เทคโนโลยีการพิมพ์ทราย 3 มิติ (3DSP) กำลังเปลี่ยนแปลงกระบวนการหล่อโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตชิ้นส่วนทดแทนและใบพัดเรือ งานวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า 3DSP สามารถผลิตแม่พิมพ์และแกนทรายสำหรับการหล่อต้นแบบได้โดยตรงจากไฟล์ออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์ (CAD) โดยไม่ต้องใช้แบบพิมพ์หรือลังแกน ช่วยลดเวลาในการผลิตและเพิ่มความยืดหยุ่นสำหรับการสร้างชิ้นส่วนตามความต้องการได้อย่างรวดเร็ว
3DSP ยังทำให้สามารถออกแบบช่องเทในรูปทรงพาราโบลาหรือเกลียวแทนการใช้ช่องเทตรงแบบดั้งเดิม ซึ่งช่วยลดความปั่นป่วนของโลหะเหลวระหว่างการเทลงแม่พิมพ์ โดยเฉพาะในโลหะผสม เช่น อะลูมิเนียมบรอนซ์ และสเตนเลสสตีล การเทโลหะที่ไม่ปั่นป่วนในอัตราที่เหมาะสมมีความสำคัญต่อการป้องกันข้อบกพร่องที่เกิดจากการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์ การกักอากาศ และการเกิดสิ่งเจือปนในเนื้อโลหะ
รูปที่ 1: การใช้ช่องเทแบบเกลียวทรงกรวยในการผลิตใบพัด 2 ใบพัด จากโลหะผสม A356 โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 407 มม. น้ำหนักโลหะที่เทลงแม่พิมพ์อยู่ที่ 4 กก. และได้อัตราการหล่อสำเร็จ (Casting yield) ที่ 65%
• (a) ผังการจัดวางงานหล่อ (b) ชิ้นงานหล่อที่เสร็จสมบูรณ์ก่อนทำความสะอาด
รูปที่ 2: ใบพัด 3 ใบ จากโลหะผสม A356 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 313 มม. ผลิตโดยใช้ช่องเทเกลียวแบบหมุนรอบเดียว (Single turn helix) ร่วมกับตัวป้อนโลหะทรงกลม เพื่อลดความสูงของแม่พิมพ์ น้ำหนักโลหะที่เทลงแม่พิมพ์อยู่ที่ 5 กก. และได้อัตราการหล่อสำเร็จ (Casting yield) ที่ 65%
• (a) ผังการจัดวางงานหล่อ (b) ชิ้นงานหล่อก่อนทำความสะอาด (c) และ (d) ชิ้นงานหล่อที่เสร็จสมบูรณ์
การลดการไหลปั่นป่วนและการกระเซ็นในกระบวนการหล่อโลหะ
ในการทดลองกับแผ่นทดสอบสแตนเลส พบว่าการใช้ช่องเทแบบพาราโบลาและเกลียวทรงกรวย สามารถลดจำนวนสิ่งเจือปนในโลหะได้ถึง 21% และ 35% ตามลำดับ เมื่อเทียบกับการใช้ช่องเทตรงแบบดั้งเดิม การลดความปั่นป่วนในระหว่างการเตรียมโลหะหลอมและการเทลงแม่พิมพ์เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการลดโอกาสเกิดตำหนิบนพื้นผิวของใบพัดและใบกวน เนื่องจากตำหนิเหล่านี้อาจเป็นจุดเริ่มต้นของการกัดกร่อนและการแตกร้าวจากความล้าในระหว่างการใช้งาน
การผลิตแม่พิมพ์ทราย 3 มิติ (3DSP)
เครื่องพิมพ์ที่ใช้ในงานวิจัยนี้เป็นเครื่อง S-Max binder jetting นำเข้าจากบริษัท ProMetal RCT ประเทศเยอรมนี (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่ม ExOne Group) โดยมีรายละเอียดการทำงานดังนี้:
• ขนาดพื้นที่การพิมพ์: 1,800 มม. × 1,000 มม. × 700 มม.
• ความหนาของชั้นทราย: 280 – 500 ไมโครเมตร • ความเร็วในการพิมพ์: 60 – 85 ลิตร/ชั่วโมง
• ขนาดเม็ดทราย: 260 ไมโครเมตร • ตัวเร่งปฏิกิริยา: กรดซัลโฟนิก < 0.2%
• ปริมาณสารยึดเกาะ (Furan binder): 1.5 – 2.0% • ความแข็งแรงในการดัดเย็นของทราย: 140 – 190 นิวตัน/ตร.ซม.
รูปที่ 3: แผ่นปิด (Cover Plate) จากโลหะผสม A356 ขนาด 306 x 275 x 33 มม. ผลิตโดยใช้ช่องเทแบบเกลียว (Helical sprue) น้ำหนักโลหะที่เท: 8 กก อัตราการหล่อสำเร็จ (Casting yield): 35% (a) ผังการจัดวางระบบหล่อ (b) ชิ้นงานหล่อก่อนทำความสะอาด
Credited by : Speed3D Mold, Nattinee Valun-Araya, Ongkarn Chantarasukkasem และ John Pearce
ติดต่อสอบถามได้ที่ :
Website: https://speed3dmold.com/
Page Facebook: https://www.facebook.com/Speed3Dmold
โทร :+66(0)34 871 846, +66(0)34 871 847, +66(0)34 871 848
ที่อยู่ : 99/117-118 Moo 2, Seree Factory Land,Pantai-norasing, Muang, Samutsakhon 74000
แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ
Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit : https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/@naichangmashare
TikTok : https://www.tiktok.com/@naichangmashare
#นายช่างมาแชร์
