การขึ้นรูปโลหะ ด้วยวิธีต่างๆ

     การขึ้นรูปโลหะ เป็นกระบวนการผลิตที่สามารถเปลี่ยนรูปร่างของชิ้นงาน โดยสามารถทำได้หลากหลายวิธี หนึ่งในนั้นคือการขึ้นรูปโลหะด้วยกรรมวิธีผง (Powder Metallurgy) ซึ่งเป็นวิธีที่สามารถผลิตชิ้นงานที่ซับซ้อนได้อย่างดี รวมถึงถูกนำไปใช้งานในอุตสาหกรรมหลากหลายประเภท

     การขึ้นรูปโลหะ ปั๊มขึ้นรูปโลหะด้วยกรรมวิธีผง คืออะไร?

     การขึ้นรูปโลหะด้วยกรรมวิธีผง หรือ Powder Metallurgy เป็นกระบวนการขึ้นรูปชิ้นงานด้วยวัสดุตั้งต้นที่เป็นผงโลหะ เช่น ผงเหล็ก ผงทองเหลือง ผงทองแดง ผงอะลูมิเนียม ผงดีบุก ผงนิเกิล ผงไทเทเนียม ผงสแตนเลส และผงโลหะทนความร้อนชนิดอื่น ๆ ก่อนจะนำมาอัดให้ได้รูปทรงที่ต้องการแล้วนำไปผ่านกระบวนการความร้อนเพื่อให้ส่วนผสมเกาะติดกันเป็นชิ้นงานที่เป็นของแข็ง การขึ้นรูปโลหะ ปั๊มขึ้นรูปโลหะด้วยกรรมวิธีผงเป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมหลากหลายประเภท ไม่ว่าจะเป็นชิ้นส่วนของเครื่องบิน เช่น Landing Gear, ชิ้นส่วนในอะไหล่รถจักรยาน เช่น อะไหล่โช๊ค อะไหล่ชุดแต่ง, ชิ้นส่วนในอะไหล่รถยนต์ เช่น อะไหล่โช๊ค อะไหล่แตร, ชิ้นส่วนอะไหล่มอเตอร์ต่างๆ เช่น บู๊ชมอเตอร์พัดลม บู๊ชมอเตอร์แอร์ บู๊ชมอเตอร์เครื่องปั่น รวมไปถึงชิ้นส่วนทางอิเล็กทรอนิกส์มากมายก็ประกอบไปด้วยชิ้นส่วนที่ผ่านการขึ้นรูปโลหะ ปั๊มขึ้นรูปโลหะด้วยกรรมวิธีผงทั้งสิ้น

     ขั้นตอนการขึ้นรูปโลหะ ปั๊มขึ้นรูปโลหะด้วยกรรมวิธีผง

     1.กระบวนการผลิตและผสมผงโลหะ ขั้นตอนแรกคือการเตรียมผงโลหะด้วยการนำโลหะมาบดละเอียดด้วยวิธีต่าง ๆ เมื่อได้ผงโลหะออกมาแล้ว จึงนำไปผสมเข้ากับสารหล่อลื่น สารเพิ่มการยึดเกาะ หรือผงโลหะชนิดอื่นเพื่อให้เหมาะสมกับการนำไปขึ้นรูปโลหะ ปั๊มขึ้นรูปโลหะตามที่ต้องการ

     2.กระบวนการอัดขึ้นรูป (Compacting) การขึ้นรูปเป็นขั้นตอนการอัดผงโลหะเข้าไปในแม่พิมพ์เพื่อให้ได้รูปแบบที่ต้องการ เป็นกระบวนการใส่ส่วนผสมของผงโลหะลงในแม่พิมพ์แล้วกดลง ผงโลหะจะยึดเกาะกันจนมีความแข็งแรง มากพอที่จะสามารถนำไปผ่านกระบวนการทางกลต่าง ๆ ได้ โดยผลผลิตที่ได้จากกระบวนการนี้จะเรียกว่า Green Compact การขึ้นรูปมี 2 วิธีคือการขึ้นรูปด้วยแรงดันและการขึ้นรูปโดยที่ไม่ใช้แรงดัน โดยจะนิยมใช้วิธีการอัดขึ้นรูปด้วยแรงดันมากที่สุด

     3.กระบวนการเผาผนึก (Sintering) กระบวนการเผาผนึกถือเป็นกระบวนการสำคัญในการขึ้นรูปโลหะ ปั๊มขึ้นรูปโลหะ โดยเป็นขั้นตอนการให้ความร้อนเพื่อให้ชิ้นงานจับตัวเป็นเนื้อเดียวกัน มีทั้งหมดสามส่วนคือ

          3.1    Burn Off ขั้นตอนการทำให้สารหล่อลื่นระเหยไปเพื่อป้องกันรอยแตก

          3.2     High Temperature ขั้นตอนการให้ความร้อนสำหรับกระบวนการเผา

          3.3    Cooling ขั้นตอนการทำให้ชิ้นงานเย็นตัวลง

    4.กระบวนการระยะสุดท้าย (Secondary Operation) หลังจากเสร็จกระบวนการเผาเรียบร้อยแล้ว สามารถเพิ่มกระบวนการอื่นเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของชิ้นงานให้ดีขึ้นตามที่ต้องการ โดยกระบวนการเพิ่มเติมเช่น  

         a.กระบวนการกลึง - เจียร (Lathe Processing)

         b.กระบวนการปั๊ม (Sizing) เป็นกระบวนการอัดภายใต้ภาวะความดันสูง เพื่อทำให้ขนาดเซ็นเตอร์ของชิ้นงานตรงตามความต้องการ นอกจากนี้ยังเพิ่มความแข็งแรงให้ชิ้นงาน กำจัดเศษเสี้ยน และทำให้ชิ้นงานมีความเรียบยิ่งขึ้น

         c.กระบวนการชุบและอบน้ำมัน (Oil Impregnating) กระบวนการนำชิ้นงานมาแช่ในน้ำมันหล่อลื่นเพื่อให้ซึมเข้าไปด้วยความร้อน กระบวนการนี้จะช่วยป้องกันการกัดกร่อน ลดความเสียดทานของชิ้นงาน

     5.กระบวนการตรวจสอบ (Quality Control) หลังจากได้ชิ้นงานเรียบร้อยก็จะถึงขั้นตอนการตรวจสอบ กระบวนการตรวจสอบจะสำรวจหาจุดที่ไม่มั่นใจในระดับคุณภาพ รวมถึงจุดที่เป็น Critical Point ของชิ้นงาน เพื่อคัดแยกงานที่มีคุณภาพออกมา เป็นขั้นตอนสุดท้ายก่อนทำการบรรจุเพื่อส่งมอบให้กับลูกค้า กระบวนการบรรจุ (Packing and Delivery) เมื่อผ่านการตรวจสอบและได้ชิ้นงานที่มีคุณภาพแล้ว ขั้นตอนต่อไปจะกระบวนการนำชิ้นงานที่ผ่านการตรวจสอบเรียบร้อยแล้วมาทำความสะอาด และบรรจุกล่องตามมาตรฐานของบรรจุภัณฑ์