งานตัดพลาสมา

คราวที่แล้วเราคุยกันถึงเรื่องการตัดโลหะแผ่นด้วยวิธีการต่างๆที่นิยมใช้กันในปัจจุบันไปแล้ว ต่อไปเราจะลงลึกในกรรมวิธีการตัดแบบต่างๆมากขึ้น ในแง่ของความสามารถ,ข้อจำกัดต่างๆ, เทคโนโลยี ไปจนถึง ค่าใช้จ่าย ก็ต้องขอออกตัวไว้ก่อนนะครับว่า โดยส่วนตัวแล้ว ผมจะคุ้นเคยกับเครื่องตัดพลาสม่าและเครื่องตัดเลเซอร์มากกว่าการตัดด้วยวิธีอื่นๆ เพราะมีเครื่องทั้งสองประเภทนี้ที่โรงงาน จึงได้สัมผัสอยู่แทบทุกวัน สำหรับเครื่องตัด waterjet และ punching ก็พยายามศึกษาหาข้อมูลและดูเครื่องจริงจากงานโชว์หรือจากการเยี่ยมชมโรงงานต่างๆ

ฉบับนี้เรามาว่ากันด้วยเรื่องการตัดพลาสม่าก่อนนะครับ

อย่างที่เคยคุยกันไปแล้ว พลังงานที่นำมาใช้ตัดโลหะด้วยพลาสม่า เป็นพลังงานความร้อน โดยใช้การกระตุ้นอิเล็กตรอนจนเกิดเป็นพลังงานขึ้นมา ซึ่งก็มีข้อเสียคือร่องตัดจะมีขนาดค่อนข้างใหญ่และสันชิ้นงานจะเอียง ในการนำไปใช้งานจริง ลูกค้ามักจะถามว่า 1. ชิ้นงานเอียงแค่ไหนและเอียงแบบไหน(เข้า/ออก) 2. ความหนาขนาดนี้ พอที่จะตัดรูเล็กขนาดเท่านั้นเท่านี้ได้ไหม

ก่อนจะตอบคำถาม เรามาดูร่องตัด(Kerf)และลักษณะการเอียง(Taper)กันก่อน

 

ชิ้นงาน

รูปที่ 1 ภาพหน้าตัดงานตัดพลาสม่า

จากรูปเป็นตัวอย่างงานตัดสเตนเลสหนา 20mm ร่องตัดจะมีขนาดประมาณ 5mm เปลวพลาสม่าจะพยายามรักษาความตรงของสันด้านที่เป็นชิ้นงาน ดังนั้นด้านที่เป็นชิ้นงานจะเอียงน้อยกว่าอีกด้านหนึ่ง ในส่วนของขนาดร่องตัดจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆตามความหนาของชิ้นงาน สำหรับเครื่องตัดพลาสม่าของโรงงานผม (Hypertherm HT4001) พอจะสรุปข้อมูลร่องตัดและค่า d ได้ตามตาราง

 

ความหนา(mm)

ร่องตัด(mm)

d(mm)

3-10

3-4

0.3-0.5

12-30

4-6

0.6-0.9

32-40

7-8

1.0-1.2

45-50

9-10

1.3-1.6

 

ตารางที่ 1 ขนาดร่องตัดและความเอียงที่ความหนาต่างๆของเครื่อง Hypertherm HT4001

 

ข้อมูลตรงนี้คงไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงในเชิงวิชาการได้นะครับ เพราะเป็นข้อมูลโดยประมาณที่เก็บจากเครื่องที่โรงงานผมเพียงเครื่องเดียว แต่เท่าที่ผมเคยผ่านเครื่องอื่นๆมาบ้าง ตัวเลขก็ไม่ผิดไปจากนี้มากนัก

                ในเรื่องของความเอียงนั้น ปัจจุบันบริษัทผู้ผลิตระบบพลาสม่าได้คิดค้นเทคโนโลยีใหม่ๆเพื่อแก้ปัญหาความเอียง ซึ่งโดยหลักการแล้วไม่แตกต่างกันมากนัก คือ อาศัยการออกแบบการไหลเวียนของแก๊สในหัวพลาสม่า (Torch) มาช่วยบังคับเปลวพลาสม่าที่ออกมาจากหัวฉีดให้แคบและเล็กลง ส่งผลให้ร่องตัดมีขนาดเล็กลง,ขอบชิ้นงานคมและสันชิ้นงานมีความตรงมากขึ้น เทคโนโลยีเหล่านี้มีชื่อเรียกแตกต่างกันไปตาม patent ของแต่ละบริษัทที่จดลิขสิทธิ์ไว้ เช่น ของ Hypertherm จะเรียกว่า HyDefinition, ของ Kjellberg เรียกว่า HiFocus เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ถึงแม้จะมีเทคโนโลยีเหล่านี้เข้ามาช่วยในงานตัด ก็ยังไม่สามารถแก้ไขเรื่องความเอียงได้อย่างสมบูรณ์ เพียงแต่ลดลงไป ซึ่งจะมากน้อยก็ขึ้นอยู่กับความหนาของชิ้นงานและประสิทธิภาพของเครื่องรุ่นนั้นๆ เทคโนโลยีเหล่านี้ยังมีข้อจำกัดอีกประการ คือ ความหนาสูงสุดที่ตัดได้ โดยในปัจจุบันอยู่ที่ 32mm เท่านั้น รายละเอียดเทคโนโลยีและข้อมูลเรื่องความหนา, ความเอียงจะขึ้นอยู่กับรุ่น ถ้าสนใจก็เข้าไปดูในเวบไซต์ที่ผมลงอ้างอิงไว้ท้ายบทความได้ครับ

                ย้อนกลับมาที่คำถามว่า เอียงแค่ไหน เราก็ต้องมาดูว่าตัดงานหนาเท่าไหร่ และความสามารถเครื่องเป็นอย่างไร  อย่างไรก็ตาม สำหรับงานตัดพลาสม่าแล้ว ถ้าลูกค้าต้องการงานที่มีความเที่ยงตรงสูง ก็ยังคงต้องไปกลึง/เจียร์แต่งเพิ่ม ซึ่งตารางข้อมูลที่ให้ไว้ก็คงพอจะเป็นแนวทางให้ท่านได้คร่าวๆ สำหรับการเผื่อระยะกลึง/เจียร์นะครับ

ก่อนจากกันฉบับนี้ ขอย้ำอีกทีนะครับว่า เรื่องงานตัดพลาสม่าและตัวเลขต่างๆที่ผมเขียนถึงตรงนี้เป็นการตัดสเตนเลสเท่านั้น สำหรับงานตัดเหล็กนั้น นิยมใช้หัวแก๊สในการตัด ซึ่งมีกระบวนการผลิตพลังงานต่างกัน ทำให้มีความเอียงของสันชิ้นงานน้อยมาก และการตัดเหล็กด้วยแก๊สยังสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายน้อยกว่าโดยเฉพาะสำหรับงานหนาเกิน 25mm ขึ้นไป

คราวนี้มาว่ากันถึงคำถามที่ลูกค้ามักจะถามอีกข้อนึงก็คือ ชิ้นงานหนา x mm พอที่จะตัดรูที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง y mm ได้มั้ย

ก่อนอื่นก็ต้องมาดูที่ความหนาก่อนว่า ชิ้นงานหนาเท่าไหร่แล้วก็มาดูร่องตัดตามตารางที่ผมให้ไว้ในฉบับที่แล้ว ยกตัวอย่างเช่น ที่ความหนา 15mm  ร่องตัดมีขนาด 5mm และต้องเผื่อระยะให้หัวเดินหลังที่เปลวพลาสมาเจาะชิ้นงานลงไป ระยะนี้เรียกว่าระยะ Lead-in สำหรับ 15mm จะอยู่ที่ประมาณ 5-6 mm การจะตัดรูในจึงต้องมีเนื้อที่พอสมควรให้หัวพลาสมาเดินก่อนจะเข้าสู่รูปวงกลม

 

 

โดยทั่วไปก็พิจารณาง่ายๆเลยก็คือ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรูไม่ควรจะน้อยกว่าความหนาชิ้นงาน X2 ถ้าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใกล้ๆกับความหนาก็ยังพอตัดได้แต่ไม่ดีนัก เนื่องจาก 1. ความเอียงของสันชิ้นงานจะทำให้ขนาดรูด้านล่างเล็กกว่าด้านบน 2. ขนาดของรูที่เล็กทำให้ต้องลดระยะ ระยะ Lead-in ซึ่งจะมีผลทำให้รูด้านล่างไม่กลมเท่าที่ควร รูปที่ 2 เป็นตัวอย่างชิ้นงานสเตนเลส304 หนา15mm ซึ่งผมทดลองตัดดูที่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 25mm

 

 

 

จะเห็นได้ว่า ถึงแม้จะเจาะรูได้ แต่ถ้าดูชิ้นงานด้านล่างคงไม่อาจเรียกได้ว่า ตัดได้ดี  ลักษณะที่บิดเบี้ยวส่วนหนึ่งนั้นมากจากบริเวณที่เป็น Lead-in และ Lead-out ซึ่งเป็นทางเข้า/ออกของเปลวพลาสมา การควบคุมจึงทำได้ยาก อันที่จริงถ้าตัดรูขนาดใหญ่ บริเวณที่เป็นทางเข้า/ออก ก็มีลักษณะบิดเบี้ยวนี้เช่นกัน แต่ด้วยขนาดที่ใหญ่ทำให้ไม่ผิดสังเกตมากนัก ผิดกับรูขนาดเล็ก ซึ่งบริเวณทางเข้า/ออกนี้ กินเนื้อที่ประมาณ ¼ ของเส้นรอบวง ทำให้สังเกตเห็นได้ง่ายกว่ามาก

อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วชิ้นงานที่มีรูขนาดไม่ใหญ่ในลักษณะนี้ เช่น รูน๊อต มักจะต้องนำไปกลึง/เจียร์แต่งเพิ่มอีกเพื่อให้ขนาดรูบน/ล่างเท่ากัน เพราะฉะนั้นลูกค้าก็จะเผื่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรูในเอาไว้ 1-3mm ขี้นอยู่กับความหนา

สำหรับเรื่องค่าใช้จ่ายในการตัดงานพลาสมา นอกเหนือจากค่าเครื่องและค่าไฟจะมี 1. ค่าหัวนอซเซิล ซึ่งจะมีหลายรุ่น ขึ้นอยู่กับความหนาและวัสดุที่ตัด 2. ค่าแก๊ส - แก๊สที่ใช้ขึ้นอยู่กับเครื่องตัดพลาสมาแต่ละรุ่น โดยทั่วไปสำหรับสเตนเลสมักจะใช้แก๊สไนโตรเจน หรือ ไนโตรเจนผสมอาร์กอน โดยปกติแล้ว โรงงานรับจ้างตัดจะคิดค่าแรงเป็นบาท/นิ้ว ราคาตรงนี้จะขึ้นอยู่กับความหนา และ วัสดุ

 ค่าใช้จ่ายในส่วนของนอซเซิล, แก๊ส ตลอดจนค่าไฟ ของงานตัดพลาสมานั้น ถ้าเทียบกับงานตัดเลเซอร์แล้วเรียกได้ว่า ต่ำกว่ามาก อย่างไรก็ตาม ที่ช่วงความหนาไม่มากนัก (3-4mm) ค่าใช้จ่ายในการตัดเลเซอร์ไม่ได้สูงกว่ามากนัก เรียกได้ว่าเป็นช่วงที่น่าสนใจสำหรับการพิจารณาราคาและคุณภาพที่ได้ระหว่างการตัดด้วยเลเซอร์และพลาสมา แต่ถ้าต่ำกว่า 3mm ก็ต้องยกให้เลเซอร์อย่างเดียวครับ

ฉบับหน้าเรามาคุยกันถึงงานเลเซอร์ในส่วนนี้กันต่อนะครับ ฉบับนี้คงต้องลากันไปก่อน สวัสดีครับ

 

 

 

ขอขอบคุณ คุณอ๋อน,คุณเอกวีร์ บจก. เทอร์มอล แมคานิคส์ เอื้อเฟื้อข้อมูล

อ้างอิง

http://www.hypertherm.com

http://www.kjellberg.com

 

ดร.อภิชาติ ชยานุภัทร์กุล

ผู้จัดการฝ่ายผลิต บจก. พี แอนด์ เอส สเตนเลสสตีล เซ็นเตอร์

ตีพิมพ์ในวารสารเพื่อนสเตนเลส ปีที่ 1 ฉบับที่ 6-7/ กันยายน-ตุลาคม 2549




บทความจากวารสารเพื่อนสเตนเลส

Give and Take
อลูมิเนียม
Big Data Analytics
Win – Win
ธุรกิจเพื่อผู้สูงอายุ
จริยธรรมในธุรกิจ
Infographics
เดินประชุม
Internet of Things (IoT)
โฟกัสกลุ่มเป้าหมาย article
ศรัทธากับความจริง
โลกสมัยใหม่กับพ่อค้าคนกลาง
รถยนต์จากบริษัท IT
พลังแห่งการลืม
AND THIS TOO SHALL PASS
Coworking Space
SMALL IS BEAUTIFUL
การใช้ระบบ IT ในองค์กร
เซกานิก เอฟเฟค
เยี่ยมชมโรงงานที่ญี่ปุ่น
ปัจจัยที่ส่งผลต่อราคาสเตนเลส
Sheet Metal Exhibitions
เทคโนโลยีที่ล้มเหลว
ไมอีลิน
Frank Gehry กับงานสถาปัตยกรรมสเตนเลส
พัฒนาการของ Metal 3D printer
ความเป็นเยอรมัน
Folding Machine article
ความไร้เหตุผลของความเห็นอกเห็นใจ article
EoS กับ Tesla
Human Error
Cross Industry Learning
YAG Laser
3D Printer article
เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์กำลังมา article
ใช้สเตนเลสให้เกิดประโยชน์สูงสุด article
เศรษฐกิจไทย 2556 article
พฤติกรรมที่ไม่มีเหตุมีผล
การประมวลผลแบบกลุ่มเมฆ article
Tablet กับการใช้งานในองค์กร article
ทำสีให้สเตนเลส
เศรษฐศาสตร์กับโอลิมปิค
ปรับตัวเพื่ออยู่รอด article
เมื่ออาเซียนเปิดตลาดเสรี article
ความสำเร็จของ Google article
เครื่องพับโลหะแผ่น article
2012: 100 ปี สเตนเลส article
กฎหมายของเขา/ของเรา article
Income gap, Moral gap article
127 hours article
GDP กับ GNH article
คิดให้ดีก่อนทำการตลาด article
300 บาท เพื่อไทย เพื่อใคร? article
การจัดเรียงชิ้นงานในการตัดแผ่นโลหะ article
เลเซอร์มาร์ค article
เครื่องตัดเลเซอร์ทำอะไรได้บ้าง? article
เรื่องเล่าดีๆ " จากญี่ปุ่น" ในวันแผ่นดินไหว article
ซื้อขายแบบตลาดซึกิจิ article
ควันหลงจากโศกนาฎกรรม article
แปลกแยก หรือ แตกต่าง? article
สเตนเลสดูเพล็กซ์กับตลาดยุโรป
ใช้สเตนเลสเกรดไหนดี?
ผิวสเตนเลสแผ่น
Size NB ของท่อสเตนเลส
คุณทราบไหมว่า...?
ทำไมแม่เหล็กดูดติด
ทฤษฎีเกม
Mind Map
งานเลเซอร์เหมาะกับงานลักษณะไหนบ้าง
Laser cutting's FAQ
ทฤษฎีโลกเล็ก
การตลาดทางอินเตอร์เน็ต
การตัดสินใจภายใต้ความเสี่ยง
High-density plasma
เครื่องตัดเลเซอร์ มาร์คได้หรือไม่
ไดอะแกรมของเหตุและผล
ทำรายงานแบบง่ายๆด้วย Pivot Table
จดหมายจากผู้อ่าน
อัตตาและหน้าที่
การจัดความสำคัญของวัสดุคงคลัง
80/20
EOQ
PERT CHART
งานพับสเตนเลส
ความจริง (ครึ่งเดียว) ที่อันตราย
ผมคิดราคาค่าตัดเลเซอร์ยังไง
1 ปีที่ผ่านไป
Punching+Laser Combination
งานตัดWaterjet
งาน Punching
งานตัดเลเซอร์
ISO9001:2000
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับงานโลหะแผ่น article



[1]

ความคิดเห็นที่ 1 (38308)
นำใบเลื่อยวงเดือนเก่า(ฟันชำรุด) ขนาด 10" x  2.5 mm. มาแปรรูปเป็นใบตัดชิ้นงาน  วงรี ขนาด  70 x 120  x 2.5 mm. รับคม 1 หน้า ควรตัดด้วยวิธีใดช่วยแนะนำด้วยค่ะ   ขอบคุณค่ะ  K.ลิลลี่
ผู้แสดงความคิดเห็น Khun. ลิลลี่ (hengerthailand-at-hotmail-dot-com)วันที่ตอบ 2010-08-04 15:22:53



[1]


แสดงความคิดเห็น
ความคิดเห็น *
ผู้แสดงความคิดเห็น  *
อีเมล 
ไม่ต้องการให้แสดงอีเมล