1ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับกรรมวิธีการผลิต

ความรู้พน้ื ฐานเกีย่ วกบั กรรมวธิ กี ารผลิต 20102-2007 <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>

หน่วยการเรียนรู้ท่ี 1 ความรู้พื้นฐานเก่ียวกบั กรรมวิธีการผลิต สาระสาคญั การเริ่มต้นของกรรมวิธีการผลิตสมัยใหม่เกิดข้ึนในราวปี ค.ศ.1800 เม่ือเอลี วิตนยี ์ (Eli Whitney) ได้สรา้ งเคร่อื งป่ันฝา้ ยข้ึน นอกจากนี้ในช่วงเวลาเดียวกันยังได้สร้าง เคร่ืองกัดโลหะ(Milling Machine) และพัฒนาเคร่ืองจักรอ่ืนๆ ข้ึนมาอีกหลายชนิด การ เกิดสงครามกลางเมืองเป็นตัวเร่งเร้าสาคัญท่ีนาไปสู่การพัฒนากระบวนการผลิตข้ึนใน สหรัฐอเมริกา เฟรดเดอริก ดับเบิลยู เทเลอร์ (Frederick W. Taylor) ได้ทาการทดลอง และวิเคราะห์ถึงแง่มุมต่างๆ ท่ีเกี่ยวเนื่องกับกระบวนการผลิต และต่อมาตีพิมพ์ผลงาน ออกมาเผยแพร่โดยใช้ช่ือว่า “ศิลปะในการตัดโลหะ” ในบทความได้แสดงให้เห็นว่า วิทยาศาสตร์คือพื้นฐานสาคัญของกระบวนการผลิต ต่อมาศาสตราจารย์ Myron L. Begeman ได้กระตุ้นให้มีการเผยแพร่ความรู้ใหม่ๆเกี่ยวกับกระบวนการผลิตสาหรับผู้ท่ี สนใจในด้านน้ี <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>

หน่วยการเรียนรทู้ ่ี 1 ความรพู้ นื้ ฐานเกยี่ วกบั กรรมวธิ ีการผลิต 1.1 ความหมายของกรรมวธิ ีการผลิต กรรมวิธีการผลิต (Manufacturing) หมายถึง กระบวนการเปลี่ยนแปลง วัตถุดิบหรือวัสดุให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์หือสินค้าท่ีสามารถจับต้องได้ ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภทดงั นี้ 1.1.1 ผลิตภัณฑ์หรือสินค้าเพื่ออุปโภคบริโภค (consumer Goods) เช่น รถยนต์ อาหารกระป๋อง เครื่องใช้ไฟฟ้าตา่ งๆ เปน็ ต้น 1.1.2 ผลิตภัณฑ์หรือสินค้าก่ึงสาเร็จรู (Producer Goods) คือ ผลิตภัณฑ์หรือ สินค้าที่จะนาไปผลิตต่ออีกคร้ังหน่ึง เช่น เหล็กเส้น เหล็กแผ่น ยางแผ่น อลูมิเนียมเส้น เป็นต้น นอกจากความหมายดังกล่าวข้างต้นแล้ว กรรมวิธีการผลิตยังรวมถึงกิจกรรม ต่างๆ ท่ีเกี่ยวกับการผลิตเข้าไปประกอบด้วย การออกแบบและการจัดทาเอกสาร การ เลือกวัสดุ การวางแผน การผลติ การประกนั คณุ ภาพ การจัดการและการตลาด 1.2 องคป์ ระกอบของกรรมวธิ ีการผลิต องค์ประกอบของกรรมวธิ ีการผลิตมี 2 ลักษณะ คือ การผลติ โดยกระบวนการ ทางดา้ นเทคนิค (Technical Process) และการผลติ โดยกระบวนการทางด้าน เศรษฐศาสตร์ (Economic Process) โดยมีรายละเอียดดังน้ี 1.2.1 การผลิตโดยกระบวนการทางด้านเทคนคิ การผลิตโดยกระบวนการทางด้านเทคนิค คือ กระบวนการเปล่ียน รูปทรงของวัสดุให้เป็นชิ้นส่วนหรือผลิตภัณฑ์ท่ีต้องการซ่ึงกระบวนการทางด้านเทคนิคน้ี จะรวมถึงการประกอบช้ินส่วนเพื่อให้เป็นผลิตภัณฑ์ โดยกระบวนการผลิตจะต้องมีการ ผสมผสานกันท่ีดีระหว่างเครื่องจักรกล เครื่องมือ ต้นกาลัง และคนงาน ซึ่งทั้งหมดนี้ต้อง มีการจัดลาดับของการปฏิบัติงานของแต่ละขั้นตอนต้ังแต่วัตถุดิบเข้าสู่กระบวนการ จนกระทง่ั ไดผ้ ลติ ภณั ฑด์ งั รปู ท่ี 1.1 <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>

รูปท่ี 1.1 การผลิตโดยกระบวนการทางด้านเทคนิค 1.2.2 การผลติ โดยกระบวนการทางดา้ นเศรษฐศาสตร์ การผลิตโดยกระบวนการทางด้านเศรษฐศาสตร์ คือการเปลี่ยนแปลง หรือแปรรูปวัสดุที่ถูกป้อนเข้าไปในกระบวนการแล้วทาให้เกิดมูลค่าสูงขึ้น ซ่ึงการเพ่ิม มลู ค่าน้ีอาจกระทาไดโ้ ดยการเปลี่ยนแปลงรปู ทรงของช้ินงาน หรือปรบั ปรุงคณุ สมบัตใิ ห้ดี ข้ึนหรือท้ังสองอย่างรวมกัน ยกตัวอย่างเช่น การเปล่ียนแปลงและปรับปรุงเหล็กหล่อให้ เป็นเป็นเหล็กกล้า การแปรรูปทรายให้เป็นแก้ว และการแปรรูปปิโตรเลียมให้เป็นเม็ด พลาสติก จากน้ันก็นาเม็ดพลาสติกมาแปรรูปให้เป็นขวดพลาสติก เก้าอ้ี หรือผลิตภัณฑ์ จากพลาสติก เป็นต้น ซ่ึงส่ิงต่างๆ ท่ีกล่าวมานี้เป็นกระบวนการที่ทาให้เกิดมูลค่าเพ่ิมขึ้น ทง้ั สน้ิ ดังรปู ที่ 1.2 รูปที่ 1.2 การผลิตโดยกระบวนการทางดา้ นเศรษฐศาสตร์ 1.3 การแบ่งกลุ่มของกรรมวิธีการผลิต พน้ื ฐานของกรรมวิธกี ารผลิต สามารถแบง่ ออกเปน็ 2 กลุ่มใหญๆ่ คอื กระบวนการผลิต (Processing Operation) และกระบวนการประกอบ (Assembly Operation) ดงั รูปที่ 1.3 <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>

รูปที่ 1.3 การแบง่ กล่มุ กระบวนการผลติ 1.3.1 กระบวนการผลติ คือ กระบวนการเปล่ยี นแปลงรปู ร่าง สมบัตขิ องวัสดุ ให้ เป็นช้ินสว่ นหรือผลิตภณั ฑ์ ประกอบด้วย กระบวนการข้ึนรปู วสั ดุ (Shaping Operation) กระบวนการเปล่ียนแปลงสมบัติของวัสดุ (Property Enhancing Operation) และ กระบวนการตกแตง่ ผิว (Surface Operation) <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>

1. กระบวนการข้ึนรูปวัสดุ คือ กระบวนการเปล่ียนแปลงรูปร่างวัสดุ ด้วย กระบวนการต่างๆ เช่น กระบวนการหล่อโลหะ(Casting) กระบวนการขึ้นรูปวัสดุผง (Particulate Process) กระบวนการขึ้นรูปด้วยแรง (Deformation Process) และ กระบวนการตดั เอาเนื้อวสั ดุออก (Material Remove Process) ดงั รูปท่ี 1.4 รปู ท่ี 1.4 กระบวนการขึน้ รูปวสั ดุ 2. กระบวนการเปลี่ยนแปลงสมบัติของวัตถุ คือ กระบวนการลาดับที่สอง ต่อเน่ืองจากกระบวนการขึ้นรูปวัสดุ เพ่ือปรับเปล่ียนสมบัติทางกลหรือสมบัติทาง กายภาพ โดยไม่มีการเปล่ียนแปลงรูปทรงของวัสดุช้ินงานเช่น กระบวนการอบอ่อน <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>

(Annealing) กระบวนการชุบแข็ง (Hardening) ของวัสดุจาพวกโลหะ เป็นต้น ดังรูปที่ 1.5 รูปท่ี 1.5 กระบวนการชบุ แข็งเฉพาะผิว 3. กระบวนการตกแต่ผิว คือ ขั้นตอนการางานข้ันสุดท้ายเพื่อให้ได้คุณสมบัติ ของผิวท่ีเหมาะสมกับการนามาใช้งาน เช่น ป้องกันการกัดกร่อน การทาให้เกิดสี เพ่ิม ความแข็งแรง ป้องกันการสึกหรอและการเตรียมผิวเพื่อไปยังลาดับข้ันตอนต่อไปของ <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>

กระบวนการ เป็นต้น กระบวนการตกแต่งผิวถูกนามาใช้มากสาหรับวัสดุจาพวกโลหะ และในบางกรณีจะถกู นามาใชบ้ นกระบวนการของการประกอบ กระบวนการตกแต่งผิว ประกอบด้วยกระบวนการทางานทางกล เช่น การพ่น เม็ดเหล็ก(Shot Peening) และการพ่นเม็ดทราย(Sand Blasting)เป็นต้น กระบวนการ เคลือบและกระบวนการเคลือบด้วยฟิล์มบาง จะถูกนามาประยุกต์ใช้เพื่อการเคลือบผิว ของชิ้นส่วน เชน่ การชบุ ผิวดว้ ยไฟฟา้ (Electroplating) การชุบผวิ อลูมเิ นียม(Anodizing) และการเคลือบผวิ ด้วยอนิ ทรียวัตถุที่เรยี กว่าการพน่ สี(Painting) เปน็ ตน้ ดงั รปู ท่ี 1.6 รปู ที่ 1.6 การชุบผิวดว้ ยไฟฟ้า 1.3.2 กระบวนการประกอบ กระบวนการประกอบ คือ กระบวนการท่ีกระทาให้วัตถุหรือชิ้นส่วนประกอบ ติดกันซ่ึงแบ่งเป็น 2 แบบ คือ กระบวนการทางการประกอบแบบถาวร(Permanente Joining Process) และกระบวนการของการประกอบทางกล (Mechanical Fastening) มีรายละเอียดดงั นี้ 1. กระบวนการของการประกอบแบบถาวรเป็นกระบนการยึดหรือประสาน เพอ่ื ใหช้ ้ินงานตั้งแต่ 2 ชิ้นตดิ กันแต่ไม่สามารถถอดได้และหากตอ้ งการถอดจะตอ้ งทาลาย บริเวณที่ยึดประสานของชิ้นงาน สาหรับกระบวนการของกาประกอบแบบถาวรท่ีสาคัญ ประกอบด้วย การเชื่อม การบัดกรีแข็ง การบัดกรีอ่อน และการต่อด้วยสารเคมีหรือวัสดุ ประสาน (Adhesive Bonding) เป็นตน้ ดังรูปท่ี 1.7 <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>

รปู ที่ 1.7 กระบวนการของการประกอบแบบถาวร 2. กระบวนการของการประกอบทางกล เปน็ การนาเอาอปุ กรณท์ างกลเข้ามาจับ ยึดหรือประสานเพ่ือให้ช้ินงานต้ังแต่ 2 ชิ้นติดกันและสามารถถอดประกอบได้ เช่น การ ประกอบด้วยสกรู โบลต์ นัต การจับยึดด้วยเกลียว (Threaded Fasteners) การ ประกอบดว้ ยการสวม (Fitting) เปน็ ต้น การต่อประสานในลักษณะน่จี ะนาไปประยุกต์ใช้ ในอุตสาหกรรมการประกอบรถไฟ เครอ่ื งบิน รถยนต์ เครือ่ งจกั รกล เป็นตน้ ดงั รูปท่ี 1.8 รูปที่ 1.8 การจบั ยึดด้วยเกลยี ว ขอ้ ได้เปรียบของการยึดทางกลเมื่อเปรียบเทียบกับการตอ่ วสั ดุประเภทอืน่ ๆ มี 2 ประเด็นหลัก คอื ความง่ายในการต่อชนิ้ งาน และความง่ายในการแยกชิน้ งาน ในประเด็น แรก การยึดทางกลน้ันสามารถกระทาได้โดยไม่ต้องอาศัยความชานาญท่ีสูงเหมือนการ เช่ือม หรอื การประสานอื่นๆ มีการใช้เคร่ืองมือที่น้อยไม่ยุ่งยาก และสามารถทาสาเร็จใน เวลาอันส้ัน ส่วนประเด็นหลังมุ่งเน้นสาหรับอุปกรณ์ทางกลท่ีก่อให้เกิดรอยต่อแบบ ชั่วคราวได้ ท้ังน้ีในการต่อช้ินงานหลายๆ แบบ อาจมีความจาเป็นท่ีต้องแยกชิ้นงานออก จากกนั ในบางกรณี เช่น การซอ่ มแซม การทาความสะอาด หรอื การบารุงรักษา เป็นต้น <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>

1.4 การเลือกกรรมวิธกี ารผลติ การท่ีผลติ ภัณฑ์ช้ินหนึ่งจะถูกสร้างขึ้นมาได้นน้ั จะต้องผ่านการออกแบบและการ เลือกใช้วัสดุสาหรับผลิตภัณฑ์น้ัน นอกจากน้ียังมีความจาเป็นที่มีการเลือกกรรรมวิธีการ ผลิตที่สามารถเข้ากันได้กับชนิดของวัสดุที่ผ่านการคัดเลือกมาแล้วซ่ึงท้ังการเลือกวัสดุ และกรเลือกกรรมวิธีการผลิตนั้นมีความสาคัญเท่ากันและหกว่าชนิดของวัสดุถูก เปล่ียนไปกรรมวิธีการผลิตอาจจะต้องถูกเปลี่ยนไปด้วย นอกจากนี้กรรมวิธีการผลิตยัง ส่งผลต่อโครงสร้างของวัสดุซ่ึงมีผลให้สมบัติของวัสดุและชิ้นส่วนน้ันเปลี่ยนไปอาจทาให้ ช้นิ ส่วนน้นั มีสมบัติทางกลที่ไม่ดพี อหรือไม่ตรงกับความต้องการจากการออกแบบ และใน บางกรณีอาจมีความจาเป็นต้องเลือกกรรมวิธีการผลิตก่อนการเลือกวัสดุ เช่น เหตุผล ทางด้านต้นทุนหรือเคร่ืองจกั หรอื เครอื่ งมือทมี่ ีอยู่เปน็ ต้น กรรมวิธีการผลิตแต่ละชนิดมีคุณลักษณะจาเพาะ (Attributes) เช่น ชนิดของ วัสดุที่สามารถใช้กรรมวิธีการผลิต ขนาด และรูปร่างท่ีสามารถสร้างได้จากกรรมวิธีการ ผลิตน้ันๆ ความหนาของภาคตัดที่ผลิตได้ ความแม่นยาของขนาด (Tolerance) ความ เรียบของพื้นผิว(Surface Roughness) ปริมาณการผลิต (Batch Size) ต้นทุนในการ ผลิต (Capital Cost) เปน็ ตน้ ซงึ่ ในการเลือกกรรมวิธีการผลติ จะต้องคานึงถึงคณุ ลกั ษณะ จาเพาะของแต่ละกรรมวิธีการ เพราะต้องพิจารณาผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการออกแบบมาแล้ว เนื่องจากจะต้องผลิตออกมาให้ตอบสนองต่อข้อจากัดจากแบบ (Design Constraints) และความตอ้ งการของแบบ (Design Requirements) นอกจากน้ีในบางกรณีอาจต้องคานึงถึงรูปร่างของช้ินงานเน่ืองจากบางกรรมวิธี การสามารถผลิตได้เฉพาะรูปร่างง่ายๆ หรือในขณะที่กรรมวิธีการผลิตสามารถผลิต ชน้ิ งานทมี่ คี วามซับซอ้ นไดด้ งั รูปที 1.9 <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>

รูปที่ 1.9 แผนภาพการเลือกกรรมวิธีการผลติ จากรปู ท่ี 1.9 องคป์ ระกอบของการเลือกกรรมวิธีการผลติ ประกอบดว้ ย วสั ดุท่ี ใชใ้ นการผลติ รูปร่างของผลิตภณั ฑ์หนา้ ท่กี ารใช้งาน สรุปสาระสาคญั พื้นฐานของการแบ่งกลุ่มของกรรมวิธีการผลิต สามารถแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ใหญ่ๆคือกระบวนการผลิต(Processing Operation) และกระบวนการประกอบ (Assembly Operation) โดยกระบวนการผลิตคือกระบวนการเปล่ียนรูปร่าง สมบัติของ วัสดุให้เป็นช้ินส่วนหรือผลิตภัณฑ์ ประกอบด้วย กระบวนการขึ้นรูปวัสดุ (Shaping Operation) กระบวนการเปล่ียนแปลงสมบัติของวัตถุ (Property Enhancing Operation) และกระบวนการตกแต่งผิว(Surface Operation) และกระบวนการ ประกอบ คือกระบวนการท่ีกระทาให้วัตถุหรือช้ินส่วนปะกอบติดกันซึ่งแบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ กระบวนการของการประกอบแบบถาวร(Permanente Joining Process) และกระบวนการของการประกอบทางกล (Mechanical Fastening) สาหรับองค์ประกอบของการเลือกกรรมวิธีการผลิตให้เหมาะสมกับคุณลักษณะ รูปร่าง และขนาดพิกัดความเผื่อ และความเรียบผิว ปริมาณการผลิต ต้นทุนการผลิต ฯลฯ ให้พิจารณาองค์ประกอบท่ีสาคัญได้แก่ วัสดุท่ีใช้ในการผลิต รูปร่างของผลิตภัณฑ์ และหน้าทกี่ ารใช้งาน <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>

แสงสวา่ งจงบังเกิดแด่ทา่ น จริ ยทุ ธ์ โชติกุล ช่างกลโรงงาน วิทยาลัยเทคนคิ ศรีสะเกษ <<<<<<<< Jirayut Chotikul @ Sisaket Technical College >>>>>>>>