกู นำไปปรบั ใชก4 ับงานเคลือบวสั ดุท่เี ปJนกงึ่ ตวั นำไฟฟาX (Semi-Conductor) ในแผงวงจร
ร$วม (Integrated Circuits : IC) ของชิ้นส$วนสำหรบั งานไมโครอิเลก็ ทรอนกิ สอN ีกด4วย

2. การปฏบิ ตั ิการของการประกอบ (Assembly Operation)

พื้นฐานของการผลิตชนิดที่สองของกระบวนการผลิตคือ การประกอบ ซึ่งเป?นกระบวนการนำชิ้นสAวน
ตั้งแตAสองชิ้นหรือมากกวAามาตAอเขFาดFวยกันเพื่อใหFเกิดรูปลักษณLแบบใหมA (Entity) ขึ้นมา โดยกระบวนการของ
การประกอบแบAงออกไดFเป?น 2 ลกั ษณะคอื

2.1 กระบวนการตAอแบบถาวร (Permanent) ประกอบดวF ย การเช่ือม การบดั กรแี ขง็ การบดั กรีออA นและการตAอ
ดFวยสารเคมหี รอื วัสดุประสาน (Adhesive Bonding) เป?นตนF

2.2 กระบวนการประกอบทางกล (Mechanical Assembly) เป?นกระบวนการตAอชน้ิ สAวนท่ีมีวัตถุประสงคเL พอื่ ใหF
สามารถถอด-ประกอบไดF เชAน การประกอบดFวย สกรู โบลตL นัต การจบั ยึดดFวยเกลยี ว(Threaded Fasteners) โดยวิธีอน่ื
ๆ การย้ำหมุดและการประกอบดFวยการสวม (Fitting) เป?นตFน

นอกเหนือจากการปฏิบัติการของกระบวนการและการประกอบแล4ว ในกระบวนการผลิต
ยังจำเปJนต4องมีระบบสนับสนุนต$างๆ เพื่อช$วยให4การผลิตผลิตภัณฑNเปJนไปอย$างมีประสิทธิภาพ
ซึ่งประกอบดว4 ย
Ø การขนถ$ายและจัดเกบ็ วัสดุ (Material Handling and Storage)

Ø ตรวจสอบและการทดสอบ (Inspection and Testing)

Ø การควบคุม (Control)

Thank You!