บทที่ 4 (1) วัสดุและเครื่องมือช่าง

บทท่ี 4 วัสดุ และเครอื่ งมอื พน้ื ฐาน

วสั ดุ และเครอ่ื งมอื พนื้ ฐาน ➢ วัสดุ ➢ เครอ่ื งมอื พน้ื ฐาน ➢ การตดั ตอ่ และขน้ึ รปู วสั ดุ

บทนา เทคโนโลยีที่มนุษย์สร้างหรือพัฒนาข้ึนเป็นช้ินงานต่าง ๆ น้ัน จาเป็นต้องใช้วัสดุ อุปกรณ์และ เครื่องมือต่าง ๆ ที่ เหมาะสม นักเรียนจึงจาเป็นต้องศึกษารายละเอียด เกี่ยวกับวัสดุ สมบัติของวัสดุ อุปกรณ์ เคร่ืองมือพ้ืนฐาน และการใช้งานเคร่ืองมือพื้นฐานประเภทต่าง ๆ เพ่ือให้ สามารถเลือกใช้งานได้อย่างเหมาะสม ความสามารถในการเลือก และการใช้งานวสั ดุ อปุ กรณ์ และเครอื่ งมือตา่ ง ๆ นอกจากจะช่วยลดเวลาในการสร้างชนิ้ งานแล้ว ยังจะชว่ ย ให้ได้ชิ้นงานที่ตรงกับความต้องการ มีความปลอดภัยในการใช้ เคร่อื งมือ และใชท้ รพั ยากรไดอ้ ยา่ งคุ้มคา่

วสั ดุ วัสดุมีอยู่หลายประเภท ท้ังจากธรรมชาติ และมนุษย์สร้างข้ึนหรือท่ีเรียกว่า “วัสดุสังเคราะห์” วสั ดุบางประเภทอาจนามาใช้ได้ทันทีโดยไม่มีการแปร รูป หรือมีการแปรรูปให้เหมาะสมต่อการนาไปใช้งาน โดยกระบวนการในการแปรรูปจะแตกต่างกันตาม ความเหมาะสมของสมบัติวัสดุ และความต้องการใน การใช้งาน

วสั ดุ ในอดีตวัสดุประเภทต่าง ๆ ยังมีไม่มาก มนุษย์จึงใช้วัสดุที่มาจากธรรมชาติ เช่น ดิน หิน ทราย เขาสตั ว์ หนังสตั ว์ ใบไม้ นามาสร้างเปน็ สง่ิ ของ เคร่ืองใช้ ต่อมาไดม้ ีการนาวัสดุธรรมชาติมาพัฒนาเพ่ือ นาไปใช้ประโยชน์ได้มากขึ้น เช่น โลหะ ไม้ เซรามิก คอมโพสิต วสั ดสุ มยั ใหม่

สมบตั ขิ องวัสดุ วัสดุธรรมชาติ และวัสดุสังเคราะห์ มีสมบัติ เฉพาะตัวที่แตกต่างกันไป ดังนั้นตอ้ งเลือกใช้วัสดุ ให้ เหมาะสมต่อการใช้งาน สมบัติของวัสดุมีหลายด้าน ในบทนจ้ี ะยกตัวอย่างสมบตั ิของวสั ดุ 3 ด้าน 1 ความยืดหยุ่น (elasticity) 2 ความแข็งแรง (strength) 3 การนาความร้อน (heat Conduction)

สมบัตขิ องวสั ดุ 1 ความยืดหยุ่น (elasticity) ความยืดหยุ่น (elasticity) เป็นสมบัติของวัสดุ ที่เปลี่ยนแปลงรูปร่างได้เม่ือมีแรงกระทา และจะกลับ คืนสู่รูปร่างเดิมเมื่อหยุดออกแรงกระทาต่อวัสดุน้ัน เช่น ยาง สปริง สายเคเบิล มีการนาสายเคเบิลมาเป็น ส่วนประกอบ ของโครงสร้างสะพาน เนื่องจากสะพาน ตอ้ งการ โครงสร้างท่ยี ืดหยนุ่ และรับแรงดงึ ไดด้ ี

สมบัตขิ องวัสดุ 2 ความแข็งแรง (strength) ความแข็งแรง (strength) คือ ความสามารถใน การรับน้าหนัก หรือแรงกดทับโดยวัสดุนั้นยังคงสภาพ ไดไ้ ม่แตกหกั วัสดทุ ่ีรับน้าหนักได้มากจะมีความแข็งแรง มากกว่าวัสดุท่ีรับน้าหนักน้อย สมบัติความแข็งแรง ของวัสดุ สามารถนาไปใช้ประโยชน์ได้มากมาย เช่น การสร้างสะพาน โครงสร้างที่เป็นคานจะต้องมีสมบัติ ในการรับนา้ หนกั และแรงกดได้มาก

สมบตั ขิ องวัสดุ 3 การนาความรอ้ น (heat Conduction) การนาความร้อน (heat Conduction) เป็นการถ่ายเทความ ร้อนระหว่างวัตถุสองช้ินที่สัมผัสกัน โดยมีทิศทางของการเคล่ือนท่ีของ พลงั งานความรอ้ นจากบรเิ วณท่ีมีอณุ หภมู ิสงู ไปยงั บริเวณท่มี ีอณุ หภมู ิตา่ วัสดุท่ีมีสมบตั ิเป็นตัวนาความร้อน คือวัสดุท่ีความร้อนผ่านได้ดี เช่น เหล็ก อะลูมเิ นียม ทองเหลือง ส่วนวัสดุท่ีเป็นฉนวนความร้อน คือ วัสดุท่ีนาความร้อนได้ไม่ดี เชน่ ไม้ พลาสติก ผ้า

สมบตั ขิ องวสั ดุ 3 การนาความร้อน (heat Conduction) ดังนั้น ควรเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมกับการใช้งาน ตวั อยา่ งเช่น กระทะหรือหม้อหุงต้ม ตัวกระทะหรือตัวหม้อหุงต้ม ต้องการให้ความร้อนผ่านไปยังอาหารส่วนมากทาด้วยสเตนเลส หรืออะลูมิเนียม แต่ที่จับหรือหูหิ้วไม่ต้องการ ให้ความร้อนผ่าน จึงทาด้วยพลาสตกิ เนอื่ งจากเป็นฉนวนความร้อน

4.1.2 วสั ดนุ ่ารู ้ สิ่งของเคร่ืองใช้ต่าง ๆ ในชีวิตประจาวัน ทามา จากวัสดุหลายประเภท ขึ้นอยู่กับความต้องการ และ ความเหมาะสมกบั การใช้งาน ในปัจจุบันมีวัสดุท่ี พัฒนาขึ้นมาอย่างมากมาย ซ่ึง มีวัตถุประสงค์เพื่อทดแทน วัสดุธรรมชาติ หรือเพ่ือเพิ่ม ประสทิ ธิภาพการใชง้ าน

สามารถแยกประเภทอยา่ งงา่ ยของวสั ดุไดด้ งั รูป วสั ดุ (materials) โลหะ เซรามกิ วสั ดุสมยั ใหม่ (metal) (ceramic) (modern material) ไม้ วัสดุผสม (wood) (composite)