รู้จัก “การขึ้นรูปโลหะ” ต่อยอดสู่การผลิตสินค้ามากมาย

ผู้ประกอบการที่อยู่ในแวดวงยานยนต์ อะลูมิเนียม อิเล็กทรอนิกส์ ตลอดจนสินค้าอุปโภคบริโภคทั่วไปที่ต้องใช้ชิ้นส่วนโลหะในการผลิตสินค้า ต้องอ่าน! เพราะบทความนี้จะพาไปรู้จักกับหนึ่งในกระบวนการสำคัญอย่าง “การขึ้นรูปโลหะ” พร้อมเจาะลึกคืออะไร มีกี่ประเภท และเหมาะกับงานแบบไหนบ้าง

กระบวนการขึ้นรูปโลหะ สู่อะไหล่สำหรับการผลิต

การขึ้นรูปโลหะ (Metal Forming Process) เป็นกระบวนการที่ใช้สำหรับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของวัตถุดิบ ให้กลายเป็นอะไหล่ ผลิตภัณฑ์ หรือชิ้นงานที่มีรูปร่างตามความต้องการ โดยแต่ละวิธีในการขึ้นรูปก็จะใช้เครื่องมือที่แตกต่างกัน โดยหลัก ๆ จะแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่ การจำแนกจากวัสดุตั้งต้น และการจำแนกตามกระบวนการขึ้นรูปโลหะ

1. ประเภทการขึ้นรูปโลหะ จำแนกตามวัสดุตั้งต้น

สำหรับประเภทแรกจะเป็นการจำแนกตามวัสดุตั้งต้น หรือก็คือลักษณะของโลหะแรกเริ่ม ก่อนที่จะถูกนำไปเปลี่ยนให้อยู่ในรูปแบบต่าง ๆ โดยสามารถแบ่งได้ออกเป็น 2 ประเภทหลัก ๆ ดังนี้

• การขึ้นรูปโลหะแผ่น (Sheet Metal Forming) 

เป็นกระบวนการขึ้นรูปโลหะที่มีรูปร่างเป็นแผ่น หรือแผ่นบาง เช่น เหล็กกล้าแผ่น ทองแดงแผ่น หรืออะลูมิเนียมแผ่น โดยจะประกอบไปด้วยการตัด, เฉือน (Shearing Process) ด้วยพั้นซ์ (Punch)หรือใบมีด และดาย (Die) เพื่อให้ได้รูปร่างที่ต้องการ ก่อนจะนำไปพับขึ้นรูป (Bending Process) จัดการเข้าเครื่องมือเพื่อรังสรรค์ให้ได้ชิ้นงานที่ต้องการตามแบบโครงสร้าง

• การขึ้นรูปโลหะก้อน (Bulk Metal Forming) 

เป็นกระบวนการขึ้นรูปโลหะที่มีรูปร่างเป็นก้อน หรือแท่ง เช่น เหล็กแท่ง ทองแดงแท่ง อะลูมิเนียมแท่ง โดยจะใช้ทั้งการทุบขึ้นรูป (Forging Process), การอัดรีดขึ้นรูป (Extrusion Process) และการรีดขึ้นรูป (Rolling Process) มาใช้ในการสร้างสรรค์ชิ้นงานโลหะ โดยจะขึ้นอยู่กับความเหมาะสม เพื่อให้ได้ตามแบบสุดท้ายที่ต้องการ

2. ประเภทการขึ้นรูปโลหะ จำแนกตามกระบวนการ

ในส่วนของประเภทการจำแนกตามกระบวนการ จะเป็นการแบ่งตามอุณหภูมิที่ถูกนำมาใช้ในกระบวนการนั้น ๆ เพื่อสร้างสรรค์ชิ้นงานโลหะให้เป็นไปตามแบบที่ต้องการ โดยจะจำแนกได้ 2 ประเภทหลัก ๆ คือ การปั๊มขึ้นรูปโลหะแบบร้อน (Hot Working) และการปั๊มขึ้นรูปโลหะแบบเย็น (Cold Working) ซึ่งมีรายละเอียดโดยสรุป ดังนี้

• ปั๊มขึ้นรูปโลหะแบบร้อน (Hot Working) 

กระบวนการที่ทำให้โลหะมีอุณหภูมิสูงจนทำให้เกิดผลึกใหม่ แต่จะต่ำหรือน้อยกว่าอุณหภูมิในการหลอมเหลวโลหะหรือวัสดุนั้น ๆ เพื่อให้ยังสามารถนำไปประกอบการใช้ขึ้นรูปได้อย่างเหมาะสม จากการใช้เครื่องมือที่มีวิธีการและผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน ยกตัวอย่างวิธีที่นิยมใช้จะมีดังนี้

• • การตีขึ้นรูป (Forging)
  • การรีดร้อน (Hot Rolling)
  • การดึงและกดขึ้นรูป (Drawing & Cupping)
  • การเชื่อมต่อท่อ (Pipe Welding)
  • การแทงขึ้นรูป (Piercing)
  • การเคลื่อนไหลขึ้นรูป (Extruding)
  • การหมุนขึ้นรูป (Spinning)

• การปั๊มขึ้นรูปโลหะแบบเย็น (Cold Working) 

ในส่วนของกระบวนการปั๊มขึ้นรูปโลหะแบบเย็น จะเป็นการทำเพื่อให้วัสดุหรือโลหะเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างชนิดถาวร โดยใช้อุณหภูมิที่ต่ำ ประมาณ 20-25 องศาเซลเซียส และไม่ทำให้เกิดผลึกใหม่ขึ้น นิยมใช้วิธีการเหล่านี้

• การดัดงอ (Bending)
• การรีดเย็น (Cold Rolling)
• การอัดรีด (Extruding)
• การบิดงอ (Squeezing)
• การรีดขึ้นรูป (Shear Spinning)
• การตัดยึด (Stretching)
• การงอตรง (Straight Bending)
• การตีขึ้นรูป (Shot Peening)
• การขึ้นรูปพิมพ์ลึก (Deep Drawing)
• การกระแทกขึ้นรูป (Forging)
• การแทงขึ้นรูป (Hobbing)

ข้อดีของการขึ้นรูปโลหะ

• สามารถผลิตชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อนได้ดี เพราะกระบวนการที่ใช้ขึ้นรูปโลหะ จะมีเครื่องจักรเฉพาะที่ใช้สำหรับผลิตชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อน จากเดิมที่ผลิตได้ยากหรือไม่ได้เลย ก็จะสามารถรังสรรค์ได้ให้ตรงแบบมากขึ้นนั่นเอง
• ประหยัดต้นทุนการผลิต เนื่องจากการขึ้นรูปโลหะสามารถผลิตชิ้นงานจำนวนมากได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ จึงช่วยลดต้นทุนการผลิตได้ดี ไม่ต้องเพิ่มรอบ และเสียต้นทุนเพิ่มเติม
• เหมาะสำหรับการผลิตสินค้าจำนวนมาก ด้วยคุณสมบัติที่สามารถผลิตชิ้นงานได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ตอบโจทย์ธุรกิจขนาดใหญ่ที่ต้องการเพิ่มกำลังการผลิตให้ตอบโจทย์ต่อความต้องการ

ตัวอย่างสินค้าที่ผลิต โดยมีชิ้นส่วนจากการขึ้นรูปโลหะ

• สินค้าประเภทยานยนต์

ไม่ว่าจะเป็นรถมอเตอร์ไซค์ หรือรถยนต์ ต่างก็มีส่วนประกอบที่ทำจากโลหะจำนวนมาก ไม่ว่าจะเป็น ระบบช่วงล่างอย่างเบรก โช้ค ระบบหน้าจอประมวลผล ไปจนถึงโครงรถ ประตู ฝากระโปรง กันชน หรือแม้กระทั่งล้อ โดยชิ้นส่วนเหล่านี้จะถูกผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการขึ้นรูปโลหะ อย่างการปั๊มขึ้นรูป การดัด การเชื่อม เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมกับการใช้งานมากที่สุดนั่นเอง

• สินค้าเครื่องจักรกล

สำหรับสินค้าประเภทเครื่องมือเครื่องจักร อาทิ ใบมีด ดอกสว่าน ประแจ ที่ใช้ในกลไกการทำงานของเครื่อง ต่างก็ต้องผ่านกระบวนการขึ้นรูปโลหะ เช่น การปั๊มขึ้นรูป ซึ่งเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ใช้แรงดันสูงในการขึ้นรูปโลหะให้เป็นรูปร่างตามต้องการ โดยส่วนมากจะทำได้กับชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กไปจนถึงปานกลาง ตอบโจทย์กับชิ้นส่วนที่เป็นกลไกในเครื่องจักร แต่สำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลขนาดใหญ่จะต้องใช้วิธีอื่นอย่างการหล่อเหล็ก การกัด และการกลึง เพื่อให้ได้รูปร่างและคุณภาพความทนทานที่เหมาะสม

• สินค้าอิเล็กทรอนิกส์

พลาดไปไม่ได้สำหรับสินค้ากลุ่มอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้า เป็นอีกหนึ่งกลุ่มสินค้าที่จำเป็นต้องเลือกใช้อะไหล่ในการประกอบที่ตรงตามมาตรฐาน โดยชิ้นส่วนที่เป็นโลหะอย่าง ชิปประมวลผล แผงวงจร เทอร์มินอล ก็จำเป็นที่จะต้องผ่านกระบวนการขึ้นรูปที่ถูกต้อง เพื่อส่งเสริมประสิทธิภาพการใช้งานและความปลอดภัยของสินค้าให้ตรงตามสเป็กที่ควรจะเป็น

• สินค้าอุปโภค บริโภค

ปิดท้ายกันด้วยสินค้ากลุ่มอุปโภคและบริโภคทั่วไป ไม่ว่าจะเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านอย่าง แอร์ เครื่องทำน้ำอุ่น เครื่องซักผ้า ภาชนะเครื่องใช้ ไปจนถึงกล้อง กระป๋องอาหารสำเร็จรูป ตลอดจนเฟอร์นิเจอร์บางประเภทที่ต้องใช้โครงเหล็กและอะลูมีเนียมในการสรรค์สร้าง เพื่อให้ตอบโจทย์ต่อการใช้งาน ซึ่งสามารถใช้ได้ทั้งการปั๊มขึ้นรูป การขึ้นรูปด้วยแรงดึง การเชื่อม และการอัดรีด เป็นต้น

สำหรับผู้ประกอบการที่กำลังมองหาแหล่งผลิตชิ้นส่วนงานโลหะที่ TexFocus เราคือผู้ให้บริการผลิตโลหะตามแบบ พร้อมรับขึ้นรูปโลหะตามความต้องการ ผลิตภายใต้ความเชี่ยวชาญและสร้างชื่อเสียงในฐานะมืออาชีพมานานกว่า 20 ปี พร้อมให้บริการในราคาที่คุ้มค่า และให้คำปรึกษาอย่างครบวงจร ติดต่อสอบถามเพิ่มเติม โทร. 02-593-2000 หรือทางอีเมล contact@texfocus.co.th

ข้อมูลอ้างอิง

Metal Forming. สืบค้นเมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน 2566 จาก https://engineeringproductdesign.com/knowledge-base/metal-forming/
Basics Of The Metal Forming Process. สืบค้นเมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน 2566 จาก https://questtech.ca/blog/basics-of-the-metal-forming-process/