สวัสดีครับ พบกันอีกครั้งในคอลัมน์ TECHNOLOGY
UPDATE ในฉบับนี้เรามาทำความรู้จักกับงาน Diecast
และน้ำมันที่ใช้กับงานประเภทนี้นะครับ ซึ่งต้องขอขอบคุณ
CHEMTOOL ที่เอื้อเฟื้อข้อมูลในฉบับนี้ครับ
งาน Diecast คือ การฉีดโลหะเข้าไปในโมลด์ ภายใต้
ความดัน 10-210 Mpa (1,450-30,500 psi) โดยงาน Diecast
แบ่งได้เป็น 2 ลักษณะคือ
1. Cold Chamber Process ( ดังรูป)
กระบวน Cold Chamber จะมีลักษณะการทำงานคือ
มีกระบวยตักโลหะ ที่หลอมเหลวใส่เข้าไปในส่วนที่เรียกว่า
Cold Chamber โดยโลหะที่นิยมใช้ในกระบวนการนี้คือ
Aluminium, Copper, Aluminium Alloy, Copper Alloy
2. Hot Chamber process (ดังรูป)
กระบวนการ Hot Chamber จะมีลักษณะคือ จะมี
Pressure Chamber ต่อกับ Die cavity ซึ่งจุ่มอยู่ในโลหะที่
หลอมเหลว โดยการทำงานจะทำได้เร็วกว่า Cold
Chamber Process แต่โลหะที่สามารถใช้ได้กับกระบวน
การนี้ต้องมีคุณสมบัติ คือ จุดหลอมเหลวต่ำ และค่าการไหล
สูง ( High fluidity ) โดยโลหะที่นิยมคือ ดีบุก สังกะสี และ
ตะกั่ว
ในส่วนของ Diecasting mold เราจะเรียกว่า Dies โดยจะทำจากเหล็กที่มีค่าความแข็งสูงๆ
ประโยชน์ของงาน DIECASE
1. ผลิตงานได้เร็ว โดยสามารถผลิตชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อน
ได้ดีกว่ากระบวนการผลิตประเภทอื่น
2. ให้ชิ้นงานที่มีค่าความคลาดเคลื่อนน้อย
3. ชิ้นงาน Diecast จะมีความแข็งแรงมากกว่า Plastic
injection molding โดยชิ้นงาน Diecast จะมีความแข็งแรง
และน้ำหนักเบาเมื่อเทียบกับงาน Diecasting อื่นๆ
4. ผิวงานที่ได้จะเรียบและง่ายต่อการชุบ
5. ชิ้นงานที่ได้ง่ายต่อการนำไปประกอบ (Assembly)
ในเมื่อผู้อ่านรู้ถึงรายละเอียดของงาน Diecast คร่าวๆ แล้ว ต่อไปนี้เราก็จะมากล่าวถึงน้ำมันที่ใช้กับงาน Diecast โดยเริ่มจากหน้าที่หลักของน้ำมัน Diecast คือเป็น Parting agent ช่วยให้ชิ้นงานหลุดออกจากหน้าโมลด์ได้ง่าย นอกจากนี้น้ำมัน Diecast ยังทำหน้าที่อื่นๆ อีกดังนี้
ช่วยในการระบายความร้อนออกจากหน้าโมลด์
ช่วยเพิ่มคุณสมบัติในการหล่อลื่นให้ชิ้นงานไม่ติดหน้าโมลด์
ช่วยเพิ่มคุณสมบัติการไหลของโลหะขณะเติม
เกิดเป็นฟิล์มบางๆ เคลือบบน Dies
ช่วยทำให้ผิวงานออกมาดี
สารเคมีที่เป็นส่วนประกอบของน้ำมัน Die cast คือ
1 Antimoder Active เป็นสารที่ช่วยเพิ่มคุณสมบัติในการหล่อลื่น เช่น แว๊กซ์ ซิลิโคน เป็นต้น
2 Matal Flow Active เป็นสารที่ช่วยในการไหลของโลหะในขณะเติมได้ดี
3. Hydrodinamic extream เติมเพื่อช่วยให้สามารถทำงานที่ค่อนข้างหนักได้
4. Watting Agent ช่วยเพิ่มคุณสมบัติในการละลายได้ดีสามารถรวมตัวเข้ากันได้ดี
5. Ruet reventive เติมเพื่อช่วยเพิ่มคุณสมบัติในการป้องกันสนิมในน้ำมัน Diecast ต้องมีการเติม Emulsifier (ตัวประ-สาน) ลงไปเพื่อทำให้น้ำและน้ำมันสามารถเข้ากันได้ดี โดยใช้หลักการสารที่มีประจุชนิดเดียวกันจะละลายกันได้ เหมือนหลักการเดียวกับน้ำมันหล่อเย็นที่ใช้ในการตัดเฉือนโลหะดังรูป
การใช้งานของน้ำมัน Diecast ต้องมีการควบคุมความเข้มข้น
การวัดความเข้มข้นทำได้หลายวิธี เช่น
วัดโดยใช้ Refractor ใช้หลักการผ่านของแสง
Absorbance Meter ใช้หลักการดูดกลืนแสง
Evaporate Solid ใช้หลักการระเหยของของแข็ง
ประเภทของน้ำมัน Die Casting
น้ำมัน Diecast ที่ใช้โดยทั่วไป มี 2 ประเภท คือ
1 Cold Die เป็นการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 150องศาเซลเซียส จะมีการระเหยที่ค่อนข้างน้อย
2. Hot Die เป็นการใช้งานที่อุณหภูมิ มากกว่า 350 องศาเซลเซียส จะเป็น Stream barrier
ในการใช้งานต้องเลือกน้ำมัน Diecast ให้เหมาะสมกับอุณหภูมิที่ใช้ เนื่องจากถ้าเลือกไม่เหมาะสม จะทำให้คุณสมบัติการหล่อลื่นลดลง 75%
การพิจารณา Spray น้ำมัน ที่ถูกต้อง ควรคำนึงถึง
1. อายุของ Dies
2. รูปร่างของชิ้นงาน
3. รูปร่าง Gating Spray
4. ชนิดของโลหะ
5. อุณหภูมิการใช้งาน
6. ชนิดของอุปกรณ์การ Spray
7. คุณสมบัติการหล่อลื่น
การเลือก Spray น้ำมันที่ถูกต้องควรปฏิบัติดังนี้
1. ควรเลือก Spray ที่ใช้ได้ดีขณะที่อุณหภูมิสูง
2. เกิดเป็นฟิล์มหล่อลื่นบางๆ เคลือบที่ผิวหน้า Mold
วิธีการใช้ Spray น้ำมันที่มีประสิทธิภาพ ควรปฏิบัติดังนี้
1. ทำมุมขณะ Spray ประมาณ 0-30 องศา
2. จากการทดลองระยะ Spray ที่ใกล้ที่สุดจะดีที่สุด
การเลือกใช้น้ำมัน Diecast ที่มีประสิทธิภาพพิจารณาจาก
1. อุณหภูมิที่ใช้งาน
2. อัตราส่วนการผสม
3. การ Spray ที่ถูกต้อง
ไม่ยากเลยใช่ไหมครับสำหรับการเลือกใช้น้ำมัน Diecast หากเรารู้และเข้าใจถึงประโยชน์ องค์ประกอบ
และประเภทของน้ำมัน ก็จะทำให้เราใช้น้ำมัน Diecastให้เกิดประโยชน์สูงสุดครับ สวัสดี...
ข้อมูลจาก http://www.factorymax.co.th/technical/
วันเสาร์ที่ 26 มีนาคม พ.ศ. 2554
วันศุกร์ที่ 25 มีนาคม พ.ศ. 2554
พลาสติก (Plastic)
พลาสติก (Plastic)
พลาสติก หมายถึง สารประกอบอินทรีย์ที่สังเคราะห์ขึ้น ใช้แทนวัสดุธรรมชาติ บางชนิดเมื่อเย็นจะแข็งตัว เมื่อถูกความร้อนก็อ่อนตัว บางชนิดก็แข็งตัวถาวร มีหลายชนิด เช่น ไนล่อน ยางเทียม ใช้ทำสิ่งต่างๆ เช่น เสื้อผ้า พาหนะ ส่วนประกอบของเรือ หรือ รถยนต์
พลาสติกเป็นสารสังเคราะห์วิทยาศาสตร์ สังเคราะห์มาจากเซลลูโลส (Cellulos) ซึ่งมีอยู่ในธรรมชาติ เช่น น้ำมันดิบ ยางไม้ เซลลูโลสประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และ คลอรีน นำมาสังเคราะห์โดยขบวนการ " โพลิเมอร์ไรเซชั่น " ก็จะได้พลาสติก
พลาสติกแบ่งตามลักษณะ ของการถูกความร้อนได้ 2 ประเภท คือ
1. เทอร์โมพลาสติก (Therinoplastic) เป็นชนิดที่ถูกความร้อนแล้วจะหลอมตัว กลายเป็นของเหลวได้ พลาสติกชนิดนี้ มีโครงสร้างเป็นสายยาง ทำให้ทนต่อแรงดึงได้สูง เช่น
1.1 โพลิธีน (Polythene) เป็นพลาสติกอ่อน สีขาวขุ่น อ่อนตัวได้ราคาไม่แพง ใช้ในท้องตลาดมากที่สุด เป็นฉนวนไฟฟ้า น้ำหนักเบาทำจากก๊าซเอธิลีน เช่น ถุงบรรจุอาหาร ตุ๊กตาเด็กเล่น ฟิล์ม ถาดทำน้ำแข็ง เป็นต้น
1.2 โพลิไวนีล คลอไรด์ (Polyvinyl Chloride) หรือ P.V.C. ทำจากอะเซทีลีน กับกรดเกลือ โดยขบวนการโพลีเมอไรเซชั่น คุณสมบัติพิเศษ คือ สามารถเป่าด้วยลมร้อน ให้ติดกันได้ทนต่อกรด แอลกอฮอล์ และพวกอัลคาไล P.V.C. มีทั้งแข็งและอ่อน ใช้ทำฉนวนหุ้มสายไฟ เสื้อกันฝน กระเบื้องยาง เบาะเก้าอี้ ข้อเสียของ P.V.C. คือ ไม่ทนต่อความร้อน และแสงแดด
1.3 โพลิสไตลีน (Polysthylene) เป็นพลาสติกมีความใสเหมือนแก้ว ไม่มีสีและสามารถย้อมสีได้ เปราะมีคุณสมบัติทน กรด ด่าง และเกลือ ละลายได้ดีในเบนซิน และตัวทำละลายพวกออแกนนิค ผิวเป็นรอยขีดข่วนได้ง่าย ใช้ทำโฟม ไม้บรรทัด แปรงสีฟัน เป็นต้น
1.4 โพลิโปรไบลีน (Polypropylene) ทำจากก๊าซโปรเทน ใช้ทำถุงพลาสติกร้อน เชือกมัดของ กล่องแบตเตอรี่
1.5 ไนล่อน (Nylon) เป็นโพลิเมอร์ที่สมบรูณ์แบบที่สุด ทนต่อด่าง กรด อินทรีย์และสารละลายอินทรีย์ได้ดี แต่ไม่ทนต่อกรดแสงแดด และความร้อน ใช้ทำผ้าร่ม ผ้าชนิดต่างๆ โดยผสมกับฝ้าย อวน ใบเรือ เชือก เป็นต้น
2. เทอร์โมเซตติง (Thermosetting Plastic) เป็นพลาสติก ที่ถูกความร้อนแล้วไม่อ่อนตัว ได้แก่
2.1 ฟีโนล - เฟอร์มาดีไฮน์ เรซิน (Phenolformaldehyde resin) รู้จักกันดีในนามเบเคไลท์ (Bekelite) เกิดจากปฏิกิริยาระหว่าง Phonol กับ formoldehyde ทำให้แห้งโดยใช้ความร้อนคุณสมบัติ คือ แข็งทนต่อความร้อนใช้ทำฉนวนไฟฟ้า ตู้ วิทยุ อุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ
2.2 ยูเรีย - ฟอร์มาดีไฮด์เรซิน (Urea Formaldyhile Resin) เป็นปฏิกิริยาระหว่าง formaldyhile กับ Urea เป็นพลาสติกที่แตกง่ายมีสีขาวใส สามารถย้อมเป็นสีต่างๆ ได้ ไม่ทนต่อกรด ด่าง และแรงกระแทก ใช้ทำกาวไม้อัด ทำปุ่มจับด้ามเครื่องมือ เป็นต้น
2.3 เมลามีน - ฟอร์มาดีไฮด์ เรซิน (Malamin Formaldyhile Resin) เป็นปฏิกิริยาระหว่าง formaldyhide กับ Malamine ทนต่อความร้อนได้ถึง 250 ํ C ทนต่อสารละลาย และแรงกระแทก และรอยขีดข่วนต่างๆ ส่วนใหญ่ใช้ทำพลาสติกอย่างดีราคาแพง ฉนวนไฟฟ้า เป็นต้น
ที่มา : 7 วิทยาการก้าวหน้า
พลาสติก หมายถึง สารประกอบอินทรีย์ที่สังเคราะห์ขึ้น ใช้แทนวัสดุธรรมชาติ บางชนิดเมื่อเย็นจะแข็งตัว เมื่อถูกความร้อนก็อ่อนตัว บางชนิดก็แข็งตัวถาวร มีหลายชนิด เช่น ไนล่อน ยางเทียม ใช้ทำสิ่งต่างๆ เช่น เสื้อผ้า พาหนะ ส่วนประกอบของเรือ หรือ รถยนต์
พลาสติกเป็นสารสังเคราะห์วิทยาศาสตร์ สังเคราะห์มาจากเซลลูโลส (Cellulos) ซึ่งมีอยู่ในธรรมชาติ เช่น น้ำมันดิบ ยางไม้ เซลลูโลสประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และ คลอรีน นำมาสังเคราะห์โดยขบวนการ " โพลิเมอร์ไรเซชั่น " ก็จะได้พลาสติก
พลาสติกแบ่งตามลักษณะ ของการถูกความร้อนได้ 2 ประเภท คือ
1. เทอร์โมพลาสติก (Therinoplastic) เป็นชนิดที่ถูกความร้อนแล้วจะหลอมตัว กลายเป็นของเหลวได้ พลาสติกชนิดนี้ มีโครงสร้างเป็นสายยาง ทำให้ทนต่อแรงดึงได้สูง เช่น
1.1 โพลิธีน (Polythene) เป็นพลาสติกอ่อน สีขาวขุ่น อ่อนตัวได้ราคาไม่แพง ใช้ในท้องตลาดมากที่สุด เป็นฉนวนไฟฟ้า น้ำหนักเบาทำจากก๊าซเอธิลีน เช่น ถุงบรรจุอาหาร ตุ๊กตาเด็กเล่น ฟิล์ม ถาดทำน้ำแข็ง เป็นต้น
1.2 โพลิไวนีล คลอไรด์ (Polyvinyl Chloride) หรือ P.V.C. ทำจากอะเซทีลีน กับกรดเกลือ โดยขบวนการโพลีเมอไรเซชั่น คุณสมบัติพิเศษ คือ สามารถเป่าด้วยลมร้อน ให้ติดกันได้ทนต่อกรด แอลกอฮอล์ และพวกอัลคาไล P.V.C. มีทั้งแข็งและอ่อน ใช้ทำฉนวนหุ้มสายไฟ เสื้อกันฝน กระเบื้องยาง เบาะเก้าอี้ ข้อเสียของ P.V.C. คือ ไม่ทนต่อความร้อน และแสงแดด
1.3 โพลิสไตลีน (Polysthylene) เป็นพลาสติกมีความใสเหมือนแก้ว ไม่มีสีและสามารถย้อมสีได้ เปราะมีคุณสมบัติทน กรด ด่าง และเกลือ ละลายได้ดีในเบนซิน และตัวทำละลายพวกออแกนนิค ผิวเป็นรอยขีดข่วนได้ง่าย ใช้ทำโฟม ไม้บรรทัด แปรงสีฟัน เป็นต้น
1.4 โพลิโปรไบลีน (Polypropylene) ทำจากก๊าซโปรเทน ใช้ทำถุงพลาสติกร้อน เชือกมัดของ กล่องแบตเตอรี่
1.5 ไนล่อน (Nylon) เป็นโพลิเมอร์ที่สมบรูณ์แบบที่สุด ทนต่อด่าง กรด อินทรีย์และสารละลายอินทรีย์ได้ดี แต่ไม่ทนต่อกรดแสงแดด และความร้อน ใช้ทำผ้าร่ม ผ้าชนิดต่างๆ โดยผสมกับฝ้าย อวน ใบเรือ เชือก เป็นต้น
2. เทอร์โมเซตติง (Thermosetting Plastic) เป็นพลาสติก ที่ถูกความร้อนแล้วไม่อ่อนตัว ได้แก่
2.1 ฟีโนล - เฟอร์มาดีไฮน์ เรซิน (Phenolformaldehyde resin) รู้จักกันดีในนามเบเคไลท์ (Bekelite) เกิดจากปฏิกิริยาระหว่าง Phonol กับ formoldehyde ทำให้แห้งโดยใช้ความร้อนคุณสมบัติ คือ แข็งทนต่อความร้อนใช้ทำฉนวนไฟฟ้า ตู้ วิทยุ อุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ
2.2 ยูเรีย - ฟอร์มาดีไฮด์เรซิน (Urea Formaldyhile Resin) เป็นปฏิกิริยาระหว่าง formaldyhile กับ Urea เป็นพลาสติกที่แตกง่ายมีสีขาวใส สามารถย้อมเป็นสีต่างๆ ได้ ไม่ทนต่อกรด ด่าง และแรงกระแทก ใช้ทำกาวไม้อัด ทำปุ่มจับด้ามเครื่องมือ เป็นต้น
2.3 เมลามีน - ฟอร์มาดีไฮด์ เรซิน (Malamin Formaldyhile Resin) เป็นปฏิกิริยาระหว่าง formaldyhide กับ Malamine ทนต่อความร้อนได้ถึง 250 ํ C ทนต่อสารละลาย และแรงกระแทก และรอยขีดข่วนต่างๆ ส่วนใหญ่ใช้ทำพลาสติกอย่างดีราคาแพง ฉนวนไฟฟ้า เป็นต้น
ที่มา : 7 วิทยาการก้าวหน้า
Cimatron E step-by-step
Cimatron E step-by-step
บทความนี้พูดถึงพื้นฐานเบื้องต้นของ Cimatron E 8.5 โดยจะมีรายละเอียดเกี่ยวกับการสร้าง part (Creating the part) การประกอบชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน (Assemble the Components) และการทำ drawing หรือ drafting
เริ่มต้นด้วยการสร้างฝาครอบ Mouse ตามรูปด้านล่าง
ตามวิธีการดังนี้
ขั้นตอนที่ 1: ไปที่ File -> New Document จะมีหน้าต่าง New Document ขึ้นมาให้ทำการกำหนด units (โดยปกติจะเป็น mm.) แล้วเลือก Part (เพื่อทำการสร้าง file สำหรับสร้าง part) แล้วกด OK
ก่อนที่จะเริ่มขั้นตอนในการสร้าง Part จะขอแนะนำ Toolbar ที่เป็นประโยชน์และจำเป็นของ Cimatron E ในการทำงานก่อนคือ viewing option และ short cut filter
10 พื้นฐานของการออกแบบผลิตภัณฑ์ (Product Design Basic)
10 พื้นฐานของการออกแบบผลิตภัณฑ์ (Product Design Basic)
เป็นความจำเป็นอย่างมากที่ Design Engineer จะต้องรู้และเข้าใจเกี่ยวกับ พื้นฐานของการออกแบบผลิตภัณฑ์ หรือ Product design เพื่อให้สามารถออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ตรงกับความต้องการของตลาด ภายใต้ต้นทุนที่กำหนด และสามารถผลิตได้อย่างรวดเร็ว
1. ลดจำนวนของชิ้นส่วนประกอบ
การลดชิ้นส่วนหรือมีชิ้นส่วนประกอบที่น้อยที่สุด จะทำให้ค่าใช้จ่ายในกระบวนการผลิตลดลง ทำการผลิตง่ายขึ้น และมีคุณภาพมากขึ้นเนื่องจากไม่ต้องประกอบชิ้นส่วนที่มากมาย รวมทั้งยังลดขั้นตอนการทำงานและค่าใช้จ่ายอื่นๆอีกเช่น เวลาและค่าใช้จ่ายในการทำ Drawing, การกำหนด specification ของ material, ใบสั่งซื้อ (purchase order), รายงานการตรวจวัดขนาด (inspection reports) และอื่นๆ
สำรวจความต้องการและความจำเป็นของชิ้นส่วนทั้งหมด และทำการตัดชิ้นส่วนที่ไม่จำเป็นออกตามคำถามด้านล่างนี้
• ชิ้นส่วนนั้นๆมีความสัมพันธ์ หรือมีผลกระทบกับชิ้นส่วนที่จะมาประกอบหรือไม่
• ชิ้นส่วนนั้นๆต้องการ material ชนิดอื่นหรือไม่
• ชิ้นส่วนนั้นๆต้องมีการถอดประกอบหรือไม่
ตัวอย่างของการปรับการออกแบบหลังจากตรวจสอบด้วยคำถามด้านบนเช่น ทดแทน fastener ด้วยการประกอบแบบ press fit, interlocks หรือ ultrasonic, ทดแทน spacer ด้วย bosses, ลดการใช้ label ด้วยการทำ embosses ตัวหนังสือลงบนผลิตภัณฑ์
2. ลดจำนวนพื้นผิวสำหรับประกอบ (Assembly Surfaces)
พื้นผิวประกอบหลายๆผิวทำให้เวลาและขั้นตอนในการประกอบมากขึ้น นอกจากเรื่องเวลาและขั้นตอนแล้ว พื้นผิวประกอบหลายๆผิวยังทำให้ต้องมีการทำ fixture มาช่วยในการประกอบมากขึ้น และถ้าชิ้นส่วนนั้นทำด้วย plastic ก็จะส่งผลให้ mold มีความซับซ้อนมากขึ้นและมีราคาที่แพงขึ้น
3. ออกแบบให้มีการประกอบในแนวแกน Z
ทิศทางการประกอบที่ง่ายที่สุดคือการประกอบในแนวแกน Z เพราะสามารถใช้น้ำหนักของตัวชิ้นส่วนเองช่วยในการประกอบได้ อุปกรณ์บอกตำแหน่งต่างๆ เช่น locating ring, slot, rib สามารถช่วยบอกตำแหน่งและทำการประกอบชิ้นส่วนพร้อมกันได้
4. กำจัดหรือลดส่วนเกินที่เกิดจากการประกอบ
หัวข้อนี้มีความสำคัญมากในการประกอบทั้งแบบ manual และแบบ automatic เพราะการมีส่วนเกินยื่นออกมาจะก่อให้เกิดอันตรายในการผลิตได้ง่าย ด้านล่างคือตัวอย่างการเปลี่ยนจากการใช้ nut, bolt เป็นการใช้ stud, nut
5. ทำให้ชิ้นส่วนมีความสัมพันธ์กัน (Part compliance)
การเข้ากันหรือสัมพันธ์กันของชิ้นส่วน (part mating) เป็นส่วนสำคัญมากๆในขั้นตอนการประกอบ ถ้าเราทำการออกแบบชิ้นส่วนต่างๆ ด้วยขั้นตอนที่แตกต่างกันเช่นมาจากขบวนการ stamping, injection molding, casting หรือ machining จะทำให้ตำแหน่งประกอบต่างๆเกิดความคลาดเคลื่อนและมี tolerance stack-up ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญในการประกอบ ดังนั้นควรใช้ขบวนการผลิตที่เหมือนกันให้ได้มากที่สุด เทคนิคอื่นๆในการ compliance เช่น การทำ chamfer ที่ชิ้นส่วนตรงส่วนที่ต้องมีการประกอบ เพิ่มพื้นที่ของพื้นผิวประกอบให้มากพอที่จะสะดวกต่อการประกอบ ตัวอย่างง่ายๆสำหรับการออกแบบให้เกิด compliance คือการใช้ oblong hole แทนการใช้รูกลมธรรมดาในส่วนที่ต้องมีการใช้ screw การทำแบบนี้ทำให้สามารถมีความคลาดเคลื่อนได้ การกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนควรที่จะกำหนดอย่างสมเหตุสมผล ตามความจำเป็นในแต่ละตำแหน่งของชิ้นส่วน เพราะการกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนที่มากเกินไป จะทำให้ค่าใช้จ่ายสูงตามไปด้วย
ตอนนี้เราก็ได้รู้พื้นฐานที่สำคัญในการออกแบบผลิตภัณฑ์ 5 ข้อแรกไปแล้ว ตอนต่อไปจะพูดถึง 5 หัวข้อสุดท้าย
เป็นความจำเป็นอย่างมากที่ Design Engineer จะต้องรู้และเข้าใจเกี่ยวกับ พื้นฐานของการออกแบบผลิตภัณฑ์ หรือ Product design เพื่อให้สามารถออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ตรงกับความต้องการของตลาด ภายใต้ต้นทุนที่กำหนด และสามารถผลิตได้อย่างรวดเร็ว
ตอนที่แล้วได้พูดถึง 5 หัวข้อแรกของพื้นฐานในการออกแบบผลิตภัณฑ์ไปแล้ว วันนี้เราจะมาต่อกันที่ 5 หัวข้อที่เหลือ
6. ทำให้ชิ้นส่วนมีความสมมาตรกัน (Part symmetry)
ยิ่งชิ้นส่วนมีความสมมาตรมากเท่าไหร่ ยิ่งทำให้การจับถือ กำหนดตำแหน่งและทิศทางง่ายยิ่งขึ้น ทั้งในการประกอบแบบ manual และการประกอบแบบ automatic อีกทั้งความสมมาตรยังช่วยลดความผิดพลาด ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างขั้นตอนการประกอบได้ และโดยเฉพาะกับการผลิตแบบ automatic ความสมมาตรจะยิ่งมีความสำคัญมาก ถ้าในกรณีที่ไม่สามารถออกแบบให้เกิดความสมมาตรได้ ต้องทำการระบุพื้นผิวหรือ ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับการประกอบอย่างชัดเจน เพื่อง่ายต่อการสังเกตุ และป้องกันการวางหรืกำหนดทิศทางที่ผิดของชิ้นงาน
7. ออกแบบให้ชิ้นส่วนสามารถจับถือได้ง่าย (Part handling)
ทุกชิ้นส่วนควรออกแบบให้มีความเรียบง่ายที่สุด และหลีกเลี่ยงความซับซ้อนที่จะเกิดขึ้น เช่น มีการวางสายไฟ (Wiring) ระหว่างชิ้นส่วนซึ่งการทำเช่นนี้จะทำให้ต้องใช้สองมือในการจับถือ ชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนจะมีค่าใช้จ่ายในการผลิตที่สูง ขั้นตอนการผลิตที่ยุ่งยากและใช้เวลาในการผลิตที่นาน ถ้าเป็นไปได้ควรกำหนดตำแหน่งของชิ้นงานในการประกอบ ให้ตรงกับตำแหน่งในการผลิต ตัวอย่างเช่น รักษาตำแหน่งเดิมของชิ้นงานให้เหมือนกันตอนที่โหลดชิ้นงานออกจาก packing tray สำหรับชิ้นส่วนที่จะใช้ robotic arm หรือ automatic handing ในขั้นตอนการประกอบควรออกแบบ ให้มีพื้นผิวที่สมมาตรในแนวดิ่งเพื่อให้ง่ายต่อการจับถือ
8. หลีกเลี่ยงการใช้ fasteners ให้มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้
Fasteners ถือได้ว่าเป็นอุปสรรคที่สำคัญมากในขั้นตอนการประกอบ เพราะความยุ่งยากในการลำเลียง (feed) fasteners อาจทำให้เกิดการติดขัด หรือมี fasteners ที่มาตรฐานต่ำหลุดเข้ามา อีกทั้งในขั้นตอนการประกอบยังต้องคอยควบคุม fastening torque ให้คงที่อีกด้วย มิฉะนั้นชิ้นงานอาจจะเสียหายเนื่องจาก fastening torque ที่มากเกินไป ในขั้นตอนการประกอบแบบ manual ค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับ screw driving จะมากเป็น 6 – 10 เท่าของราคา fasteners ดังนั้นการออกแบบที่ดีควรหลีกเลี่ยงการใช้ fasteners กับชิ้นส่วนหลักของผลิตภัณฑ์
9. ออกแบบชิ้นส่วนให้มีคุณลักษณะ Self-Locking
การออกแบบชั้นส่วนให้มีรูปแบบที่ดีจะทำให้เราไม่ต้องมาทำการ Re-design หรือ repositioning รายละเอียดต่างๆในชิ้นส่วนบ่อยๆ ในระหว่างการออกแบบเราควรที่จะพิจารณา เพิ่มพื้นผิวหรือพื้นที่ที่เป็นส่วนช่วยในการกำหนดตำแหน่ง หรือกำหนดทิศทางให้กับชิ้นส่วนนั้นๆ เพื่อที่ชิ้นงานจะได้สามารถถูกวางอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องได้ง่าย ตั้งแต่เริ่ม process Self-Locking feature มีส่วนสำคัญมากๆกับการประกอบแบบ automatic เพราะมันเป็นการยากที่จะปรับเปลี่ยน หรือหยุดขั้นตอนการประกอบกลางคัน เพื่อเปลี่ยนตำแหน่งหรือทิศทางของชิ้นงานให้ถูกต้อง
10. Drive toward modular design
Modular design ทำให้ขั้นตอนสุดท้ายในการประกอบง่ายขึ้น เพราะมีชิ้นส่วนไม่มากที่ต้องประกอบในขั้นตอนสุดท้ายและยังทำให้การทำงานของระบบ automation ลดลงและส่งผลให้ต้นทุนลดลงอีกด้วย นอกจากเรื่องของต้นทุนยังพบว่าประสิทธิภาพของระบบ automation ยังขึ้นกับจำนวนของชิ้นส่วนอีกด้วย ดังนั้นควรพยายามที่จะจำกัด subassemblies และชิ้นส่วนในการประกอบของขั้นตอนสุดท้ายไม่ให้มากกว่า 15 ชิ้นส่วน นอกจากนี้ Module แต่ละส่วนยังมีข้อดีในเรื่องของการ Inspection ก่อนที่จะทำการส่ง Module นั้นเข้าสู่ขั้นตอนการประกอบขั้นตอนสุดท้าย
เป็นความจำเป็นอย่างมากที่ Design Engineer จะต้องรู้และเข้าใจเกี่ยวกับ พื้นฐานของการออกแบบผลิตภัณฑ์ หรือ Product design เพื่อให้สามารถออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ตรงกับความต้องการของตลาด ภายใต้ต้นทุนที่กำหนด และสามารถผลิตได้อย่างรวดเร็ว
1. ลดจำนวนของชิ้นส่วนประกอบ
การลดชิ้นส่วนหรือมีชิ้นส่วนประกอบที่น้อยที่สุด จะทำให้ค่าใช้จ่ายในกระบวนการผลิตลดลง ทำการผลิตง่ายขึ้น และมีคุณภาพมากขึ้นเนื่องจากไม่ต้องประกอบชิ้นส่วนที่มากมาย รวมทั้งยังลดขั้นตอนการทำงานและค่าใช้จ่ายอื่นๆอีกเช่น เวลาและค่าใช้จ่ายในการทำ Drawing, การกำหนด specification ของ material, ใบสั่งซื้อ (purchase order), รายงานการตรวจวัดขนาด (inspection reports) และอื่นๆ
สำรวจความต้องการและความจำเป็นของชิ้นส่วนทั้งหมด และทำการตัดชิ้นส่วนที่ไม่จำเป็นออกตามคำถามด้านล่างนี้
• ชิ้นส่วนนั้นๆมีความสัมพันธ์ หรือมีผลกระทบกับชิ้นส่วนที่จะมาประกอบหรือไม่
• ชิ้นส่วนนั้นๆต้องการ material ชนิดอื่นหรือไม่
• ชิ้นส่วนนั้นๆต้องมีการถอดประกอบหรือไม่
ตัวอย่างของการปรับการออกแบบหลังจากตรวจสอบด้วยคำถามด้านบนเช่น ทดแทน fastener ด้วยการประกอบแบบ press fit, interlocks หรือ ultrasonic, ทดแทน spacer ด้วย bosses, ลดการใช้ label ด้วยการทำ embosses ตัวหนังสือลงบนผลิตภัณฑ์
2. ลดจำนวนพื้นผิวสำหรับประกอบ (Assembly Surfaces)
พื้นผิวประกอบหลายๆผิวทำให้เวลาและขั้นตอนในการประกอบมากขึ้น นอกจากเรื่องเวลาและขั้นตอนแล้ว พื้นผิวประกอบหลายๆผิวยังทำให้ต้องมีการทำ fixture มาช่วยในการประกอบมากขึ้น และถ้าชิ้นส่วนนั้นทำด้วย plastic ก็จะส่งผลให้ mold มีความซับซ้อนมากขึ้นและมีราคาที่แพงขึ้น
3. ออกแบบให้มีการประกอบในแนวแกน Z
ทิศทางการประกอบที่ง่ายที่สุดคือการประกอบในแนวแกน Z เพราะสามารถใช้น้ำหนักของตัวชิ้นส่วนเองช่วยในการประกอบได้ อุปกรณ์บอกตำแหน่งต่างๆ เช่น locating ring, slot, rib สามารถช่วยบอกตำแหน่งและทำการประกอบชิ้นส่วนพร้อมกันได้
4. กำจัดหรือลดส่วนเกินที่เกิดจากการประกอบ
หัวข้อนี้มีความสำคัญมากในการประกอบทั้งแบบ manual และแบบ automatic เพราะการมีส่วนเกินยื่นออกมาจะก่อให้เกิดอันตรายในการผลิตได้ง่าย ด้านล่างคือตัวอย่างการเปลี่ยนจากการใช้ nut, bolt เป็นการใช้ stud, nut
5. ทำให้ชิ้นส่วนมีความสัมพันธ์กัน (Part compliance)
การเข้ากันหรือสัมพันธ์กันของชิ้นส่วน (part mating) เป็นส่วนสำคัญมากๆในขั้นตอนการประกอบ ถ้าเราทำการออกแบบชิ้นส่วนต่างๆ ด้วยขั้นตอนที่แตกต่างกันเช่นมาจากขบวนการ stamping, injection molding, casting หรือ machining จะทำให้ตำแหน่งประกอบต่างๆเกิดความคลาดเคลื่อนและมี tolerance stack-up ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญในการประกอบ ดังนั้นควรใช้ขบวนการผลิตที่เหมือนกันให้ได้มากที่สุด เทคนิคอื่นๆในการ compliance เช่น การทำ chamfer ที่ชิ้นส่วนตรงส่วนที่ต้องมีการประกอบ เพิ่มพื้นที่ของพื้นผิวประกอบให้มากพอที่จะสะดวกต่อการประกอบ ตัวอย่างง่ายๆสำหรับการออกแบบให้เกิด compliance คือการใช้ oblong hole แทนการใช้รูกลมธรรมดาในส่วนที่ต้องมีการใช้ screw การทำแบบนี้ทำให้สามารถมีความคลาดเคลื่อนได้ การกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนควรที่จะกำหนดอย่างสมเหตุสมผล ตามความจำเป็นในแต่ละตำแหน่งของชิ้นส่วน เพราะการกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนที่มากเกินไป จะทำให้ค่าใช้จ่ายสูงตามไปด้วย
ตอนนี้เราก็ได้รู้พื้นฐานที่สำคัญในการออกแบบผลิตภัณฑ์ 5 ข้อแรกไปแล้ว ตอนต่อไปจะพูดถึง 5 หัวข้อสุดท้าย
เป็นความจำเป็นอย่างมากที่ Design Engineer จะต้องรู้และเข้าใจเกี่ยวกับ พื้นฐานของการออกแบบผลิตภัณฑ์ หรือ Product design เพื่อให้สามารถออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ตรงกับความต้องการของตลาด ภายใต้ต้นทุนที่กำหนด และสามารถผลิตได้อย่างรวดเร็ว
ตอนที่แล้วได้พูดถึง 5 หัวข้อแรกของพื้นฐานในการออกแบบผลิตภัณฑ์ไปแล้ว วันนี้เราจะมาต่อกันที่ 5 หัวข้อที่เหลือ
6. ทำให้ชิ้นส่วนมีความสมมาตรกัน (Part symmetry)
ยิ่งชิ้นส่วนมีความสมมาตรมากเท่าไหร่ ยิ่งทำให้การจับถือ กำหนดตำแหน่งและทิศทางง่ายยิ่งขึ้น ทั้งในการประกอบแบบ manual และการประกอบแบบ automatic อีกทั้งความสมมาตรยังช่วยลดความผิดพลาด ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างขั้นตอนการประกอบได้ และโดยเฉพาะกับการผลิตแบบ automatic ความสมมาตรจะยิ่งมีความสำคัญมาก ถ้าในกรณีที่ไม่สามารถออกแบบให้เกิดความสมมาตรได้ ต้องทำการระบุพื้นผิวหรือ ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับการประกอบอย่างชัดเจน เพื่อง่ายต่อการสังเกตุ และป้องกันการวางหรืกำหนดทิศทางที่ผิดของชิ้นงาน
7. ออกแบบให้ชิ้นส่วนสามารถจับถือได้ง่าย (Part handling)
ทุกชิ้นส่วนควรออกแบบให้มีความเรียบง่ายที่สุด และหลีกเลี่ยงความซับซ้อนที่จะเกิดขึ้น เช่น มีการวางสายไฟ (Wiring) ระหว่างชิ้นส่วนซึ่งการทำเช่นนี้จะทำให้ต้องใช้สองมือในการจับถือ ชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนจะมีค่าใช้จ่ายในการผลิตที่สูง ขั้นตอนการผลิตที่ยุ่งยากและใช้เวลาในการผลิตที่นาน ถ้าเป็นไปได้ควรกำหนดตำแหน่งของชิ้นงานในการประกอบ ให้ตรงกับตำแหน่งในการผลิต ตัวอย่างเช่น รักษาตำแหน่งเดิมของชิ้นงานให้เหมือนกันตอนที่โหลดชิ้นงานออกจาก packing tray สำหรับชิ้นส่วนที่จะใช้ robotic arm หรือ automatic handing ในขั้นตอนการประกอบควรออกแบบ ให้มีพื้นผิวที่สมมาตรในแนวดิ่งเพื่อให้ง่ายต่อการจับถือ
8. หลีกเลี่ยงการใช้ fasteners ให้มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้
Fasteners ถือได้ว่าเป็นอุปสรรคที่สำคัญมากในขั้นตอนการประกอบ เพราะความยุ่งยากในการลำเลียง (feed) fasteners อาจทำให้เกิดการติดขัด หรือมี fasteners ที่มาตรฐานต่ำหลุดเข้ามา อีกทั้งในขั้นตอนการประกอบยังต้องคอยควบคุม fastening torque ให้คงที่อีกด้วย มิฉะนั้นชิ้นงานอาจจะเสียหายเนื่องจาก fastening torque ที่มากเกินไป ในขั้นตอนการประกอบแบบ manual ค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับ screw driving จะมากเป็น 6 – 10 เท่าของราคา fasteners ดังนั้นการออกแบบที่ดีควรหลีกเลี่ยงการใช้ fasteners กับชิ้นส่วนหลักของผลิตภัณฑ์
9. ออกแบบชิ้นส่วนให้มีคุณลักษณะ Self-Locking
การออกแบบชั้นส่วนให้มีรูปแบบที่ดีจะทำให้เราไม่ต้องมาทำการ Re-design หรือ repositioning รายละเอียดต่างๆในชิ้นส่วนบ่อยๆ ในระหว่างการออกแบบเราควรที่จะพิจารณา เพิ่มพื้นผิวหรือพื้นที่ที่เป็นส่วนช่วยในการกำหนดตำแหน่ง หรือกำหนดทิศทางให้กับชิ้นส่วนนั้นๆ เพื่อที่ชิ้นงานจะได้สามารถถูกวางอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องได้ง่าย ตั้งแต่เริ่ม process Self-Locking feature มีส่วนสำคัญมากๆกับการประกอบแบบ automatic เพราะมันเป็นการยากที่จะปรับเปลี่ยน หรือหยุดขั้นตอนการประกอบกลางคัน เพื่อเปลี่ยนตำแหน่งหรือทิศทางของชิ้นงานให้ถูกต้อง
10. Drive toward modular design
Modular design ทำให้ขั้นตอนสุดท้ายในการประกอบง่ายขึ้น เพราะมีชิ้นส่วนไม่มากที่ต้องประกอบในขั้นตอนสุดท้ายและยังทำให้การทำงานของระบบ automation ลดลงและส่งผลให้ต้นทุนลดลงอีกด้วย นอกจากเรื่องของต้นทุนยังพบว่าประสิทธิภาพของระบบ automation ยังขึ้นกับจำนวนของชิ้นส่วนอีกด้วย ดังนั้นควรพยายามที่จะจำกัด subassemblies และชิ้นส่วนในการประกอบของขั้นตอนสุดท้ายไม่ให้มากกว่า 15 ชิ้นส่วน นอกจากนี้ Module แต่ละส่วนยังมีข้อดีในเรื่องของการ Inspection ก่อนที่จะทำการส่ง Module นั้นเข้าสู่ขั้นตอนการประกอบขั้นตอนสุดท้าย
สมัครสมาชิก:
ความคิดเห็น (Atom)




