metal Archives - MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ https://www.mtec.or.th/category/metal/ National Metal and Materials Technology Center Mon, 16 Jun 2025 02:14:07 +0000 en-US hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.8.1 https://www.mtec.or.th/wp-content/uploads/2019/03/favicon.ico metal Archives - MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ https://www.mtec.or.th/category/metal/ 32 32 จาก ‘กระป๋องเครื่องดื่มใช้แล้ว’…สู่ ‘อุปกรณ์ดูดซับแรงปะทะการชนท้าย’ https://www.mtec.or.th/tma/ Fri, 13 Jun 2025 03:24:40 +0000 https://www.mtec.or.th/?p=38496 การชนท้ายเป็นอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง และมีอัตราการเสียชีวิตสูงหากยานพาหนะคู่กรณีมีความแข็งเกร็ง (rigid) และน้ำหนักต่างกันมาก

The post จาก ‘กระป๋องเครื่องดื่มใช้แล้ว’…สู่ ‘อุปกรณ์ดูดซับแรงปะทะการชนท้าย’ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>

จาก ‘กระป๋องเครื่องดื่มใช้แล้ว’...สู่ ‘อุปกรณ์ดูดซับแรงปะทะการชนท้าย’

เรียบเรียงโดย
งานสื่อสารและขับเคลื่อนความรู้ ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ

การชนท้ายเป็นอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง และมีอัตราการเสียชีวิตสูงหากยานพาหนะคู่กรณีมีความแข็งเกร็ง (rigid) และน้ำหนักต่างกันมาก เช่น พาหนะขนาดเล็ก อย่างมอเตอร์ไซค์หรือรถยนต์ ชนกับรถบรรทุกขนาดใหญ่ หรือรถปฏิบัติงานที่กำลังปฏิบัติหน้าที่ เช่น ซ่อมบำรุงไฟฟ้า ดูดฝุ่น และตีเส้นจราจร โดยเฉพาะบนทางด่วนและทางหลวง

กรณีรถปฏิบัติงาน แม้ว่าจะมีมาตรฐานการปฏิบัติงานก็ยังไม่อาจหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุการชนท้ายได้ ซึ่งมักมีผู้เสียชีวิตตามมา วิธีการหนึ่งที่จะช่วยลดความรุนแรงของอุบัติเหตุคือ การติดอุปกรณ์ดูดซับแรงปะทะ (Truck Mounted Attenuator, TMA) บริเวณท้ายรถปฏิบัติงาน หรือ ‘รถคุ้มกัน’

อย่างไรก็ดี การติด TMA ก็มีข้อจำกัด 2 เรื่องหลัก ได้แก่ ราคานำเข้าที่สูง และพื้นที่ติดตั้งซึ่งหากยาวเกินไปจะเป็นอุปสรรคต่อการขับขี่ นอกจากนี้เมื่อ TMA เกิดความเสียหายแล้ว ก็จะไม่สามารถนำมาใช้งานได้อีก ส่งผลให้มีจำนวนอุปกรณ์ไม่เพียงพอในภาพรวม

ทีมวิจัยของศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สวทช. ได้ร่วมกับหน่วยงานพันธมิตรพัฒนา TMA โดยทีมวิจัยเอ็มเทคได้ออกแบบและเลือกใช้วัสดุเพื่อลดข้อจำกัดที่กล่าวมาแล้ว

ทีมวิจัยเลือกวัสดุที่มีโครงสร้างผนังบางรูปทรงท่ออย่างกระป๋องเครื่องดื่มที่ใช้แล้วเนื่องจากมีราคาถูก และมีพื้นที่ในการยุบตัวมากสามารถดูดซับพลังงานได้ดี โดยออกแบบเป็น TMA แบบติดตั้งถาวรที่พับเก็บได้ และรองรับการชนที่ระดับความเร็วสูงสุด 100 กม./ชม. สำหรับติดตั้งกับรถปฏิบัติงานบนทางด่วน

ปัจจัยหลักที่ใช้ในการออกแบบ ได้แก่ ความเร็วในการชน มวลของรถ และขีดจำกัดการหน่วงความเร็ว ซึ่งสัมพันธ์กับความเสี่ยงในการบาดเจ็บของมนุษย์ ทีมวิจัยจึงนำปัจจัยหลักเหล่านี้มาใช้ในการออกแบบ TMA ให้มีขนาดความยาวพอที่จะดูดซับพลังงานจากแรงปะทะ และมีแรงปะทะที่ไม่เกินค่าสูงสุดที่ยอมรับได้ โดยใช้วัสดุเสริมแรง ได้แก่ โฟมโพลิยูรีเทน ช่วยดูดซับแรงปะทะ

ทีมวิจัยยังต่อยอดองค์ความรู้จากงานวิจัยนี้โดยประยุกต์กับงานอื่น เช่น ตัวดูดซับบริเวณแยกตัววาย หรือจุดสิ้นสุดราวกั้น ซึ่งหากมีการใช้งานจริงก็จะช่วยลดความสูญเสียทั้งชีวิตและทรัพย์สินของผู้ใช้รถใช้ถนน ยกระดับความปลอดภัย ทั้งเป็นการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยนำวัสดุที่ไม่ใช้แล้วมาเพิ่มมูลค่าเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่เพื่อหมุนเวียนใช้ซ้ำก่อนนำกลับมารีไซเคิลใหม่

ปัจจุบันงานวิจัยนี้ได้ผลิตเป็นต้นแบบแล้ว ส่วนการขยายผลในอนาคตจำเป็นต้องได้รับความร่วมมือจากภาคส่วนต่างๆ ในการสนับสนุนวัสดุและค่าใช้จ่ายในการผลิต ผลิต ติดตั้ง เพื่อใช้งานเชิงสาธารณะประโยชน์

ติดต่อสอบถามข้อมูล:
ดร.สมพงษ์ ศรีมโนเสาวภาคย์
โทรศัพท์: 0 2564 6500 ต่อ 4573
อีเมล: sompongs@mtec.or.th

The post จาก ‘กระป๋องเครื่องดื่มใช้แล้ว’…สู่ ‘อุปกรณ์ดูดซับแรงปะทะการชนท้าย’ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>
ทำไมจึงกล่าวว่านรกใช้กระทะ ‘ทองแดง’? มุมมองเชิงวัสดุศาสตร์ https://www.mtec.or.th/post-knowledges-68724/ Tue, 11 Mar 2025 01:35:58 +0000 https://www.mtec.or.th/?p=35734 สภาพการนำความร้อน เป็นแง่มุมแรกที่เราต้องพิจารณาในการใช้งาน เพราะหากโลหะที่เลือกใช้มีสมบัติการนำความร้อนที่ต่ำ ก็อาจจะส่งผลให้อุณหภูมิในแต่ละตำแหน่งของกระทะแตกต่างกันได้ ดังนั้น กระทะที่เหมาะสมจึงต้องนำความร้อนได้ดี

The post ทำไมจึงกล่าวว่านรกใช้กระทะ ‘ทองแดง’? มุมมองเชิงวัสดุศาสตร์ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>

ทำไมจึงกล่าวว่านรกใช้กระทะ ‘ทองแดง’? มุมมองเชิงวัสดุศาสตร์

ดัดแปลงและเรียบเรียงจากบทความ “บรรลัยวิทยา”
โดย โฆษิต วงค์ปิ่นแก้ว วิศวกรอาวุโส
ทีมวิจัยการวิเคราะห์ความเสียหายและวิศวกรรมการเชื่อถือ
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค)

บางท่านอาจเคยเห็นคำว่า ‘โลหกุมภีนรก’ จากหนังสือไตรภูมิพระร่วง ซึ่งแปลตรงตัวหมายถึง นรกหม้อโลหะ แต่หลายคนมักเรียกว่า ‘นรกกระทะทองแดง’

ประเด็นความเชื่อในเชิงวัฒนธรรมนี้มีแง่มุมทางวิชาการที่น่าขบคิดว่า เหตุใดจึงต้องเป็นกระทะ ‘ทองแดง’ บทความนี้จะให้มุมมองในเชิงวัสดุศาสตร์และเกร็ดน่าสนใจอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

สภาพการนำความร้อน เป็นแง่มุมแรกที่เราต้องพิจารณาในการใช้งาน เพราะหากโลหะที่เลือกใช้มีสมบัติการนำความร้อนที่ต่ำ ก็อาจจะส่งผลให้อุณหภูมิในแต่ละตำแหน่งของกระทะแตกต่างกันได้ ดังนั้น กระทะที่เหมาะสมจึงต้องนำความร้อนได้ดี

หากพิจารณาสภาพการนำความร้อนของโลหะ (thermal conductivity) จะพบว่าโลหะเงินมีค่าสภาพการนำความร้อนสูงสุด แต่ทว่าโลหะเงินบริสุทธิ์มีสมบัติทางกลที่ไม่ดี เนื่องจากมีความแข็งแรงต่ำ จึงนิ่มและเสียรูปได้ง่ายเมื่อได้รับความร้อน

เนื่องจากกระทะต้องถูกใช้เป็นเวลานาน อีกสมบัติหนึ่งที่ต้องคำนึงถึงคือ ความต้านทานการกัดกร่อน (corrosion resistance)

หากพิจารณาโลหะที่ได้รับความนิยมในการทำกระทะอย่างเหล็กจะพบว่าแม้เหล็กมีสภาพการนำความร้อนดีในระดับหนึ่ง แต่ข้อด้อยสำคัญคือเกิดการกัดกร่อนง่าย (ภาษาพูดเรียกว่าเกิดสนิมง่าย)

นอกจากนี้ ยังน่ารู้ด้วยว่าเหล็กสามารถชะละลายและเจือปนในน้ำต้มได้ ดังนั้นเราจึงไม่ใช้กระทะเหล็กทำอาหารหรือขนมที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบหลัก เนื่องจากจะทำให้สีและรสชาติอาหารเปลี่ยนแปลงไป

แล้วอะลูมิเนียมล่ะ? แม้ว่าโลหะอะลูมิเนียมมีสภาพการนำความร้อนที่ดี แต่ก็เกิดการกัดกร่อนได้ง่ายหากสัมผัสกับเกลือหรืออยู่ในสภาวะที่เป็นกรดสูง ในทางปฏิบัติเราจึงไม่ควรใช้ภาชนะอะลูมิเนียมสัมผัสกับอาหารที่มีรสเปรี้ยวเป็นระยะเวลานาน

ส่วนเหล็กกล้าไร้สนิมหรือสเตนเลสสตีล (stainless steel) แม้ว่าสเตนเลสเกรด 304 ที่เราคุ้นชินจะทนต่อการกัดกร่อนได้ดี แต่ก็มีค่าการนำความร้อนต่ำ ตำแหน่งที่อยู่ใกล้เปลวไฟจะร้อนกว่าบริเวณอื่น ซึ่งอาจทำให้บริเวณกลางกระทะเกิดรอยไหม้ได้

สุดท้ายหากคิดถึงทองเหลืองซึ่งทนการกัดกร่อนและนำความร้อนที่ดีใกล้เคียงทองแดง แต่เนื่องจากทองเหลืองเป็นโลหะผสมของทองแดงกับสังกะสี ดังนั้นหากใช้งานนานเข้าก็จะเกิดการกัดกร่อนชนิดดีอัลลอยอิง (dealloying) ซึ่งจะทำให้เกิดรูพรุนขนาดเล็กที่ผิวของโลหะได้

โดยสรุป กระทะทองแดงจึงนับว่าเหมาะสมกับการใช้งานมากที่สุด เนื่องจากทองแดงนำความร้อนดีและยังสามารถสร้างฟิล์มออกไซด์ที่ทนต่อการกัดกร่อนได้ และนี่คือเหตุผลหลักที่ทำให้มีการพูดถึง ‘กระทะทองแดง’ ในความเชื่อเชิงวัฒนธรรม เช่น นรก

The post ทำไมจึงกล่าวว่านรกใช้กระทะ ‘ทองแดง’? มุมมองเชิงวัสดุศาสตร์ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>
งานวิจัยการผลิตโฟมอะลูมิเนียมจากน้ำโลหะ https://www.mtec.or.th/post-knowledges-4175/ Tue, 06 Feb 2018 02:35:46 +0000 http://10.228.23.44:38014/?p=13035 เมื่อพูดถึงโฟม คนส่วนใหญ่มักนึกถึงโฟมที่ทำจากพลาสติก เช่น โพลิสไตรีน (polystyrene)...

The post งานวิจัยการผลิตโฟมอะลูมิเนียมจากน้ำโลหะ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>

งานวิจัยการผลิตโฟมอะลูมิเนียมจากน้ำโลหะ

บุญรักษ์ กาญจนวรวณิชย์
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

เมื่อพูดถึงโฟม คนส่วนใหญ่มักนึกถึงโฟมที่ทำจากพลาสติก เช่น โพลิสไตรีน (polystyrene) ซึ่งใช้ทำกระทงโฟม กล่องบรรจุอาหาร โฟมกันกระแทก และอื่นๆ จุดเด่นของวัสดุประเภทโฟมคือ น้ำหนักเบา และมีสมบัติเป็นฉนวนความร้อน เพราะปริมาตรส่วนใหญ่ของวัตถุเป็นช่องว่างหรือฟองอากาศ ทำให้โฟมมีความหนาแน่นน้อย ด้วยความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยี ทำให้วัสดุประเภทโฟมไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะวัสดุประเภทพลาสติกเพียงอย่างเดียว

ปัจจุบัน อุตสาหกรรมโลหะก็สามารถผลิตโฟมจากวัสดุโลหะได้ เรียกว่า โฟมโลหะ (metal foam) ซึ่งเป็นโลหะที่มีช่องว่างหรือโพรงอากาศ 75 – 95 เปอร์เซ็นต์ โฟมโลหะมีน้ำหนักน้อยกว่าโลหะตัน แต่มีความแข็งแรงกว่าโฟมที่ทำจากวัสดุอื่น นอกจากนี้ยังมีจุดเด่นอื่น เช่น มีสมบัติเป็นฉนวนกันความร้อน มีสมบัติดูดซับเสียง เป็นต้น

แผ่นโฟมอะลูมิเนียมที่จำหน่ายในต่างประเทศ

โฟมอะลูมิเนียม​

โลหะที่นำมาผลิตเป็นโฟมโลหะมีหลายชนิดด้วยกัน แต่ที่นิยมใช้มากคือ โฟมอะลูมิเนียม ปัจจุบันวัสดุชนิดนี้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ประโยชน์ในบางอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์และการขนส่ง อุตสาหกรรมก่อสร้างและที่อยู่อาศัย โดยใช้ในโครงสร้างที่ต้องรับแรงกระแทก เป็นวัสดุดูดซับเสียง และฉนวนกันความร้อน ทั้งนี้ปัจจุบันมีผู้ผลิตโฟมอะลูมิเนียมจำหน่ายในเชิงพาณิชย์หลายรายด้วยกัน โดยใช้ชื่อทางการค้าต่างๆ เช่น ALPORAS, CYMAT, FOAMTECH, PLM-725, m.pore, FORMGRIP, DUOCEL, ALULIGHT, FOAMINAL และ ALUFOAM

วิธีสร้างฟองในเนื้อโลหะ

การผลิตโฟมโลหะ คือ การทำให้เกิดฟองก๊าซขนาดเล็กขึ้นในน้ำโลหะ (melt route) หรือผงโลหะหลอมเหลว (powder route) และกักฟองก๊าซให้คงสภาพไว้โดยเกิดการรวมตัวกันน้อยที่สุด เพื่อสะสมฟองขนาดเล็กจำนวนมากไว้ กระทั่งน้ำโลหะหรือผงโลหะหลอมเหลวแข็งตัวอย่างสมบูรณ์

ปัจจุบันการสร้างฟองในเนื้อโลหะมี 3 รูปแบบหลักคือ สร้างฟองในน้ำโลหะหรือโลหะเหลว (foaming in liquid metals) สร้างฟองในวัสดุตั้งต้น (foaming in metallic precursors) และการใช้แม่แบบร่างเป็นโครงสร้างโพรง (foaming in space holders) ซึ่งการผลิตโฟมโลหะจากน้ำโลหะจะมีต้นทุนต่ำกว่าการใช้ผงโลหะและแม่แบบร่างทั้งในกระบวนการผลิตแบบต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง

ปัจจุบันการทำให้เกิดฟองในน้ำโลหะมี 3 วิธี ได้แก่
1.การฉีดก๊าซผ่านหัวพ่นลงในน้ำโลหะ
2.การเติมสารสลายตัวให้ฟองก๊าซ (foaming agent)
3.การอัดก๊าซความดันสูงให้ละลายในน้ำโลหะ และลดความดัน เพื่อให้ก๊าซขยายตัวและแยกออกมา

ทั้ง 3 วิธีล้วนแต่ทำให้ได้โฟมโลหะที่มีโครงสร้าง ช่วงขนาดรูพรุน (cell size) และความหนาแน่นสัมพัทธ์ (relative density) ต่างกัน

แผนภาพการผลิตโฟมอะลูมิเนียมด้วยการพ่นก๊าซลงในน้ำโลหะโดยตรง

การพัฒนาวิธีผลิตโฟมโลหะ

แม้เทคโนโลยีการผลิตโฟมโลหะจะไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ก็เป็นเทคโนโลยีที่มีความเฉพาะทางมาก และเนื่องจากตัววัสดุมีศักยภาพสูงสามารถประยุกต์ใช้ได้หลายด้าน จึงมีการศึกษาวิจัยเรื่องนี้ในสถาบันอุดมศึกษา และบริษัทเอกชนชั้นนำต่างๆ ทั่วโลก

สำหรับประเทศไทยยังไม่สามารถผลิต และไม่มีการใช้งานโฟมโลหะ เพราะชิ้นงานมีราคาสูงและต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ขณะที่การศึกษาวิจัยมีอยู่ในสถาบันอุดมศึกษาเพียงบางแห่ง ดังนั้น ดร.สมพงษ์ ศรีมโนเสาวภาคย์ นักวิจัยของศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ และคณะ จึงดำเนินการศึกษาและพัฒนา เพื่อปรับปรุงกระบวนการผลิตโฟมอะลูมิเนียมจากน้ำโลหะให้มีต้นทุนการผลิตต่ำกว่าปัจจุบัน และเป็นองค์ความรู้สำหรับสนับสนุนอุตสาหกรรมในอนาคต

หลังจากศึกษาข้อมูลที่มีผู้ดำเนินการก่อนหน้าแล้ว คณะวิจัยเลือกพัฒนาวิธีผลิตโฟมโลหะด้วยการพ่นอากาศลงในน้ำโลหะโดยตรง เนื่องจากเมื่อเปรียบเทียบเฉพาะวิธีสร้างฟองในโลหะเหลวทั้ง 3 วิธีแล้ว การผลิตโฟมโลหะวิธีนี้มีต้นทุนต่ำที่สุด

อย่างไรก็ตาม ปัญหาสำคัญของการผลิตด้วยวิธีนี้คือ ฟองก๊าซที่เกิดในน้ำโลหะมักไม่เสถียร ส่งผลให้ฟองไม่สามารถสะสมจำนวนจนมีจำนวนมากพอสำหรับเป็นวัสดุโฟมที่ใช้งานได้

แนวทางการแก้ปัญหา คือ ต้องปรับสภาพน้ำโลหะก่อน โดยเติมอนุภาคเซรามิกส์ขนาดเล็ก ปริมาณ 10 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักลงไป (อนุภาคที่ใช้ต้องไม่ละลายในน้ำโลหะ) เพื่อเพิ่มความหนืดให้น้ำโลหะ อนุภาคจะเข้าไปแทรกตัวบริเวณผนังฟองเพื่อหน่วงการไหลออกจากผนังฟองให้ช้าลง จึงช่วยลดการแตก การรวมตัว และการลอยของฟองได้

อย่างไรก็ตาม การปรับสภาพน้ำโลหะด้วยอนุภาคไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะอนุภาคทั่วไปจะไม่สัมผัสติดน้ำโลหะ โดยเฉพาะอนุภาคที่มีอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรมาก ดังนั้น คณะวิจัยจึงนำอนุภาคไปเคลือบผิวให้มีสมบัติติดกับน้ำโลหะดีขึ้นก่อนนำไปเติมในน้ำโลหะ และกวนด้วยใบพัด ซึ่งกระบวนการทั้งหมดนี้มีผลให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น

ตัวอย่างโฟมอะลูมิเนียมที่ทดลองผลิตออกมา

ทีมวิจัยได้พัฒนาอุปกรณ์วัดความหนืดน้ำโลหะขณะกวน และอุปกรณ์วัดความสามารถในการไหลของน้ำโลหะ เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงค่าความหนืดของน้ำโลหะก่อนผลิตโฟม และช่วยควบคุมคุณภาพโฟมโลหะ ซึ่งชิ้นงานโฟมอะลูมิเนียมที่ทีมวิจัยผลิตโดยวิธีพ่นอากาศลงน้ำโลหะโดยตรงมีขนาดโพรงระหว่าง 1.0 – 23.4 มิลลิเมตร (โฟมอะลูมิเนียมที่จำหน่ายในเชิงพาณิชย์มีขนาดโพรงประมาณ 1 – 25 มิลลิเมตร) และมีความพรุนระหว่าง 46.8 – 90.7 เปอร์เซ็นต์

แผนภาพกระบวนการผลิตโฟมอะลูมิเนียมจากแม่แบบเกลือ

การผลิตโฟมโลหะด้วยแม่แบบเกลือ

เนื่องจากการผลิตโฟมอะลูมิเนียมแบบพ่นอากาศลงในน้ำโลหะเกี่ยวข้องกับหลายปัจจัยไม่ว่าจะเป็น สภาพน้ำโลหะ การพ่นอากาศ และการแข็งตัว ซึ่งทั้งหมดมีผลโดยตรงต่อโครงสร้างโฟม คณะวิจัยจึงพัฒนาวิธีการผลิตโฟมอะลูมิเนียมโดยใช้เกลือ (NaCl) เป็นแม่แบบขึ้น วิธีนี้ช่วยให้สามารถควบคุมโครงสร้างโฟมให้มีลักษณะตามต้องการง่ายกว่า โดยเกลือที่จะนำมาใช้ต้องมีขนาดอนุภาคเหมาะสม และผ่านกระบวนการปรับสภาพก่อนจึงจะสามารถใช้ได้

ชิ้นงานโฟมอะลูมิเนียมก่อน (ซ้าย) และหลัง (ขวา) กำจัดแม่แบบเกลือออก

การผลิตโฟมโลหะโดยใช้เกลือเป็นแม่แบบ เริ่มจากดูดน้ำโลหะอะลูมิเนียมเข้าสู่แม่แบบ หลังจากปล่อยให้น้ำโลหะอะลูมิเนียมแข็งตัวโดยสมบูรณ์ในแม่แบบแล้ว นำชิ้นงานไปกำจัดเกลือออกโดยใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย วิธีนี้จะได้ชิ้นงานที่มีโครงสร้างเป็นส่วนกลับของแม่แบบเกลือ โดยความพรุนของโฟมโลหะขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่างของอนุภาคเกลือ และแรงที่ใช้อัดขึ้นรูปแม่แบบ ซึ่งโฟมอะลูมิเนียมที่ทีมวิจัยสามารถผลิตได้มีความพรุนอยู่ในช่วง 70.6 – 78.3 เปอร์เซ็นต์

โครงสร้างโฟมโลหะแบบเปิด (ซ้าย) และแบบปิด (ขวา)

วิธีการผลิตโฟมโลหะที่คณะวิจัยพัฒนาขึ้นมาทั้ง 2 วิธีนั้น มีจุดเด่น จุดด้อยแตกต่างกัน การผลิตโดยพ่นอากาศอัดในน้ำโลหะโดยตรง มีจุดเด่นคือ มีต้นทุนการผลิตต่ำ และได้โฟมโลหะที่มีโครงสร้างโพรงแบบปิด แต่มีจุดด้อยคือ ควบคุมโครงสร้างของโฟมโลหะค่อนข้างยาก 

ขณะที่การผลิตโฟมโลหะโดยใช้เกลือเป็นแม่แบบมีจุดเด่นคือ ทำให้ได้โครงสร้างโพรงเป็นแบบเปิด สามารถควบคุมขนาดโพรง   ความพรุน การกระจายตัวของโพรงได้ดี และสามารถผลิตชิ้นงานให้มีรูปร่างตามต้องการได้แม่นยำ ขณะที่จุดด้อยของวิธีนี้คือ ต้องเตรียมแม่แบบเกลือก่อน ซึ่งทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น

เครื่องต้นแบบสำหรับผลิตโฟมอะลูมิเนียม

สถานภาพปัจจุบัน

ดังที่กล่าวแล้วว่า โฟมโลหะเป็นเทคโนโลยีและผลิตภัณฑ์ที่มีศักยภาพมาก แต่ในประเทศไทยยังมีการวิจัย และศึกษาวิธีผลิตโฟมโลหะกันน้อย ดังนั้นคณะวิจัยจึงต้องพัฒนาเทคโนโลยีหลายอย่างขึ้นเอง ได้แก่

  1. อุปกรณ์วัดความหนืดของของเหลวขณะกวนแบบเรียลไทม์ ซึ่งเป็นอุปกรณ์วัดและรายงานค่าความหนืดของน้ำโลหะ ณ เวลาขณะนั้น
  2. อุปกรณ์ผลิตชิ้นส่วนโฟมโลหะในแม่พิมพ์แบบหลายชิ้น 
  3. เครื่องกำเนิดฟองแบบควบคุมทิศทางการป้อนฟอง

ซึ่งอุปกรณ์ในข้อ 2 และ 3 ใช้ในกระบวนการผลิตโฟมโลหะแบบพ่นอากาศลงน้ำโลหะ โดยทั้ง 3 เทคโนโลยีได้ยื่นขอจดสิทธิบัตรเรียบร้อยแล้ว และมีอีก 2 เทคโนโลยีอยู่ระหว่างการเตรียมยื่นจดสิทธิบัตร นอกจากนี้ทีมวิจัยกำลังจะดำเนินการวิจัยร่วมกับบริษัทเอกชนรายหนึ่ง เพื่อพัฒนาต้นแบบโฟมโลหะ ซึ่งจะนำไปสู่การผลิตผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ต่อไป

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

สมพงษ์ ศรีมโนเสาวภาคย์ และไพบูลย์ วัฒนพรภัณฑ์ (2552) รายงานการวิจัย พัฒนา และวิศวกรรมฉบับสมบูรณ์ การศึกษาเบื้องต้นในการผลิตโฟมอะลูมิเนียมจากน้ำโลหะ ระยะที่ 2 ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ

The post งานวิจัยการผลิตโฟมอะลูมิเนียมจากน้ำโลหะ appeared first on MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ.

]]>