dot
ชื่อผู้ใช้ :
รหัสผ่าน :
bullet ลืมรหัสผ่าน
bullet สมัครสมาชิก
dot




การทำไฟเบอร์กลาสด้วยระบบแวคคั่ม (Infusion) (ตอนที่ 1)

       ก่อนจะกล่าวถึงกระบวนการผลิตชิ้นงานที่เรียกว่า Infusion ที่ช่างบางคนเรียกว่าระบบแวคเพราะใช้ปั๊มแวคคัมนั้นขอกล่าวถึงวิธีการทำชิ้นงานในรูปแบบต่างๆซักเล็กน้อยเพื่อความเข้าใจในหลักการทำงานเบื้องต้น  

 

วิธีที่แรก ที่จะพูดถึงเป็นวิธีที่แพร่หลายที่สุดคือวิธีการใช้มือทา หรือ Hand-layup

 

 

 

 

หลักการก็คือเอาใยแก้วและวัสดุอื่นที่ต้องการปูลงในแม่แบบ (โมลด์แล้วเอาเรซิ่นทาให้ทั่ว  รอให้แห้งแล้วแกะออก  ตัดแต่งเรียบร้อยเป็นอันเสร็จสิ้น  (ตามภาพ)   ข้อดีคือสะดวกรวดเร็ว  ต้นทุนค่าวัตถุดิบและวัสดุต่ำ  เต็มที่ก็ใช้เครื่องพ่นเจลค็ทถ้าต้องการให้ผิวหน้าเรียบ  

 

     

วิธีที่สอง เรียกว่า Spray-up

แทนที่จะเอาใยแก้วแผ่นปูบนโมลด์แล้วทาเรซิ่นด้วยมือคน  วิธีนี้จะใช้ใยแก้วแบบเป็นม้วนเส้นด้ายป้อนเข้าเครื่องพ่นที่มีตัวตัดอยู่  พ่นออกมาเป็นเส็นที่ถูกตัดแล้วโดยที่ตรงหัวพ่นจะมีท่อพ่นเรซิ่นพร้อมๆกันไป   พ่นเหมือนพ่นสี แต่ต้องมีคนที่คอยกลิ้งให้เส็นใยแก้วกับเรซิ่นแนบไปกับโมลด์อีกที   พอได้ความหนาที่ต้องการ ปล่อยให้แห้งแล้วแกะออกจากโมลด์ได้   ข้อดีคือต้นทุนวัตถุดิบต่ำ  ทำงานแนวตั้งสะดวก  ทำงานชิ้นใหญ่ๆได้ดี 

 

วิธีที่สาม   เรียกว่า Filament Winding

 

 

      เป็นวิธีเฉพาะสำหรับการชึ้นรูปชิ้นงานทรงกระบอกเท่านั้นคือ ท่อและถังต่างๆ  โดยใช้ใยแก้วแบบม้วนเส้นด้าย  ให้เส้นใยแก้ววิ่งผ่านอ่างเรซิ่นแล้วขึ้นไปพันกับโมลด์ที่เป็นทรงกระบอกเหมือนกัน   พันทับไปมาจนทั่วโมลด์  เมื่อแห็งแล้วดึงชิ้นงานออกจากโมลด์  ก็จะได้ท่อนไฟเบอร์กลาสกลวงสำหรับงานท่อ หรือ ถัง ต่อไป  ในที่นี้เราจะขอไม่เอ่ยถึงกระบวนการนี้อีกเพราะเป็นกระบวนการขึ้นรูปทรงกระบอกเท่านั้น  

ทั้งแบบ Hand-layup และ Spray-up นั้นเป็นกระบวนการพื้นฐานที่ใช้อยู่ทั่วโลก   เหมาะกับการทำชิ้นงานทั่วไปเช่น  กันชนรถ  หลังคารถ  ถังบำบัด  เก้าอี้  โต๊ะ  ถังขนาดเล็ก-กลาง  รูปปั้น  หินเทียม  พระพุทธรูป   คือชิ้นส่วนอะไรก็ได้ที่ต้องการความแข็งแรง แต่น้ำหนักเบา  ทนการกัดกร่อน  ข้อเสียของกระบวนการนี้คือ

  1. ชิ้นงานเรียบด้านที่สัมผัสกับโมลด์ด้านเดียว
  2. ยังมีความหนักอยู่

สำหรับชิ้นงานที่ต้องการให้เรียบสองด้าน   เราสามารถใช้โมลด์สองตัวประกบหน้าหลังได้  หรือใช้อีกกระบวนการหนึ่งไปเลย   คือ  RTM (Resin Transfer Molding)

RTM นี้เหมือนกันหลักการใช้โมลด์ประกบ  แต่จะปิดโมลด์ตัวผู้กับตัวเมียให้สนิทก่อนก่อนฉีดเรซิ่นเข้าไปในโมลด์จนทั่ว   พอแห้งแล้วก็เปิดโมลด์ถอดชิ้นงานออก    ข้อดีคือผิวชิ้นงานจะเรียบสองด้าน  แต่ข้อเสียคือต้นทุนสูงทั้งตอนลงทุนเครื่องฉีด  โมลด์ และวัตถุคิบ   เหมาะสำหรับงานที่ต้องการเรียบสองด้านและมีจำนวนชิ้นงานต่อแบบสูงๆ   

ต่อมาได้มีการปรับกระบวนการผลิตไปบ้างคือลดแรงดันในการฉีดเรซิ่นลงโดยเอาปั๊มสุญญากาศมาช่วย  และเปลี่ยนไปใช้โมลด์ไฟเบอร์กลาสแทนโมลด์เหล็กเพื่อลดต้นทุนลง  เรียกว่า Lite RTM แต่ต้นทุนยังสูงกว่าแบบ Handlay หรือแม้แต่ Handlay + โมลด์ประกบอยู่ดี

 

 

 

 

 

ส่วนในปัญหาที่สองคือเรื่องความหนักของชิ้นงานนั้น   จะเป็นส่วนสำคัญขึ้นมาในบางกรณีเท่านั้นเพราะสินค้าบางอย่างลูกค้าก็ไม่ต้องการให้เบาจนเกินไปจนรู้สึกไม่แข็งแรง  เช่นพวกโต๊ะ  เก้าอี้ เป็นต้น   แต่ถ้าเป็นพวกชิ้นส่วนรถยนต์, เรือ, เครื่องบิน ยิ่งลดน้ำหนักได้มากขึ้นเท่าไร  ในขณะที่คงความแข็งแรงเดิมๆไว้ได้ก็จะยิ่งได้เปรียบในเรื่องความเร็วและอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง     พอพูดถึงเรื่องลดน้ำหนักนั้นขอให้ท่านเข้าใจก่อนว่าความแข็งแรงของชิ้นงานไฟเบอร์กลาสนั้นมาจากความแข็งแรงของเส้นใยแก้ว (หรือคาร์บอน) ที่อยู่ข้างใน   ใยแก้วนั้นมีความแข็งแรงดึง  Tensile Strengh (TS) อยู่ที่ 2400 Mega Pascal  ในขณะที่ โพลีเอสเตอร์เรซิ่น  มี TS อยู่ที่ 50 Mega Pascal เท่านั้น   ดังนั้นถ้าจะลดน้ำหนักโดยให้ความแข็งแรงของชิ้นงานคงที่ก็ต้องลดอัตราส่วนของเรซิ่นลงให้มากที่สุด   โดยปรกติแล้ว  ถ้าขึ้นรูปด้วยกระบวนการ Hand Layup  อัตราส่วนใยแก้วต่อเรซิ่นจะอยู่ที่ 30 เปอร์เซ็นต์   ต่อให้เราพยายามรีดเรซิ่นออกให้มากที่สุดในตอนทาเรซิ่น  อัตราส่วนก็จะดีขึ้นได้อีกประมาณ 5 เปอร์เซนต์เท่านัน   วิธีรีดเรซิ่นที่ดีที่สุดในปัจจุบันคือกระบวนการที่เราจะพูดถึงในที่นี้คือ Infusion นั่นเอง   

หลักการก็คือเราจะวางใยแก้วและวัสดุเสริมแรงอื่นๆ ที่ต้องการลงไปในโมลด์   ก่อนซีลโมลด์ให้สนิทด้วยฟิลม์และซีลกันรั่ว  ใช้ปั๊มดูดอากาศออกให้หมด  แล้วปล่อยให้เรซิ่นซึมผ่านเข้าไปในโมลด์อย่างช้าๆด้วยแรงดูดของปั๊ม   จะมีเรซิ่นส่วนเกินเข้าไปในระบบนี้น้อยมากเพราะเมื่อเรซิ่นเกินก็จะถูกดูดไหลออก   เมื่อเรซิ่นเต็มชิ้นงานเราก็ปิดปั๊ม  รอให้แห้งก็แกะทุกอย่างออกได้เลย   

 

ในกระบวนการการผลิตนั้นมีขั้นตอน รายละเอียด  และ เทคนิค ต่างๆมากมาย ไม่ได้สั้นๆง่ายๆ อย่างที่เขียนสรุปมา  ไม่ว่าจะเป็น Hand-layup,  Spray-Up, Filament Winding,  RTM, RTM-light  โดยเฉพาะ infusion  ที่มีวัสดุสิ้นเปลืองต่างๆ เข้ามาเกี่ยวข้องอยู่มาก   จึงน่าจะเป็นประโยชน์กับผู้อ่านที่เราจะพูดถึงทั้งอุปกรณ์และขั้นตอนการทำงานแบบมีภาพประกอบในทุกขั้นตอนเพื่อความเข้าใจของท่านให้มากยิ่งขึ้น 

 

   

อ่านต่อ...ตอนที่ 2




.