การลดต้นทุนเชิงการจัดการ สำหรับอุตสาหกรรมการพิมพ์และแพคเกจจิ้ง ตอนที่ 10 (Administrative cost reduction for the printing and packaging industry, Part 10)
วิรัช เดชาสิริสิงห์ ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบโรงงานอัตโนมัติและการลดต้นทุนในโรงงานและขบวนการผลิต
wirach.ton@gmail.com
สำหรับเนื้อหาในฉบับที่แล้วได้กล่าวถึง ชนิดของพลาสติกวิศวกรรมอีก 6 ชนิดที่นิยมนำมาทำเป็นชิ้นส่วนและอะไหล่ของเครื่องจักร เครื่องพิมพ์ ซึ่งแต่ละชนิดก็มีคุณสมบัติและความเหมาะสมแตกต่างกัน ซึ่งทางผู้ใช้งานเองก็พิจารณาได้ตามข้อมูลที่ได้อธิบายมา และในฉบับนี้จะกล่าวถึงพลาสติกวิศวกรรมอีก 4 ชนิด ที่นิยมใช้งานดังนี้
9. พีอี 300 (HDPE/PE 300)
เป็นพลาสติกวิศวกรรมชนิด thermoplastics semi-crystalline และเกิดจากกระบวนการ Polymerisation ของ ethylene
คุณสมบัติของ HDPE/PE300
- ความแข็ง 63 Shore D
- ใช้งานอุณหภูมิสูงต่อเนื่องได้ -50 ถึง 80 องศาเซลเซียส ถ้าระยะเวลาสั้น ๆจะได้ถึง 100 องศาเซลเซียส
- เหมาะแก่การเชื่อมติดกัน
- สามารถแปรรูปได้ง่าย
- ทนต่อสารเคมีได้ดี ทนกรดด่างได้ดี
- มีความเหนียวและการยึดเกาะตัวสูง
- ไม่ดูดซับน้ำ
- ปลอดภัยสำหรับอาหารและยา
ลักษณะการนำไปใช้งานของ HDPE/PE300
- ทำเขียงสำหรับอาหาร อุปกรณ์รองอาหาร ชิ้นส่วนและอุปกรณ์สำหรับผลิตในโรงงานผลิตอาหารและยาได้
- ทำชิ้นส่วนอุปกรณ์รถยนต์ ชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์ทางการแพทย์
- งานท่อ งานถัง งานแท้งค์ ภาชนะบรรจุ ปั๊มเคมี วาล์วเคมี
- ทำชิ้นส่วนเครื่องจักรอุตสาหกรรม ปะเก็น รางเลื่อน ลูกกลิ้ง เฟืองส่งกำลัง ข้อต่อ บูช ชุดลำเลียงสินค้า
10. พีอี 500 (HMWPE 500)
เป็นพลาสติกวิศวกรรมชนิด High Molecular Weight Polyethylene เป็นพลาสติก Polymer ที่มีคุณสมบัติสูงที่สุดในบรรดาพลาสติกชนิด PE
คุณสมบัติของ PE500(HMWPE 500)
- มีความทนทานต่อการเสียดสีและทนต่อการสึกหรอได้ดี
- มีช่วงอุณหภูมิใช้งานตั้งแต่ -100 C ถึง +80 C
- ใช้งานที่อุณหภูมิในช่วงสั้น ๆ ได้ถึง 100 C
- มีความแข็ง 65 Shore D
- นำมาเชื่อมต่อได้ง่าย
- เหนียวและแข็ง ทนต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยมและยังลื่นมาก
- ดูดซับความชื้นและน้ำน้อย
- ไม่มีกลิ่น ไม่มีสารปนเปื้อน เป็น Food Grade ไม่ละลายเจือปนกับน้ำ จึงเหมาะสำหรับไลน์ผลิตอาหารในโรงงานอุตสาหกรรม
- สามารถทนต่อกรด ด่างและแอลกอฮอล์ได้ดี
ลักษณะงานที่จะนำพลาสติก HMWPE 500 ไปใช้งาน
- ทำเป็นรางประคอง รางเลื่อน ชิ้นส่วนในระบบลำเลียงได้ดี เพราะทนต่อแรงเสียดสีและกระแทกได้ดี
- นำไปทำเป็นชิ้นส่วนเครื่องจักรต่าง ๆ ได้ดี เช่น ทำเฟือง ล้อ บูช แบริ่ง ชิ้นส่วนเครื่องจักรชนิดต่าง ๆ เขียงรองปั๊มตัดชิ้นงาน สกรูลำเลียง
- ทำเป็นชุดจิ๊ก ฟิ๊กเจอร์ ในไลน์ประกอบรถยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า และชิ้นส่วนอิเลคโทรนิคส์ เป็นต้น
- ทำเป็นเขียง อุปกรณ์รองในไลน์ผลิตอาหาร และชิ้นส่วนเครื่องจักรและอุปกรณ์ต่าง ๆ ในขบวนการผลิตอาหาร
11. Turcite B Slydway
เป็นชื่อทางการค้าของพลาสติกชนิดพิเศษที่มีคุณสมบัติรับแรงเสียดสี สไลด์ ดีที่สุด ทำมาจากพลาสติก PTFE ผสมกับผงบรอนซ์เกรดพิเศษ
คุณสมบัติของ Turcite B Slydway
- ผิวลื่น มีแรงเสียดทานต่ำ สึกหรอช้า
- ทนต่อสารเคมี และน้ำมันหล่อลื่น น้ำมันไฮดดรลิคได้ดี
- ทนต่อแรงสั่นสะเทือนได้ดี
- การดูดซับน้ำหรือของเหลวต่ำ
ลักษณะงานที่นำพลาสติก Turcite B Slydway ไปใช้งาน
- ใช้ทำปลอกประคองชุดลูกสูบในกระบอกไฮโดรลิค นิวเมติก เพื่อรับแรงเสียดสี แรงกดและแรงกระแทกด้านข้าง
- ใช้ทำแผ่นรองชุดรางสไลด์ในเครื่องจักรที่ต้องการความแม่นยำสูง
- ใช้ทำบูชในงานที่ต้องการหล่อลื่นในตัวและรับแรงสูง
12. พลาสติก VPDF (PVDF Plastic)
พลาสติก VPDF หรือ Polyvinylidene Fluoride หรือ Polyvinylidene Difluoride เป็นสารเทอร์โมพลาสติกชนิดหนึ่ง ซึ่งพลาสติกชนิดนี้ยังได้ถูกผลิตให้มีคุณสมบัติแตกต่างกันออกไปเพื่อให้เหมาะสมกับการนำไปใช้งานในแต่ละประเภท ซึ่งในที่นี้จะได้อธิบายคุณสมบัติแบบกว้าง ๆ สำหรับการนำไปใช้งาน
คุณสมบัติของพลาสติก PVDF
- ทนอุณหภูมิได้ประมาณ -40 C ถึง +150 C
- ความแข็ง 75 Shore D
- มีความแข็งแรง ทนแรงกระแทกสูง
- ทนต่อสารเคมีประเภท กรด ด่าง เข้มข้นได้ดี
- และถ้าเป็นเกรด PVDF FM4910 ยังป้องกันการลามของไฟได้ดี
การนำพลาสติก PVDF ไปใช้งาน
- ชิ้นส่วนของปั๊มและวาล์วสำหรับจ่ายสารเคมี ตั้งแต่เจือจางไปถึงเข้มข้น
- หัวฉีด ลิ้น อุปกรณ์เครื่องใช้ในห้องแล็ป เครื่องมือวิทยาศาสตร์ อุปกรณ์ทางการแพทย์
- เป็นท่อลำเลียงสารเคมี ในโรงงานอุตสาหกรรม ยา รวมถึงภาชนะบรรจุ
- ทนทานต่อสารทำละลายได้ดี จึงเหมาะที่จะนำไปทำเป็นอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง
- ทำชิ้นส่วนที่ทนต่อรังสียูวี
สำหรับเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกับพลาสติกวิศวกรรมชนิดต่าง ๆ ที่ได้อธิบายมารวม 12 ชนิดนั้น เป็นเพียงส่วนหนึ่งของพลาสติกทั้งหมด ซึ่งชนิดที่นำมาอธิบายนี้เป็นที่นิยมนำมาทำอะไหล่ ชิ้นส่วนและอุปกรณ์ต่าง ๆ ของเครื่องจักรและเครื่องพิมพ์ ส่วนพลาสติกที่ใช้ทำชิ้นส่วนรถยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องใช้ในบ้าน เฟอร์นิเจอร์ ภาชนะบรรจุและอื่น ๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับเนื้อหาในครั้งนี้ไม่ได้นำมาอธิบาย
สำหรับผู้ที่มีส่วนที่เกี่ยวข้องในการสั่งซื้อสั่งทำชิ้นส่วน อะไหล่ และอุปกรณ์ที่ใช้วัสดุเป็นพลาสติกวิศวกรรม ก็สามารถนำข้อมูลจากบทความนี้ไปช่วยในการเลือกซื้อ เลือกใช้ชนิดของพลาสติกเหล่านี้ได้ เพราะถ้าเราเลือกชนิดได้ถูกต้อง ก็จะช่วยให้ชิ้นงาน ชิ้นส่วน อะไหล่ต่าง ๆ รวมถึงอุปกรณ์ มีการใช้งานที่ถูกต้อง มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่าย และยังมีส่วนที่ทำให้การใช้งานเป็นไปอย่างราบรื่นอีกด้วย
สำหรับวัสดุที่ใช้ทำชิ้นส่วน อะไหล่ รวมถึงอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ได้อธิบายมาแล้ว 2 ชนิดคือ เหล็กชุบแข็งและพลาสติกวิศวกรรม และในการอธิบายต่อไปจะเป็นทองเหลืองและโลหะผสมที่จะนำมาทำเป็นชิ้นส่วนและอะไหล่เครื่องจักร เครื่องพิมพ์ ซึ่งมีรายละเอียดต่อไปนี้
1. วัสดุทองเหลือง (Brass)
สำหรับวัสดุทองเหลืองนั้น เป็นโลหะผสมระหว่างทองแดงและสังกะสี และจะมีคุณสมบัติแตกต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับอัตราของการผสมระหว่างทองแดงและสังกะสี โดยปกติวัสดุทองเหลืองจะมีเนื้อของทองแดงมากกว่าเนื้อของสังกะสี โดยจะมีเนื้อของสังกะสีประมาณ 5-45%
ปริมาณของสังกะสีที่ผสมเข้าไป จะส่งผลโดยตรงต่อเนื้อของทองเหลือง เช่น สี ความแข็ง ความเหนียว ความทนทาน โดยทองเหลืองที่มีส่วนผสมของของทองแดงมาก ก็จะมีความแข็งแรงมาก และจุดหลอมเหลวของทองเหลืองก็จะสูงขึ้น และคุณสมบัติที่ดีของทองเหลืองก็คือ ทนต่อการกัดกร่อน มีความแข็งแรงทนทาน ทนต่อการสึกหรอ ทนต่อการขีดข่วนและทนจากสภาพแวดล้อม
ปัจจุบันทองเหลืองได้ถูกนำมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ อุปกรณ์ ชิ้นส่วนและสิ่งต่าง ๆ อย่างหลากหลาย ซึ่งพอจะแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่มคือ
1. ประเภทรีดเป็นแผ่นหรือแท่ง (Wrough Copper Alloys)
2. ทองเหลืองประเภทหล่อ (Cast Copper)
สำหรับชนิดของทองเหลืองแยกตามส่วนผสมจะมีดังนี้
1. Alpha Brass เป็นทองเหลืองที่มีส่วนผสมของทองแดงมากกว่า 61 % โดยมีโครงสร้างของสารละลายของแข็ง (Solid Solution) ทองแดงกับสังกะสี และมีโลหะอื่น ๆ ผสมอยู่เล็กน้อย ซึ่งทองเหลืองชนิดนี้สามารถขึ้นรูปเย็นได้ง่าย ทองเหลืองชนิด Alpha นี้ จะมีสีแดงไปจนถึงสีเหลืองเหมือนทองคำได้ ขึ้นอยู่กับเปอร์เซนต์ของส่วนผสม โดยทองเหลืองชนิดนี้ยังแบ่งออกเป็นกลุ่มย่อยได้ดังนี้
1.1 ทองเหลืองสีเหลือง เป็นทองเหลืองที่มีสังกะสีผสม 20-36% เป็นทองเหลืองที่มีความเหนียว แข็งแรง อ่อนตัวสูง เหมาะสำหรับขึ้นรูปเย็น
1.2 ทองเหลืองสีแดง เป็นทองเหลืองที่มีสังกะสีผสม 5-20% เป็นทองเหลืองที่ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี แต่ความแข็งแรง ความเหนียว ความอ่อนตัว จะน้อยกว่า สามารถแตกได้ง่ายกว่า
2. Alpha-Beta Brass เป็นทองเหลืองที่มีส่วนผสมของทองแดงระหว่าง 54-61% หรือมีปริมาณของสังกะสีอยู่ประมาณ 39-46% ทองเหลืองชนิดนี้จะขึ้นรูปร้อนได้ง่าย
สำหรับคุณสมบัติโดยทั่วไปของทองเหลืองมีดังนี้
- มีผิวแวววาว
- มีความแข็งสูง
- ทนต่อแรงกระแทกได้ดี
- ทนต่อการกัดกร่อนได้สูง
- มีจุดหลอมเหลวไม่สูงมาก
- มีการขึ้นรูป แปรรูปได้ง่าย
สำหรับทองเหลืองเกรดที่จะใช้ทำชิ้นส่วน อะไหล่เครื่องจักร อุปกรณ์ต่าง ๆ นอกจากจะมีส่วนผสมระหว่างทองแดงและสังกะสีแล้ว ยังมีโลหะธาตุชนิดอื่น ๆ ผสมอยู่ด้วย เพื่อช่วยเพิ่มให้ทองเหลืองมีคุณภาพที่สูงขึ้น
ผลของธาตุต่าง ๆ ที่อยู่ในทองเหลือง
- นิกเกิล จะช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานต่อการกัดกร่อนให้กับทองเหลือง จึงทำให้ทองเหลืองมีคุณสมบัติที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น และนำมาใช้ในงานที่ต้องการคุณสมบัติต้านการกัดกร่อนได้ดี อีกทั้งเมื่อผสมนิกเกิลให้เท่ากับปริมาณของสังกะสี ก็จะทำให้ทองเหลืองเปลี่ยนเป็นสีขาวเหมือนเงิน จึงถูกเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า นิกเกิลเงิน
- เหล็กและแมงกานีส มีคุณสมบัติช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้กับทองเหลือง ซึ่งส่วนใหญ่แล้วก็จะนิยมผสมเข้าไปในทองเหลืองประเภท ทองเหลืองต้านแรงดึงสูง
- ตะกั่ว ไม่มีส่วนผสมที่ตั้งใจใส่เข้าไปในทองเหลืองโดยตรง แต่อาจติดมาจากสังกะสีโดยไม่รู้นั่นเอง ซึ่งตะกั่วนั้นก็จะมีคุณสมบัติในการช่วยให้การไหลตัวของน้ำโลหะดีขึ้น ทั้งมีความต้านทานแรงดึง มีความเหนียวเหมาะกับการขึ้นรูป
- อะลูมิเนียม จะช่วยเพิ่มความสามารถในการต้านทานต่อการกัดกร่อนให้กับทองเหลือง และช่วยลดการสูญเสียโลหะสังกะสีในการหลอมได้เป็นอย่างดี
- ดีบุก ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อน และสามารถต้านทางแรงดึงได้มากขึ้น
- ทองเหลือง เป็นโลหะที่มีความแข็งแกร่งและสามารถต้านทานต่อการกัดกร่อนได้ดี ทั้งยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จึงทำให้ทองเหลืองได้รับความนิยมในการนำมาใช้งานเป็นอย่างมาก โดยเฉพาะในภาคอุตสาหกรรมจำพวกอุตสาหกรรมยานยนต์และอุตสาหกรรมการผลิต ซึ่งก็จะเห็นได้ว่าทองเหลืองเป็นโลหะที่มีความสำคัญและมีบทบาทต่อวงการการผลิตมาก
1. สำหรับทองเหลืองเกรดทำเฟือง จะมีชื่อเรียกว่า ทองเหลืองอลูมิเนียมบรอนซ์ (ALBC) ซึ่งมีหลายมาตรฐานและมีชื่อเรียกที่ต่างกันดังนี้ :
Grade
JIS : ALBC3
ASTM : C95810
BS(1400) : AB2
DIN : CuAL 10 Ni
ทองเหลืองอลูมิเนียมบรอนซ์ เป็นโลหะผสมที่มีทองแดง อลูมิเนียม นิเกิล และเหล็กเป็นส่วนผสม มีคุณสมบัติแข็งเป็นพิเศษ ทนทานต่อแรงเสียดสีและเสียดทานได้ดี สามารถใช้งานเกรดมารีน (Marine) เหมาะสำหรับทำเฟืองเกียร์ ใบพัดปั๊ม ชิ้นส่วนวาล์ว ทำแกนเพลาต่าง ๆ อะไหล่ต่าง ๆ ซึ่งเกรดนี้จะความแข็งแรง ทนทาน มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน และที่สำคัญก็คือในการใช้งานจะต้องมีน้ำมันหล่อลื่นใช่ร่วมด้วยในชิ้นส่วนที่เป็นเฟืองเกียร์
2. ทองเหลืองชนิดต่อไปที่จะแนะนำคือ ทองเหลืองลายเสือ (Bronz Bushing) หรือมีชื่อเรียกอีกคือ BC6c หรือ BC6 เหมาะสำหรับทำบูชทั่วไป กลึง กัดง่าย ความแข็งระดับปานกลาง เนื้อทองเหลืองแน่น ไม่มีฟองอากาศ เนื่องจากมีกรรมวิธีการหล่อแบบเทน้ำทองเหลืองแบบต่อเนื่อง (Continuous Casting)
เหมาะสำหรับทำบูชแบริ่งที่รับแรงปานกลาง ใช้กับเครื่องจักรที่มีรอบหมุนปานกลางและมีการหล่อลื่นเป็นอย่างดี และถ้าทำเฟืองก็เหมาะสำหรับงานที่รับแรงปานกลาง
ส่วนผสมที่ใส่เข้าไปในทองเหลืองเกรดนี้ก็คือ ตะกั่ว ดีบุก นิเกิล เหล็ก ทองแดง สังกะสี อลูมิเนียม และพลวง
สำหรับทองเหลืองเกรดทำบูชคือทองเหลืองลายเสือนี้ (Bronze Bushing) มีหลายมาตรฐานและมีชื่อเรียกที่ต่างกันดังนี้ :
Grade
JIS : BC6,BC6c
ASTM : B505,B271-83600
BS(1400) : LG2
DIN : 1705-RG5
3. ทองเหลืองเกรด C 36000 (Nickel Aluminum Bronze)
มีความทนทานต่อการกัดกร่อน สามารถขึ้นรูปได้ทั้งร้อนและเย็น กลึงกัดขึ้นรูปได้ง่าย ทั้งเครื่องกลึงกัดธรรมดาและซีเอ็นซี เหมาะสำหรับนำไปใช้ทำข้อต่อ ฟิตติ้งทุกชนิด รวมถึงงานอะไหล่รถยนต์ ที่เห็นโดยทั่วไปในเครื่องจักร เครื่องพิมพ์ก็คือ ข้อต่อของเหลวที่ไม่กัดกร่อน ท่อลม ท่อแก๊ส ท่อน้ำเย็น ท่อน้ำร้อน ข้อดีก็คือ ไม่เป็นสนิมและราคาถูกกว่าแสตนเลส และชิ้นส่วนอื่น ๆ เช่น ชิ้นส่วนปั๊ม เช่น เพลา ใบพัด ไฮโดรลิคบูชและข้อต่อ ชุด Heat Exchanger เกียร์ ชิ้นส่วนเครื่องจักร เครื่องพิมพ์ต่าง ๆ เป็นต้น
สำหรับส่วนผสมของธาตุต่าง ๆในเนื้อทองเหลืองเกรดนี้มี ทองแดง 57-61% และธาตุอื่น ๆ อีก เช่น เหล็ก นิเกิล สังกะสี ตะกั่ว อลูมิเนียมและดีบุก
สำหรับชื่อเรียกและมาตรฐานมีดังนี้:
Grade
JIS : C3601,C3602
AISI : CZ124,CW603
DIN : CuZn36Pb3
4. ทองเหลืองเกรด C90700 (Cast Phosphorous Bronze)
เป็นทองเหลืองที่มีความแข็งแกร่งสูง ทนทานต่อแรงกระแทกและการกัดกร่อนได้ดี เหมาะสำหรับงานทำเฟือง บูชสำหรับงานหนักรอบช้า เฟืองจาน เสื้อและลิ้นวาล์ว เสื้อปั๊มและใบพัดปั๊ม และชิ้นส่วนอะไหล่ต่าง ๆ
สำหรับธาตุต่าง ๆ ที่ผสมในเนื้อทองเหลืองเกรดนี้มี ทองแดง 88-90% ส่วนธาตุอื่น ๆ มี นิเกิล สังกะสี ตะกั่ว ดีบุก พลวง เหล็ก อลูมิเนียม ซิลิกอน กำมะถัน และฟอสฟอรัสขาว เป็นต้น
สำหรับชื่อเรียกและมาตรฐานมีดังนี้:
Grade
JIS : PBC2,CAC 502
AISI : PB1
DIN : CuSn10
อ่านต่อฉบับหน้า…