การพัฒนาการขึ้นรูปคอมพอสิตแบบ Resin Transfer Molding (RTM) สำหรับชิ้นส่วนยานยนต์
จาก Thailand Science and Technology Wikipedia
เนื้อหา |
หน่วยงานเจ้าของผงาน
ศุนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ
ชื่อของผลงาน
การพัฒนากระบวนการขึ้นรูปคอมพิสิตแบบ Resin Transfer Molding (RTM) สำหรับชิ้นส่วนยานยนต์
สาขาของผลงาน
ยานยนต์
ผู้ผลิตผลงาน
ดร.วุฒิพงษ์ สันติวานนท์ (หัวหน้าโครงการ) ดร.บรรพต ไม้งาม ดร.ธีระพนธ์ แย้มวงษ์ บงกช หะรารักษ์ สกล ทิพย์ทวีชัย ดำรง ถนอมจิต สมบูรณ์ อัศวพิชญโชติ ฌัชชา ประกายมรมาศ ยุทธนา โฆษิตสกุล
รายละอียดของผลงาน
ปัจจุบันการใช้งานวัสดุคอมพอสิตเริ่มมีบทบาทมากขึ้นในอุตสาหกรรมชิ้นส่วนยานยนต์ เนื่องจากสามารถตอบสนองความต้องการในการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องการความแข็งแรงทนทาน น้ำหนักเบา สามารถขึ้นรูปชิ้นงานที่ซับซ้อนได้ดีกว่าโลหะที่ต้องใช้แม่พิมพ์หลายชุดประกอบกัน แต่วัสดุคอมพอสิตนั้นสามารถทำได้ในขั้นตอนเดียว ซึ่งการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์คอมพอสิตในประเทศไทยนั้น ยังใช้กระบวนการขึ้นรูปแบบ Hand- layup และ Spray-up ที่เหมาะกับการขึ้นรูปชื้นส่วนไม่เกิน 1,000 ชิ้น เนื่องจากต้องใช้เวลาในการขึ้นรูปหลายชั่วโมงต่อหนึ่งชิ้นงาน จึงเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการผลิตชิ้นส่วนรถยนต์ในปริมาณมาก ดังนั้น การนำเทคนิคขึ้นรูปแบบ Resin Transfer Molding (RTM) มาใช้ในการผลิตชิ้นส่วน จึงเป็นทางเลือกหนึ่งที่สามารถเพิ่มปริมาณ และความรวดเร็วในการผลิตได้ RTM เป็นวิธีขึ้นรูปชิ้นงานคอมพอสิตที่แพร่หลายในต่างประเทศโดยสามารถขึ้นรูปชิ้นงานที่มีรูปร่างและขนาดเล็กไปถึงใหญ่ รวมถึงชิ้นงานที่มีความซับซ้อน ซึ่งมีค่าใช้จ่ายในการผลิตน้อยกว่ากระบวนการอัดขึ้นรูปและกระบวนการฉีด เนื่องจากข้อได้เปรียบด้านราคาของแม่พิมพ์ เพราะใช้ความดันน้อย วัสดุที่ใช้ทำแม่พิมพ์จึงสามารถใช้วัสดุราคาถูก ในส่วนขั้นตอนการผลิตเส้นใยเสริมจะถูกทำเป็น Preform แล้ววางลงในแม่พิมพ์ จากนั้นทำการฉีดเรซินเข้าไปในแม่พิมพ์ให้ไหลเข้าไปในส่วนต่างๆของแม่พิมพ์พร้อมกับหุ้มเคลือบ Preform ของเส้นใยเสริมแรง และเพื่อให้ได้ชิ้นงานที่มีคุณภาพ เรซินต้องไหลเข้าไปครอบคลุมทุกส่วนของ Preform เพื่อไม่ให้เกิด voids หรือ dry spots ที่มีผลต่อความแข็งแรงและคุณภาพของชิ้นงานการไหลของเรซินเข้าสู่แม่พิมพ์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ซึ่งความเข้าใจเกี่ยวกับการไหลของเรซินในแม่พิมพ์สามารถช่วยปรับปรุงกระบวนการผลิตให้รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นงานวิจัยนี้ทำการทดลองขึ้นรูปวัสดุคอมพอสิตด้วยกระบวนการ RTM โดยสามารถออกแบบและขึ้นรูปชิ้นงานคอมพอสิตได้ 2 โมเดล และศึกษาถึงตัวแปรต่างๆ ที่มีผลต่อคุณภาพและสมบัติของชิ้นงาน เช่น ความหนืดและความเร็วของการเกิดปฏิกิริยาของเรซิน คุณสมบัติและการวางไฟเบอร์ในแม่พิมพ์ และสภาวะที่เหมาะสมในการฉีดเรซินเข้าไปข้างในแม่พิมพ์ ได้แก่ อุณหภูมิ ความดัน และเวลา ในการศึกษาตัวแปรที่มีผลต่อการขึ้นรูปเหล่านี้ โครงการได้นำเทคนิคการตรวจสอบในขณะขึ้นรูป (On-line monitoring) เข้ามาช่วยในการควบคุมคุณภาพ โดยการประยุกต์ใช้วิธี Dielectric Analysis (DEA) และพัฒนาระบบชุดเครื่องมือในการตรวจสอบและควบคุมการขึ้นรูปคอมโพสิตโดยการตรวจวัดอุณหภูมิและเวลาที่เหมาะสมในการขึ้นรูป นอกจากนี้ ได้ศึกษาปัจจัยที่ทำให้ชิ้นงานที่มีพื้นผิวสวยงาม ขจัดปัญหาการเกิดฟองอากาศ หรือลดการยุบตัวของเรซิน เพื่อให้เหมาะกับการนำไปใช้เป็นส่วนประกอบยานยนต์
ประโยชน์ของผลงาน
โครงการวิจัยนี้ นอกจากจะสามารถออกแบบและผลิตขึ้นรูปวัสดุคอมโพสิตในรูปลักษณ์ใหม่ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Roof module แล้ว ยังก่อให้เกิดองค์ความรู้สำหรับผลิตชิ้นส่วนยานยนต์และนำไปประยุกต์ใช้พัฒนาขึ้นรูปชิ้นงานคอมโพสิตสำหรับอุตสาหกรรมอื่นๆนอกจากนั้นการนำคอมพิวเตอร์ช่วยในการผลิต (Computer Integrated Manufacturing, CIM) มาใช้ในงานวิจัย ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการขึ้นรูป ซึ่งแตกต่างจากอุตสาหกรรมคอมพอสิตในประเทศที่โดยส่วนใหญ่ เป็นการออกแบบและผลิตโดยใช้ประสบการณ์และการคาดการณ์
การจำแนกการนำไปใช้ประโยชน์
อุตสาหกรรม : การผลิต
- การพัฒนาคุณภาพของผลผลิต
อ้างอิง
กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.(2552).30 ปี แคตตาล็อกผลงานเด่นกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.กรุงเทพฯ : กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
