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