Die-casting | รู้จัก ‘รีโอคาสติง’ ในการหล่ออะลูมิเนียม

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

ด้วยกรรมวิธี Rheocasting  ช่วยให้สามารถใช้คุณสมบัติพิเศษหลายประการของอลูมิเนียมได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งก่อให้เกิดประโยชน์มากมายในการผลิตชิ้นส่วนสำคัญต่างๆ ทั้งในเรื่องของระยะเวลาการผลิตและคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ในอนาคตอันใกล้นี้จะมีการติดตั้งเซลล์การผลิตสำหรับการหล่อโลหะกึ่งของแข็ง (semisolid die casting) ที่โรงหล่อของ EDiM ที่ Quero (อิตาลี) ส่งผลให้เทคโนโลยีนี้เป็นรูปธรรมมากยิ่งขึ้น

EDiM ผู้ดำเนินกิจการด้านการหล่อขึ้นรูปและแมชชีนนิงสำหรับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ได้ตัดสินใจลงทุนในเทคโนโลยีที่ยังไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาด ด้วยการซื้อเครื่องจักร Rheocasting ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก Bosch ยักษ์ใหญ่ด้านวิศวกรรมจากสวีเดนในการดำเนินการดังกล่าว พวกเขาต้องอาศัยพันธมิตรจากสวีเดนอย่าง Bosch ซึ่งเป็นผู้ถือสิทธิบัตรสำหรับเทคโนโลยีนี้ และเป็นที่รู้กันว่า สวีเดนเป็นหนึ่งในประเทศในยุโรปที่ก้าวหน้าที่สุดเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้ และได้ให้การสนับสนุน EDiM ในโครงการนี้อย่างดีที่สุด


*กรรมวิธีแบบรีโอคาสติง (Rheocasting) เป็นการผลิตโลหะกึ่งของแข็งในโรงหล่อโดยตรง และสามารถนำชิ้นส่วนที่เป็น Runner Overflow และ Reject ต่าง ๆ มาทําการหลอมและผลิตเป็นโลหะกึ่งของแข็งเพื่อใช้ใหม่ได้อีก ซึ่งช่วยลดต้นทุนในการผลิตลงอย่างมาก จึงมีการพัฒนากรรมวิธี Rheocasting แบบต่าง ๆ ขึ้นมาหลายวิธีและบางกรรมวิธีได้มีการนําไปใช้ในอุตสาหกรรมแล้ว


ส่วนในระดับประเทศมหาวิทยาลัยปาดัวจะทำหน้าที่ติดตามโครงการ Rheocasting  โดยวางตำแหน่งวิศวกรด้านวัสดุในบริษัทเพื่อเขียนวิทยานิพนธ์ในเรื่องนี้ และแม้ในช่วงเวลาประวัติศาสตร์เช่นนี้จะมีความยากลำบากอันเกิดจากตลาดที่หดตัว EDiM ก็ยังจะลงทุนในโซลูชันล้ำสมัยนี้ ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้เกิดประโยชน์ที่สามารถวัดผลได้และเป็นรูปธรรมแก่ลูกค้า OEM ของพวกเขา

Rheocasting_การหล่อโลหะกึ่งของแข็ง
Rheocasting applications further extend the portfolio of products that can be produced for the automotive sector and for other sectors such as telecommunications.
(Source: Public Domain / Pixabay )

Rheocasting เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนาจากกระบวนการผลิตแบบรวมเข้าด้วยกันของการหล่อโลหะแรงดันสูง (high-pressure die casting) โดยรักษาข้อดีไว้และเพิ่มคุณสมบัติด้านอื่น ๆ เข้ามา ทั้งนี้ ในการหล่อแบบเดิมนั้น อลูมิเนียมเหลวจะถูกฉีดด้วยความเร็วและแรงดันสูงเข้าไปในแม่พิมพ์เหล็ก เกิดการหล่ออลูมิเนียมที่มีผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย (end products) ถูกผลิตขึ้น เมื่อสกัดแบบหล่อออกมาแล้ว ก็ปิดแม่พิมพ์และพร้อมสำหรับรอบการผลิตใหม่ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลายครั้ง โดยมีผลประโยชน์ด้านเศรษฐกิจและยังปล่อยของเสียสู่สิ่งแวดล้อมน้อยกว่าแม่พิมพ์แบบที่ใช้แล้วทิ้ง คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้การหล่อขึ้นรูปเป็นทางออกที่ดีสำหรับการผลิตจำนวนมากที่มีความสามารถในการทำซ้ำในกระบวนการสูง ภาคยานยนต์ ซึ่งเป็นภาคที่ใช้อ้างอิงผลงานของ EDiM มากที่สุดมีแอปพลิเคชั่นมากมายสำหรับเทคโนโลยีการผลิตนี้ เพราะในรถยนต์แต่ละคันมีการติดตั้งชิ้นส่วนอะลูมิเนียมหลายสิบชิ้น ซึ่งนับเป็นธุรกิจ (และผลงาน) หลัก ๆ ของ EDiM ประกอบด้วย กล่องพวงมาลัยและชิ้นส่วนที่ประกอบกันเป็นเครื่องยนต์, กระปุกเกียร์, ระบบกันสะเทือนและระบบส่งกำลัง ด้วยแอพพลิเคชั่น Rheocasting  นี้จะช่วยขยับขยายกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่สามารถผลิตได้สำหรับภาคยานยนต์และสำหรับภาคส่วนอื่น ๆ เช่น ในอุตสาหกรรมโทรคมนาคม เป็นต้น



เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการผลิตอื่น ๆ เช่น การหล่อเย็น หรือการหล่อทราย การหล่อแบบดั้งเดิมมีระยะเวลาในการผลิตที่ต่ำกว่ามากสำหรับชิ้นส่วนแต่ละชิ้นในขณะเดียวกันก็มั่นใจได้ว่า สามารถทำซ้ำในกระบวนการได้สูง ซึ่ง Rheocasting ใช้ข้อดีจากคุณสมบัติเหล่านี้และปรับปรุงให้ดีขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อเทียบกับการหล่อแบบดั้งเดิม Rheocasting  ใช้แท่นพิมพ์ขนาดเล็กกว่าเล็กน้อยซึ่งจะช่วยลดรอบเวลาและเพิ่มอัตราการผลิต

ยิ่งไปกว่านั้น Rheocasting ยังมีข้อดีส่วนใหญ่มาจากการอบชุบโลหะผสมอลูมิเนียมแบบพิเศษ ซึ่งถือเป็นหัวใจของเทคโนโลยีนี้ ในความเป็นจริงการอบชุบในเชิงกลถูกนำไปใช้กับโลหะผสมอะลูมิเนียม (aluminum alloy) ก็คือการ “ผสม” หรือ blending แบบหนึ่งที่ต้องทำทันทีก่อนที่จะเทโลหะผสมลงในแม่พิมพ์ ซึ่งจะเปลี่ยนจากสถานะของเหลวอย่างสมบูรณ์ไปเป็นสถานะกึ่งของแข็ง (ลักษณะเหมือนแป้งเปียก) จากนั้นวัสดุนี้จะถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ช้ากว่าอลูมิเนียมเหลวมาก ด้วยการฉีดเติมเข้าไปอย่างสม่ำเสมอเป็นเส้นตรงโดยไม่มีอากาศแทรกอยู่ เพื่อทำให้การหล่อปราศจากข้อบกพร่องและโพรงอากาศหรือรูพรุน ในทางปฏิบัติ กระบวนการนี้มีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป เช่น ในแง่ของความสามารถในการเชื่อม  (weldability) ทั้งนี้กระบวนการหล่อในรูปแบบ die casting ทั่วไปทำให้การเชื่อมวัสดุเข้าด้วยกันมีความยุ่งยากซับซ้อน เนื่องจากมีรูพรุนอยู่ภายในเหมือนฟองน้ำ ซึ่งเป็นลักษณะที่เห็นได้ชัดเจนมากขึ้นเมื่อชิ้นงานหนาขึ้น โพรงอากาศภายในการหล่อ (แบบเดิม) ทำให้เกิดฟองอากาศระหว่างการเชื่อมซึ่งส่งผลต่อกระบวนการ ในขณะที่กระบวนการ Rheocasting ไม่มีอากาศในแม่พิมพ์จึงหลีกเลี่ยงปัญหานี้ได้และช่วยให้การเชื่อมสมบูรณ์แบบไร้ที่ติ

นอกจากความสามารถในการเชื่อมแล้ว Rheocasting ยังช่วยเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน (heat exchange coefficient) ของชิ้นส่วนสำเร็จรูป ทำให้มีความสามารถในการถ่ายเทความร้อนที่สูงขึ้น ตัวอย่างเช่น ในรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งข้อนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่ง เนื่องจากชิ้นส่วนอย่างมอเตอร์และแบตเตอรี่เป็นส่วนที่เกิดความร้อนสูงมากอยู่แล้วโดยปกติ ดังนั้น การสร้างเกราะป้องกันรอบมอเตอร์หรือแบตเตอรี่ ด้วย กรรมวิธี Rheocasting ยังหมายถึงความสามารถในการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพและช่วยจำกัด อุณหภูมิที่จะเพิ่มขึ้นได้


อ้างอิง: https://www.etmm-online.com/edim-invests-in-rheocasting-for-aluminium-die-casting-a-1008333/

บทความที่เกี่ยวข้อง: 

Interview:โรงหล่อแห่งอนาคตต้องรับมือกับระบบได้แบบเบ็ดเสร็จ!

โอกาสของ Die Casting ในอุตสาหกรรมยานยนต์

เครื่องยนต์ 3D-printed น้ำหนักเบากว่าเดิม 21%

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *