jump to navigation

การขึ้นรูปวัสดุด้วยเลเซอร์ (Laser Forming) October 19, 2010

Posted by viboon in : Manufacturing technologies , trackback

การขึ้นรูปวัสดุด้วยเลเซอร์ หรือ Laser forming ถือเป็นกระบวนการขึ้นรูปด้วยกระบวนการทางกลและทางความร้อน (thermo-mechanical forming process) วิธีหนึ่งที่มีความยืดหยุ่นสูง เหมาะกับกระบวนการสร้างต้นแบบเร็วและกระบวนการที่มีปริมาณการผลิตไม่มาก

หลักการของ laser forming คือการฉายลำแสงเลเซอร์ลงบนผิวชิ้นงานที่ต้องการให้เกิดการดัดตัว เมื่อชิ้นงานได้รับความร้อนจะเกิดการงอตัวเช่นเดียวกับการพับขึ้นรูปโลหะแผ่นทั่วไป เพียงแต่กระบวนการไม่ต้องใช้เครื่องมือซับซ้อนใดๆ ในการยึดจับหรือให้แรงเพื่อให้วัสดุถูกพับงอตามมุมที่ต้องการ ข้อดีของกระบวนการนี้คือ ความง่ายในการควบคุมกระบวนการขึ้นรูป ให้ประสิทธิภาพในการขึ้นรูปสูง เหมาะกับงานหลายๆ ประเภท รวมถึงการขึ้นรูปวัสดุที่ยากต่อการดัด เช่น วัสดุในกลุ่ม ceramics และวัสดุเปราะเช่น ซิลิคอน ก็สามารถทำการดัดได้ด้วยกระบวนการนี้

ในกระบวนการขึ้นรูปทั่วไปจะใช้เครื่องมือในการยึดจับชิ้นงาน และเครื่องมือในการกดพับ ซึ่งอาจอยู่ในรูปของแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูป เพื่อให้แรงกับวัสดุงานที่มากกว่าจุด yield strength แต่น้อยกว่า fracture strength ของวัสดุ หากแต่กระบวนการขึ้นรูปด้วยเลเซอร์นั้นจะใช้ความร้อนและการขยายตัวอันเนื่องมาจากความร้อน ทำให้ความเค้นที่เกิดขึ้นที่อยู่ในรูปของ tensile และ compressive ทำให้วัสดุเกิดการพับตัว

กระบวนการนี้เหมาะกับงานประเภท small batches แต่มีความซับซ้อนของงานมากๆ อันเนื่องมาจากความสามารถของเลเซอร์และระบบควบคุมการเคลื่อนที่สามารถเข้าถึงส่วนที่ต้องการพับได้ง่ายกว่าการออกแบบชุดแม่พิมพ์เพื่อใช้ในการพับ และเนื่องจากเป็นกระบวนการขึ้นรูปแบบไม่สัมผัสผิวชิ้นงาน ความถูกต้องแม่นยำของกระบวนการขึ้นรูปในส่วนที่เข้าถึงได้ยากจะดีกว่ากระบวนการขึ้นรูปโดยทั่วไป

สำหรับขนาดของลำแสงเลเซอร์และ power ที่ใช้ก็สามารถปรับได้เพื่อให้เหมาะกับงานและวัสดุแต่ละชนิด โดยวัสดุที่ยากต่อการขึ้นรูปด้วยวิธีทางกลนั้นสามารถถูกขึ้นรูปได้ง่ายเมื่อใช้เลเซอร์ โดยเฉพาะกับวัสดุที่ไวต่อความร้อน สำหรับโครงสร้างจุลภาคและบริเวณกระทบร้อน หรือ Heat-affected zone สามารถควบคุมได้หากเลือกใช้ parameters ในการขึ้นรูปที่เหมาะสม

มุมดัดที่ได้โดยทั่วไปต่อครั้งจะประมาณ 2 ถึง 10 องศา เมื่อทำการสแกนเลเซอร์บนส่วนที่ต้องการดัดหลายๆ ครั้ง มุมขนาด 90 องศา หรือมากกว่าก็สามารถทำการขึ้นรูปได้ โดยปกติแล้ว การสแกนเลเซอร์บนชิ้นงานในครั้งแรกจะได้มุมดัดที่มากกว่าการสแกนในครั้งต่อๆ ไป โดยมุมที่ได้จะผกผันกับครั้งของการสแกน สำหรับรัศมีของการพับนั้น จะขึ้นอยู่กับ laser parameters และขนาดของการ offset ในการสแกนในแต่ละครั้ง โดยการใช้ระยะ offset ที่น้อยๆ ก็จะให้รัศมีที่มุมพับน้อยลงตามไปด้วย

มุมที่ได้จากดัดนั้นจะเพิ่มขึ้นในแต่ละครั้งของการสแกน และขนาดมุมที่ได้จะมากขึ้นเมื่อทำการดัดชิ้นงานที่มีความหนาน้อยๆ แต่ถ้าชิ้นงานดัดมีความกว้างที่น้อยก็จะทำให้มุมที่ได้น้อยลงตามไปด้วย เนื่องจากปริมาณของเนื้อวัสดุที่ได้รับความร้อนมีน้อยลง ซึ่งจะไปลงขนาดของ compressive strain และขนาดของมุมดัดที่ได้ แต่ถ้าสัดส่วนของ ความกว้างต่อความหนาของวัสดุมีค่ามากกว่า 10 มุมดัดที่ได้แทบจะไม่ขึ้นอยู่กับความกว้างของชิ้นงาน

Ref: http://www.keytometals.com/page.aspx?ID=CheckArticle&site=kts&NM=260


Tags: , ,

Related posts:

Comments»

no comments yet - be the first?


*