Vacuum Infusion
Vacuum Infusion การผลิตผลิตภัณฑ์จากไฟเบอร์กล๊าส (FRP) ในรูปแบบปกติ เราพอทราบกันดีอยู่แล้วว่าเป็นกระบวนการผลิตแบบใช้มือทา (Hand Lay up) ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้กันมานาน และยังใช้ได้ดี เพราะต้นทุนไม่สูง ทำง่าย แต่ประสิทธิภาพของชิ้นงานที่ได้ออกมา จะอยู่ในระดับปานกลางเท่านั้น ซึ่งขึ้นอยู่กับ ฝีมือและความชำนาญของผู้ปฏิบัติงาน แม้แต่ชิ้นงานที่ผลิตจาก Carbon fiber ก็ยังใช้กรรมวิธีการผลิตแบบ Hand Lay up ทำให้ประสิทธิภาพของ ชิ้นงานที่ได้ไม่ดีพอ
Vacuum Mold คือ การผลิตชิ้นงานโดยวิธี Vacuum mold จะคล้ายกับ Vacuum Infusion คือ การใช้แรงดูดในการกดชิ้นงาน ผสมกับวิธี Hand lay up เป็นการ นำทั้งสองวิธีมารวมกัน ซึ่งขั้นตอนการทำงานจะเป็นการทำ Hand lay up ก่อน แล้วจึงใช้แรงดูดกดชิ้นงาน โดยต้องมีตัวซับเรซิ่นส่วนเกินเพื่อให้อัตราส่วน เป็น 1 : 1 เท่ากับ infusion ถ้าไม่ซับส่วนเกินออก น้ำหนักก็จะไม่ลดลง แต่ก็เป็นวิธี vacuum mold ได้เหมือนกัน แต่ชิ้นงานที่ออกมาจะแกร่งไม่เหมือนกัน อะไร
Epoxy Prepreg คืออะไร Epoxy Prepreg คือ การนำเส้นใยไฟเบอร์กลาส์ หรือ เส้นใยคาร์บอน ที่ทอเป็นผืนแล้ว นำมาอาบด้วย Epoxy Rasin แล้วจะถูกหุ้มด้วยฟิลม์ ทั้งด้านหน้าและหลัง แล้วม้วนเก็บในห้องเย็นเพื่อไม่ให้ Epoxy แข็งตัว (เป็นการทำสำเร็จมาจากโรงงาน) Prepreg จะขึ้นรูปโดยวิธีการตัดให้ได้ขนาดเท่าชิ้นงาน แล้วลอกฟิล์มออกจึงติดด้านในของโมลด์ คล้ายกับการตัดสติกเกอร์ การตัดจะตัดด้วย เครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะมีการวางแบบไว้โดยตัวเครื่อง จะคล้ายกับเครื่องตัดสติกเกอร์นั่นเอง เมื่อติด Prepreg ในโมล์ดได้ตามชิ้นที่ต้องการแล้วก็คลุมด้วย Baging Film เพื่อกดชิ้นงานให้ติดกับโมล์ด แล้วจึงนำไปเข้าเครื่อง Auto Clave เป็นเครื่องอบความร้อนแรงดันต่ำกว่าบรรยากาศหลายเท่า ประมาณ 2-6 ชั่วโมง ชิ้นงานที่ได้จะมีความแกร่งสูงสุด แต่ Technology นี้มีต้นทุนสูงมาก เฉพาะ เครื่อง Auto Clave ก็ราคาเริ่มต้นตั้งแต่ 5 ล้านบาท (ขนาดเล็ก ซึ่งยังไม่สามารถใส่ฝากระโปรงได้) และโมลด์ที่ใช้ก็จะต้องทนทานต่อความร้อนสูง 200 องศา เซลเซียส นาน 2-3 ชั่วโมง อีกทั้งยังต้องใช้ Epoxy ในการทำโมลด์อีก ซึ่งไม่ได้ทำกันง่ายๆ เลย
Vacuum Infusion กับ Prepreg อย่างไหนดีกว่ากัน ยังเป็นที่ถกเถียงกันว่า วิธี Vacuum Infusion กับ Prepreg + เครื่อง Auto Clave สิ่งไหนดีกว่ากัน โดยหลักการผลิตแล้ว วิธี Prepreg น่า จะดีกว่า เพราะเสถียรกว่า เนื่องจาก Epoxy Prepreg ถูกผสมมาจากโรงงาน ความผิดพลาดจึงเกิดได้น้อยกว่า และยังใช้ความร้อนช่วยในการแข็งตัวที่ สมบูรณ์ สัดส่วนเรซิ่นต่อเส้นใยก็น้อยเท่ากับ Infusion หรือ Molding สังเกตุเสียงที่เกิดขึ้นจากการเคาะชิ้นงานที่ทำจาก Epoxy Prepreg + เครื่อง AutoClave จะมีเสียงคล้ายกับอลูมิเนียมหรือเหล็กทีเดียว โดยวิธี Technolog Prepreg นี้ จะใช้ในการผลิตรถ F1 และ รถแข่ง WRC เนื่องจากมีต้นทุนที่ค่อนข้างสูง ส่วนวิธี Vacuum Infusion จะใช้ต้นทุนในการผลิตที่ไม่สูงมากนัก ในขณะที่ชิ้นงานที่ได้จะมีความคงทนใกล้เคียงกับ Prepreg
ABS (Vac) คืออะไร ABS (Vac) คือ การผลิตที่ใช้วิธีผลิตแบบ Thermo Forming หมายถึง การขึ้นรูปด้วยความร้อน โดยการนำแผ่นพลาสติก ABSมาอบความร้อนให้แผ่นพลาสติกอ่อนตัวลง แล้วนำมาครอบลงบนโมลด์ดัวผู้ ซึ่งจะล็อคขอบให้สนิท แล้วจึงทำการดูดอากาศออกทำให้แผ่นพลาสติก ABS แนบสนิทกับโมลด์ หลังจากนั้นจึงเป่าลมเย็นให้แข็งตัวแล้วค่อยแกะออก ขบวนการทั้งหมดใช้ระยะเวลาไม่เกิน 5 นาที
ABS (Vac) ดีจริงหรือ การผลิตชิ้นงานจากแผ่นพลาสติก ABS โดยวิธี Thermo Forming ชิ้นงานที่ออกมาค่อนข้างดี ผิวเรียบ มีความคงที่ สม่ำเสมอ เนื่องจากแผ่นพลาสติก ABS เป็นแผ่นสำเร็จจากโรงงาน ขนาดเท่าไม้อัด ความผิดพลาดในวัตถุดิบจากการผลิตจึงน้อยกว่า เช่น การเกิดฟองอากาศ ความราบ เรียบ ความสม่ำเสมอของเนื้อชิ้นงาน การทำสีกับชิ้นงานที่ผลิตจากแผ่นพลาสติก ABS จึงง่ายกว่าการทำสีกับงานไฟเบอร์ แต่แผ่นพลาสติก ABS ก็มีข้อเสียที่ว่า การทนต่อความร้อนไม่ค่อยดีนัก และชิ้นงานที่ออกมามีสันเหลี่ยมความคมน้อยกว่า ยิ่งถ้าแผ่นพลาสติกมีความหนามากเท่าไหร่ ความคมชัดยิ่งน้อยลง แม้นว่าจะถูกทดแทนด้วยการเพิ่มสันเหลี่ยมให้กับโมลด์แล้วก็ตาม จึงเหมาะกับงานที่ไม่ต้องการความคมชัดของสันเหลี่ยม มุมต่าง ๆ หรือตัวอักษร
FRP คืออะไร FRP (Fiber Glass Reinforced Plastics) หรือ Fiber Glass คือ ผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการนำวัสดุหลาย ๆ ตัว มาเข้าสู่กระบวนการผลิต อันได้แก่ ใยแก้ว (Glass Fiber) ซึ่งมีลักษณะ อ่อน นุ่ม แต่เหนียว ทนความผุกร่อนได้ดีโพลีเอสเทอร์เรซิ่น (Unsaturated Polyester Resin) และ อีพอกซี่เรซิ่น (Epoxy Resin) ซึ่งเป็นพลาสติกเหลว นำมาผสมกับตัวช่วยเร่งปฏิกิริยา (Accelerator หรือ Promoter) และตัวทำให้แข็ง(Hardener) หรือ ตัวเร่งปฏิกิริยา คะตะลิสต์ (Catalyst) แล้วจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมี (Polymerization)ที่มีความร้อนเกิดขึ้นสูงถึงกว่า 100 องศาเซลเซียส แล้วจะเปลี่ยนสภาพเป็นพลาสติกแข็ง และจะไม่คืนรูปอีก เราเรียกกรรมวิธีนี้ว่า ผลิตภัณฑ์พลาสติกเสริมแรง ด้วยใยแก้ว หรือ FRP ซึ่งเราเรียกง่าย ๆ ว่าผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์กล๊าสไฟเบอร์กล๊าส หรือ FRP สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ ได้อย่างกว้างขวาง เช่น อุตสาหกรรมรถ เรือ เครื่องบิน เฟอร์นิเจอร์ ของเล่น เด็กในสวนสนุก งานก่อสร้างต่าง ๆ ฯลฯ ทั้งนี้เพราะไฟเบอร์กล๊าส มีความแข็งแรงสูง ต้นทุนการผลิตต่ำ เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนหรือโครงสร้างที่เป็นโลหะและที่สำคัญเทคนิคในการทำไม่ยุ่งยาก
FRP แตกต่างจากพลาสติก ABS อย่างไร ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากไฟเบอร์กล๊าส ย่อมมีความแตกต่างจากผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากพลาสติก ABS ประการแรกเลยคือ ขั้นตอนการผลิตการผลิต FRP จะผลิตจากวัตถุดิบที่เป็นวัตถุดิบจริงๆ ที่ยังไม่ขึ้นรูป ฉะนั้น ถ้าผู้ปฏิบัติงานไม่ใส่ใจในรายละเอียดของแต่ละขั้นตอนการผลิต อาจเกิดฟองอากาศ หรือความไม่ราบเรียบในเนื้อชิ้นงานได้ ผลงานที่ออกมาก็จะไม่มีความสวยงาม ต่างจากชิ้นงานที่ผลิตจากพลาสติก ABS จะมีความราบเรียบกว่า เนื่องจากใช้เครื่องจักรในการผลิต ประการที่สอง ชิ้นงานที่ออกมาจากการผลิต ผลิตภัณฑ์จาก FRP จะมีความคมของสันเหลี่ยม เหมือนต้นแบบทุกประการ แข็งแรงและทนความร้อนได้สูง แต่ชิ้นงานที่ผลิตจากพลาสติก ABS จะไม่ค่อยมีความคม โดยเฉพาะตามสันมุมต่าง ๆ การทนค่อความร้อนจะมีน้อยกว่า และเมื่อ ใช้ไปนาน ๆ จะกรอบประการที่สาม งานทำสี จากผลิตภัณฑ์ FRP จะใช้ระยะเวลามากกว่างานทำสีจากผลิตภัณฑ์ ABS ทีนี้ก็เป็นสิ่งที่ผู้บริโภคจะเลือกแล้วหล่ะครับ ว่าจะนิยมชมชอบผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากอะไร คงพอจะเป็นข้อมูลให้ได้บ้างนะครับ
Carbon กับ Kevlar ไม่เหมือนกัน หลายต่อหลายคนยังคงเข้าใจผิดเกี่ยวกับผ้า Carbon กับ Kevlar ว่ามันคืนอันเดียวกัน แท้ที่จริงแล้วมันเป็นคนละชนิดกัน ความแตกต่างอยู่ที่ ผ้า Carbon จะมีลักษณะเป็นเส้นใยสีดำมันเงา ค่อนข้างแข็ง คล้ายเส้นผมลักษณะการทอ จะทอเป็นลายสลับไปมา แนวตรงหรือแนวเฉียง หรือจะทอเป็นลักษณะอย่างไรก็ได้ตามความต้องการของผู้ผลิต ผ้า Kevlar จะเป็นเส้นใยสีเหลือง ค่อนข้างอ่อน นุ่ม เหมือนเส้นไหมการทอจะทอเป็นลายสลับได้เช่นกัน และสามารถย้อมเป็นสีอื่น ๆ ได้ เช่น ส้ม น้ำเงิน แดง ฯลฯ Carbon เมื่อนำมาผลิตชิ้นงาน จะมีความแข็ง ส่วน Kevlar เมื่อผลิตชิ้นงานจะมีความเหนียว และเมื่อนำทั้งสองอย่างมาทอรวมกันจะเรียกว่าCarbon Kevlar จะได้คุณสมบัติของทั้งสองชนิดรวมกัน แต่ข้อเสียของ Kevlar คือ เมื่อโดน UV มาก ๆ สีจะเปลี่ยน ดังนั้น การทำชิ้นส่วนรถยนต์ เรือเครื่องบิน รถไฟ ยานอวกาศ จึงนิยมใช้ Carbon มากกว่า เนื่องจากคุณสมบัติที่เหมาะสมกว่านั่นเอง
Epoxy Resin คืออะไร Epoxy Resin คือ เรซิ่นชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติทนความร้อนได้สูง มีความแข็งแรง เข้ากันได้ดีกับเส้นใยทุกชนิด นอกจากนี้ Epoxy Resin ยังมีคุณสมบัติเด่นในด้านการยึดเกาะเส้นใยได้ดี การทนทานต่อความร้อนและทางไฟฟ้าได้ยอดเยี่ยม และมีการหดตัวต่ำ หลังทำปฏิกิริยากับใยแก้ว มีให้เลือกตั้งแต่ที่เป็นของเหลวความหนืดต่ำ จนเป็นของแข็ง Epoxy Resin มีข้อเสียคือ การดูดความชื้น หมายถึง ถ้าดูดความชื้นมากเกินไปจะทำให้คุณสมบัติของ Epoxy Resin เปลี่ยนไป
Epoxy Resin ดีแค่ไหน Epoxy Resin เมื่อนำมาขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ ชิ้นงานที่ได้จะมีความแกร่งสูงมาก เคยสังเกตุมั้ยว่าทำไมฝากระโปรงคาร์บอนที่มาจากญี่ปุ่น จึงมีสีเหลืองที่ผิวหน้า นั่นเป็นเพราะการใช้ Epoxy Resin และที่เห็นเป็นสีเหลือง เกิดจากการแพ้แสง uv ของ Epoxy นั้นเอง เดิมทีแล้ว Epoxy เป็นสีใสแต่เมื่อโดนความร้อนและแสงแดด สีจึงเปลี่ยนไปปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนา Epoxy Resin ไปมาก โดยการใส่สารเติมแต่งเพื่อให้ทนทานต่อ UV ได้มากขึ้น แต่ก็ยังมีคนบางกลุ่มที่นิยมชื่นชอบสีเหลืองอยู่ เพราะคิดว่ามันเป็นเอกลักษณ์ บ่งบอกถึงความเป็นของแท้นั่นเอง