อลูมิเนียม

ตั้งแต่ที่โรงงานผมมีเครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ทำให้ผมได้ทำงานเกี่ยวกับอลูมิเนียมมากขึ้น และพบว่าอลูมิเนียมเป็นวัสดุที่น่าสนใจมาก ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่น มีเอกลักษณ์ของตัวเอง

อลูมิเนียมเป็นแร่ธาตุที่พบมากที่สุดในผิวโลกเป็นอันดับสาม (รองจากออกซิเจนและซิลิคอน) และถ้านับเฉพาะแร่ธาตุที่เป็นโลหะก็นับเป็นอันดับหนึ่ง แต่เดิมทีไม่เป็นที่นิยมเพราะแร่อลูมิเนียมปะปนอยู่กับแร่ธาตุอื่นๆกว่า 270 ชนิด การแยกแร่อลูมิเนียมบริสุทธิ์ทำได้ยาก ทำให้อลูมิเนียมมีราคาแพง ต่อมาเมื่อเทคโนโลยีในการแยกแร่อลูมิเนียมพัฒนามากขึ้นทำให้อลูมิเนียมราคาถูกลง และเริ่มนิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย

จุดเด่นของอลูมิเนียมอยู่ที่เป็นโลหะที่มีความแข็ง ไม่เป็นสนิม และมีน้ำหนักเบา สามารถนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี  เหมาะจะนำไปใช้ในหลายอุตสาหกรรมเช่น เครื่องครัว ยานยนต์ เฟอร์นิเจอร์ กระป๋องเครื่องดื่ม ฯลฯ

ข้อดีอีกประการของอลูมิเนียม คือ เป็นโลหะที่สามารถนำมารีไซเคิลได้ 100% ทำให้ต้นทุนในการผลิตลดลงไปได้มากจากการประหยัดต้นทุนในการแยกแร่

อันที่จริงแล้ว อลูมิเนียมที่เราใช้ๆกันอยู่ไม่ใช่อลูมิเนียมบริสุทธิ์ เป็นโลหะผสมที่เรียกว่า อลูมิเนียมอัลลอย ประกอบด้วยแร่ธาตุอีกหลายชนิดโดยมากมักจะเป็น ทองแดง แมกนีเซียม แมงกานีส ซิลิคอน สังกะสี โครเมียม ในสัดส่วนที่ต่างกันไปแต่มีอลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบมากที่สุด อลูมิเนียมอัลลอยแบ่งเป็นเกรดต่างๆเพื่อให้เหมาะสมกับลักษณะการใช้งาน

กระบวนการขึ้นรูปอย่างหนึ่งที่เป็นที่นิยมมากสำหรับสำหรับอลูมิเนียม คือ กระบวนการ extrusion หรือการรีดขึ้นรูปผ่านแม่พิมพ์ที่มีหน้าตัดเป็นรูปร่างต่างๆ (profile) ออกมาเป็นเส้นยาวๆได้ สาเหตุที่นิยมใช้อลูมิเนียมกันมากที่สุด เพราะการ extrude เหล็กหรือสเตนเลสจะทำได้ยากกว่าเนื่องจากความแข็งของเนื้อโลหะซึ่งส่งผลถึงข้อจำกัดในการออกแบบรูปร่าง profile อีกด้วย

อลูมิเนียม profile สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ในหลายอุตสาหกรรม ที่เห็นกันบ่อยๆก็คงจะเป็นขอบประตูหน้าต่าง

ในส่วนของอลูมิเนียมแผ่น เดิมทีเครื่องตัดที่เหมาะกับการตัดอลูมิเนียมที่สุดคือเครี่อง waterjet เพราะเครื่องตัดเลเซฮร์เดิมเป็นระบบ CO2 เมื่อตัดอลูมิเนียมแล้วจะมีปัญหาเรื่องความร้อนสะสมที่เลนส์ อันเนื่องมาจากคุณสมบัติการสะท้อนแสงของอลูมิเนียมซึ่งอาจส่งผลให้เลนส์แตกได้

ควรกล่าวไว้ด้วยว่า เครื่องตัดเลเซอร์ CO2 บางรุ่นสามารถตัดอลูมิเนียมได้ดีกว่าเครื่องทั่วไป แต่ก็ยังมีข้อจำกัดเรื่องความหนาที่สามารถตัดได้ ถ้าจะตัดนานๆก็ตัดได้ที่ความหนาไม่เกิน 2-3mm

ส่วนเครื่อง waterjet ถึงแม้จะตัดได้ดี แต่ก็ทำงานได้ช้าและค่อนข้างจุกจิกในการดูแลรักษา การตัดอลูมิเนียมจึงมีต้นทุนที่ค่อนข้างสูง

ในปัจจุบันเครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์สามารถเข้ามาตอบโจทย์ในส่วนนี้ได้ รวมไปถึงการตัดทองแดง ทองเหลือง ซึ่งเดิมทีก็มักจะมีปัญหากับการตัดด้วยเครื่องตัดเลเซอร์ระบบ CO2

เทคโนโลยีไฟเบอร์เลเซอร์เริ่มเข้ามาในบ้านเราประมาณ 2-3 ปีแล้ว และเป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ งานหลายอย่างที่เดิมทีไม่สามารถทำได้เช่นงานตัดอลูมิเนียมเพราะข้อจำกัดด้านต้นทุน ปัจจุบันก็เริ่มเติบโตขึ้น เช่น งานหน้ากากตกแต่งอาคาร ที่ต้องตัดแผ่นโลหะเป็นลวดลายต่างๆ วัสดุที่เหมาะสมที่สุดคือ อลูมิเนียม เพราะน้ำหนักเบาและไม่เป็นสนิม และเครื่องตัดที่เหมาะสมที่สุด ณ เวลานี้ คือ เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ ยกเว้นบางกรณีที่เครื่อง punching อาจจะทำได้และประหยัดกว่า หากเป็นลายที่มีรูขนาดไม่ใหญ่นักและมีรูปแบบซ้ำๆ

ในตลาดโลก demand และ supply ของอลูมิเนียมเติบโตขึ้น ปีละประมาณ 5% และด้วยเทคโนโลยีใหม่ๆ ก็ไม่น่าแปลกใจ ถ้าตัวเลขนี้จะเพิ่มสูงกว่านี้ในอนาคตอันใกล้ครับ

ดร.อภิชาติ ชยานุภัทร์กุล

บจก. พีแอนด์เอส สเตนเลสสตีลเซ็นเตอร์

ตีพิมพ์ในวารสารเพื่อนสเตนเลสปีที่11 ฉบับที่2/กุมภาพันธ์ 2559