การพัฒนาและสร้างต้นแบบรวดเร็ว สำหรับผลิตภัณฑ์เซรามิกโดยใช้วิธีการขึ้นรูปทีละชั้น

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เพื่อออกแบบและพัฒนาเครื่องสร้างต้นแบบรวดเร็วและหาค่าพารามิเตอร์ที่ใช้ในการขึ้นรูป รวมถึงทดสอบค่าความคลาดเคลื่อนของการสร้างต้นแบบรวดเร็วสำหรับผลิตภัณฑ์เซรามิกโดยใช้วิธีการขึ้นรูปทีละชั้น การดำเนินวิจัยนี้เริ่มจากออกแบบผลิตภัณฑ์เซรามิกแบบสามมิติโดยใช้โปรแกรมยูนิกราฟฟิกส์เอ็นเอ็กซ์ เวอร์ชั่น 6.0 จากนั้นนำไฟล์สามมิติสร้างเส้นภาพตัดขวางตามความสูงของชิ้นงานทีละชั้น ออกแบบและสร้างเครื่องต้นแบบรวดเร็ว โดยเครื่องมีขนาด 300×450×400 มิลลิเมตร ซึ่งมีชุดอุปกรณ์ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ 1) ชุดโครงสร้าง 2) ชุดควบคุมอัตราป้อนของหัวฉีด 3) ชุดระบบอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมและซอฟต์แวร์ การต่อระบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ใช้บอร์ดอาร์เอ็นอาร์โมชั่นแบบยูเอสบี เพื่อใช้ติดต่อสื่อสารกับชุดฮาร์ดแวร์และใช้ซอฟต์แวร์มาคสามซีเอ็นซีคอนโทรลเลอร์ ควบคุมการเคลื่อนที่ของมอเตอร์ให้เคลื่อนที่แบบ 4 แกนคือ แกน X Y Z และแกน A จากนั้นทดสอบหาค่าพารามิเตอร์ที่ส่งผลในการขึ้นรูป ตัวแปรควบคุมได้แก่ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวฉีด 2 มิลลิเมตร ใช้ดินสำเร็จรูปชนิดคอมพาวด์พีบีบี ความชื้นของดินในช่วง 40-45 เปอร์เซ็นต์ ตัวแปรตามคือ อัตราป้อนของชุดหัวฉีด ความเร็วในการเคลื่อนที่และระยะห่างระหว่างชั้นในการขึ้นรูป การทดสอบพบว่าอัตราป้อนของชุดหัวฉีดที่เหมาะสมคือ 5 มิลลิเมตรต่อนาที ค่าความเร็วในการเคลื่อนที่แกน X Y Z คือ 60 มิลลิเมตรต่อนาที ค่าระยะห่างระหว่างชั้นในการขึ้นรูปที่เหมาะสมคือ 0.80 มิลลิเมตร และผลการทดสอบขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ แบบรูปทรงกลม แบบรูปทรงสี่เหลี่ยมและแบบรูปทรงอิสระพบว่าสามารถขึ้นรูปชิ้นงานได้ตามแบบและจากการนำผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการขึ้นรูปไปเผาที่อุณหภูมิ 1200 องศาเซลเซียส พบว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้หลังจากการเผามีความสมบูรณ์ไม่มีรอยแตกร้าวและเสียรูปทรง ในด้านการทดสอบค่าความคลาดเคลื่อนของเครื่องสร้างต้นแบบรวดเร็ว จากการวัดขนาดของชิ้นงานหลังจากขึ้นรูปพบว่ามีความคลาดเคลื่อนได้ไม่เกินค่าบวกและค่าลบเฉลี่ยเท่ากับ 0.2 มิลลิเมตร