การศึกษาความเป็นไปได้ในการขึ้นรูปโลหะแผ่นด้วยน้ำแบบแรงดันสูงภายใต้ต้นทุนต่ำโดยใช้ เทคโนโลยีพิมพ์ 3 มิติ
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การขึ้นรูปโลหะแผ่นด้วยน้ำนั้นจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์และเครื่องมือที่มีต้นทุนแพงและคุณภาพสูง การผลิตเพียงไม่กี่ชิ้นส่งผลต่อต้นทุนที่สูงเกินความจำเป็น ดังนั้นงานวิจัยฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทดสอบความเป็นไปได้ในการขึ้นรูปโลหะแผ่นด้วยน้ำแบบแรงดันสูงภายใต้ต้นทุนต่ำโดยใช้เทคโนโลยีพิมพ์ 3 มิติ ด้วยวัสดุที่ทำจากพีแอลเอเข้ามาช่วยในการทำแม่พิมพ์ในลักษณะของไส้แบบ และใช้เครื่องฉีดน้ำแรงดันสูงรุ่น Bosch AQT 33-11 สร้างแรงดันในการขึ้นรูป โดยได้ออกแบบการทดลองไว้เป็น 2 กรณี ได้แก่ 1) การขึ้นรูปโดมอย่างง่ายที่ใช้วัสดุ SUS304 หนา 0.6 มิลลิเมตร และ 2) การขึ้นรูปลายนูนต่ำที่ใช้วัสดุ SUS304 หนา 0.4 มิลลิเมตร โดยใช้แรงดันที่ 80 บาร์ และแรงบีบยึดที่ 30 ตัน ในการทดลองการขึ้นรูป ผลการทดสอบพบว่าการขึ้นรูปโดมอย่างง่ายและการขึ้นรูปลายนูนต่ำสามารถขึ้นรูปได้โดยไม่เกิดรอยฉีกขาดและยับย่น ในขณะที่แม่พิมพ์ในลักษณะไส้แบบก็ไม่เกิดความเสียหายด้วยเช่นกัน หลังจากนั้นได้ทำการเปรียบเทียบกับการขึ้นรูปโลหะแผ่นแบบดั้งเดิมที่ 3 ปัจจัย ได้แก่ เวลา คุณภาพ และต้นทุน ซึ่งผลปรากฏว่าในด้านของเวลาการขึ้นรูปโลหะแผ่นด้วยน้ำภายใต้ต้นทุนต่ำนั้นใช้เวลามากกว่าการขึ้นรูปโลหะแผ่นแบบดั้งเดิม ในด้านคุณภาพของชิ้นงานที่ได้การขึ้นรูปพบว่าการขึ้นรูปโลหะแผ่นด้วยน้ำมีการกระจายตัวของความหนาชิ้นงานที่ดีกว่า และในด้านของต้นทุน การขึ้นรูปโลหะแผ่นด้วยน้ำ นั้นถ้าผลิตชิ้นงานไม่เกิน 3,651 ชิ้น จะมีต้นทุนที่ถูกกว่าการขึ้นรูปโลหะแผ่นแบบดั้งเดิม ดังนั้นจึงสรุปว่าการขึ้นรูปโลหะแผ่นด้วยน้ำแบบแรงดันสูงภายใต้ต้นทุนต่ำโดยใช้เทคโนโลยีพิมพ์ 3 มิตินั้น สามารถเป็นไปได้ และคุ้มค่ากว่าการขึ้นรูปโลหะแผ่นแบบดั้งเดิม ถ้าต้องการชิ้นงานที่เน้นคุณภาพและผลิตเพียงไม่เกิน 3,651 ชิ้น ในกรณีที่ใช้วัสดุและเครื่องจักรเดียวกัน
Article Details
บทความที่ลงตีพิมพ์เป็นข้อคิดเห็นของผู้เขียนเท่านั้น
ผู้เขียนจะต้องเป็นผู้รับผิดชอบต่อผลทางกฎหมายใดๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากบทความนั้น
References
[2] D. Schmoeckel, C. Hielscher, R. Huber, and M. Geiger, “Metal forming of tubes and sheets with liquid and other flexible media,” CIRP Annals, vol. 48, no. 2, pp. 497–513, 1999.
[3] M. Koc, Hydroforming for Advanced Manufacturing, England, Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2008.
[4] S. H. Zhang, L. H. Lang, D. C. Kang, J. Danckert, and K. B. Nielsen, “Hydromechanical deepdrawing of aluminum parabolic workpiecesexperiments and numerical simulation,” International journal of Machine Tools and Manufacture, vol. 40, no. 10, pp. 1479–1492, 2000.
[5] Simplify3D. (2018). Filament Properties Table. Simplify3D, USA. [Online]. Available: http://www.simplify3d.com/support/materials-guide/properties-table/
[6] T. Yao, Z. Deng, K. Zhang, and S. LI, “A method to predict the ultimate tensile strength of 3D printing polylactic acid (PLA) materials with different printing orientations,” Composites Part B: Engineering, vol. 163, pp. 393–402, 2019.
[7] A. Josifovic, J. Corney, and B. Davies, “Modeling variable speed drive for positive displacement pump,” presented at the 2014 IEEE/ASME International Conference on Advance Intelligent Mechatronic, Besacon, France, July 8–11, 2014.
[8] LS-DYNA Theoretical Manual, Livermore Software Technology Corporation, California, 2006.