TCA logo

 

หน้าแรก

ข่าวสาร

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

วิธีการผลิตแผ่นรังผึ้ง

 

                                      เรียบเรียงโดย จุติ  เพียรล้ำเลิศ

 

 

การผลิตแผ่นรังผึ้งในระดับอุตสาหกรรมเริ่มต้นเมื่อประมาณช่วงปี 1940  จริงๆ  แล้วแผ่นรังผึ้งสามารถทำขึ้นมาได้จากวัสดุแทบทุกชนิดที่เป็นแผ่นแบน    ในปัจจุบันเราจะแยกชนิดของแผ่นรังผึ้งเป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ คือประเภทโลหะ และประเภทอโลหะ  

          กลุ่มโลหะประกอบไปด้วยวัสดุประเภท  อลูมิเนียม  เหล็กสตนเลส หรือ ไทเทเนียม  ที่พบเห็นกันบ่อยๆก็มีอลูมิเนียมตั้งแต่เกรด  3003  5052   5056 จนถึง 2024 และ  3003  นั้นจะใช้ทำรังผึ้งเกรดทั่วไป   5050 กับ 5056 จะใช้ทำเกรดพิเศษขึ้นมา ส่วน   2024  ใช้ทำแผ่นรังผึ้งที่ต้องการการทนความร้อนสูง (216 c ° ) 

ในขณะที่แผ่นรังผึ้งอโลหะจะประกอบไปด้วยวัสดุประเภท ไฟเบอร์กลาส   
กระดาษ Nomex  หรือ กระดาษคราฟท์    กระดาษ Nomex  นั้นนิยมนำมาทำเป็น
แผ่นรังผึ้ง  เนื่องจากราคาที่ถูกกว่า แต่ก็ให้ความแข็งแรงที่ต่ำกว่าเช่นกัน
และยังมีปัญหาเรื่องการติดไฟด้วย  ไฟเบอร์กลาสหรือผ้าใยแก้วที่มีขนาดบางๆ ไม่ว่าจะเป็นแบบทอลายตรง (plain weave) หรือลายเฉียง + - 45 องศา  (Biaxial) ก็เอามาทำแผ่นรังผึ้งที่ต้องการความเบาและมีขนาด เซลล์ เล็กๆ โดยแผ่นรังผึ้งไฟเบอร์กลาสที่ทำจากผ้าใยแก้วลายเฉียงจะทนแรงเฉือนได้ดีกว่า แต่จะทนแรงกดได้น้อยกว่าแบบที่ทำจากผ้าใยแก้วลายตรง  ส่วนกระดาษคราฟท์นั้นต้องผ่านการทรีตเมนท์ด้วยสารประกอบเกลือให้ทนไฟ
จนกระทั้งผ่านมาตฐาน UL ก่อนถึงจะนำมาใช้ได้    นอกจากนี้ยังมีวัสดุอื่นๆที่ใช้ทำ
แผ่นรังผึ้งอยู่บ้างเหมือนกันแม้จะมีจำนวนน้อย เช่น ทองแดง ตะกั่ว อเบสทอส ไมล่าร์ 
หรือ เคฟลาร์ รวมไปถึงวัสดุใหม่ๆ  อย่างคาร์บอนไฟเบอร์ด้วย

 

 

กระบวนการผลิต

แบ่งเป็นสองวิธีตามการขึ้นรูปแผ่นรังผึ้ง 
 

    วิธีที่หนึ่งโดยการดึงขยาย    วิธีนี้เริ่มจากการนำม้วนวัสดุเช่นม้วนอลูมิเนียม
ม้วนพลาสติก หรือม้วนกระดาษ  มาตัดเป็นแผ่น แล้วทากาวแต่ละแผ่นเป็นแถบเว้น
แถบทั้งด้านหน้าและด้านหลัง  โดยให้แถบกาวด้านหน้า
และด้านหลังเว้นสลับกัน (
ดูรูปที่
1 ประกอบ)  แล้วนำแผ่นวัสดุเหล่านี้มาเรียกช้อนกันให้กาวยึดติดแผ่นต่อ
แผ่นภายใต้แรงกด   ก็จะได้ตั้งวัสดุที่เรียกว่า expansion block  เมื่อกาวแห้งดีแล้ว
บล็อกดังกล่าวจะถูกนำมาตัดสไลด์ให้ได้ความความหนาของแผ่นรังผึ้งที่ต้องการ   เช่นถ้าต้องการผลิตแผ่นรังผึ้งที่ความหนา 10 มิลลิเมตร  ก็จะนำ block มาสไลด์เป็น
แถบๆ แต่ละแถบกว้าง 10 มิลลิเมตร  หลังจากนั้นก็นำมาจับให้ยืดออกทางแนวตั้ง  ส่วนที่ไม่มีกาวก็จะถูกดึงยืดออกเป็นผนังของ เซลล์ ได้เป็นแผ่นรังผึ้งตามความหนา
ที่ต้องการ  

 

 

รูปที่ 1

 

ถ้าวัสดุที่นำมาทำเป็นแผ่นรังผึ้งเป็นแผ่นโลหะก็จะคงสภาพอยู่ในรูปของแผ่น
รังผึ้งได้เองโดยไม่ต้องไปทำอะไรต่อ   แต่ถ้าเป็นวัสดุอื่นๆ ที่ไม่สามารถคงตัวอยู่
ได้ด้วยตัวของมันเองเช่นกระดาษหรือไฟเบอร์กลาส    ก็จะต้องมีการยึดให้คงรูปไว้
โดยใช้โครงไม้หรือโครงเหล็กแล้วนำไปชุบสารเคลือบจำพวกเรซิ่นก่อนเข้าเตาอบ
ให้เรซิ่นแข็งตัวแล้วคงรูปเป็นแผ่นรังผึ้งที่สมบูรณ์   ซึ่งกระบวนการชุบเรซิ่นแล้วอบนี้
อาจจะต้องทำหลายรอบกว่าที่จะได้ความหนาของผนังรังผึ้งตามกำหนด  โดยปรกติแล้วจะทำการชุบประมาณ
3 รอบ แต่ก็มีบางกรณีเหมือนกันที่ต้องทำการชุบ
ถึง 30 รอบกว่าจะได้ความหนาของผนัง เซลล์ ที่ต้องการ   
การทาหรือพิมพ์แถบกาวนั้นสามารถทำได้ทั้งตามแนวยาว (ดังรูปที่ 1) หรือตามแนวขวางก็ได้   ขึ้นอยู่กับการออกแบบแผ่นรังผึ้งที่จะผลิตออกมาว่
าจะหลีกเลี่ยงข้อจำกัดในแง่ขนาดของแผ่นทางด้านไหน  ทางด้านความยาว หรือ ความหนาของแผ่น  ถ้าพิมพ์แถบกาวตามแนวยาว   แผ่นรังผึ้งก็จะมีความยาว (L)
ที่จำกัด แต่ถ้าพิมพ์แถบกาวตามแนวขวางแผ่นรังผึ้งก็จะมีความหนา (T) ที่จำกัด 

มีในบางกรณีที่ไม่สามารถติดผนังเซลล์ (จุดที่เชื่อมกันเรียกว่า node ดังแสดง
ในรูปที่ 2) ด้วยกาวได้เนื่องจากแผ่นรังผึ้งนั้นถูกออกแบบมาให้ใช้ในสภาพอุณหภูมิ
ที่สูงมากๆ กว่า 400 c. การติดผนังเซลล์จะใช้วิธีการเชื่อมแทน    เช่นเดียวกับ
แผ่นรังผึ้งที่ทำขึ้นจากพลาสติกประเภทเทอรโมพลาสติด อย่าง โพลีโพรไพลีน ก็สามารถที่จะใช้วิธีให้ความร้อนตรงผนังส่วน node ให้หลอมตัวเข้าด้วยกันเลย
ไม่ต้องใช้กาวติดก็ได้

 

  

รูปที่ 2

         
วิธีที่สองโดยการขึ้นรูปลอนลูกฟูก   
     
เริ่มต้นจากการนำม้วนวัสดุที่ขึ้นรูปได้โดยการกด  เช่น  ม้วนโลหะมาผ่านลูกกลิ้งที่ทำ
เป็นลอนตามลักษณะของ เซลล์  ที่ออกแบบไว้  นำลูกฟูกที่ไหลออกมาจากลูกกลิ้งมา
ตัดเป็นแผ่นตามความยาวของแผ่นรังผึ้ง
(L) ที่ต้องการก่อนนำไปติดกาวหรือเชื่อม node ในแต่ละแผ่น แล้ววางแผ่นลูกฟูกนั้นทับซ้อนกันให้ได้ความสูงตามความกว้างของ
แผ่นรังผึ้งที่ต้องการ (W) ตามรูปที่ 3  เมื่อกาวหรือรอยเชื่อมแห้งสนิทดีแล้ว
จะได้เป็น block รังผึ้งที่จะถูกสไลด์เป็นแผ่นรังผึ้งอีกที

  

รูปที่

    ตามความเป็นจริงแล้ว   วิธีขึ้นลอนลูกฟูกนี้เป็นวิธีแรกเริ่มที่พัฒนามาก่อนวิธีดึงขยาย
ที่ได้กล่าวถึงไปก่อนหน้า   ในปัจจุบันมีการผลิตเพียง 5 
% ของการผลิตแผ่นรังผึ้ง
ที่ยังใช้วิธีนี้อยู่    เหตุที่ถูกทดแทนโดยวิธีดึงขยาย   เพราะวิธีการขึ้นรูปลอนลูกฟูก
ต้องใช้คนงานมากิโลกรัมว่าเนื่องจากมีขั้นตอนการทำงานที่มากกว่าและยาวกว่า   ทั้งในการทากาวหรือการเชื่อม node  รวมไปถึงการนำแผ่นวัสดุนั้นๆ  มาซ้อนกัน        
นอกจากนี้ยังมีข้อจำกัดในการให้น้ำหนักกดทับในขั้นตอนการติดกาว node ที่จะใช้แรงกดมากไม่ได้   ไม่เช่นนั้นวัสดุที่ขึ้นรูปเป็นลูกฟูกก็จะเสียรูปทรงไปและทำให้ เซลล์ ไม่ได้เป็นรูปทรงที่ต้องการ   ผลที่จะตามมาจากการใช้แรงกดน้อยนั้น
จะทำให้รอยต่อกาวตรง node จะหนากว่าวิธีแรกมาก   โดยน้ำหนักของกาวอาจสูง
ถึง 10 %  ของน้ำหนักรังผึ้งเลยทีเดียว  ขณะที่ถ้าใช้วิธีดึงขยายนั้นน้ำหนักของกาว
จะอยู่ที่ 1 %  ของน้ำหนักรังผึ้งเท่านั้น

 

ด้วยปัจจัยความยุ่งยากในการผลิตทำให้แผ่นรังผึ้งที่ผลิตโดยวิธีขึ้นลอนลูกฟูก
จะมีต้นทุนและราคาที่สูงกว่าแบบดึงขยายมาก   แต่ก็ยังมีการผลิตอยู่ในกรณีเฉพาะ
ที่ต้องการแผ่นรังผึ้งที่มีความหนาแน่นสูง (กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร)  ปัจจัยที่กำหนดความหนาแน่นของแผ่นรังผึ้งคือวัสดุที่ใช้  ความหนาของผนังเซลล์  รูปร่างและขนาดของเซลล์  ปรกติแผ่นรังผึ้งความหนาแน่นสูงจะทำจากแผ่นโลหะ
จำพวกแผ่นอลูมิเนียมที่ความหนาตั้งแต่ 0.076 มิลลิเมตร  ถึง 0.152  มิลลิเมตร  ใช้ทำแผ่นรังผึ้งที่ความหนาแน่นตั้งแต่ 192 กิโลกรัม
/ลูกบาศก์เมตร จนถึง 880 กิโลกรัม/ ลูกบาศก์เมตร   แต่ที่ความหนาแน่นระดับนี้การขึ้นรูปแผ่นรังผึ้ง โดยการดึงขยายจะทำ
ไม่ได้   การดึงขยายจะต้องใช้แรงดึงที่สูงมากเกินกว่าที่กาวที่ยึดอยู่ตามnode
จะทนรับได้    เราจึงยังเห็นการผลิตแผ่นรังผึ้งแบบนี้โดยวิธีขึ้นลอนลูกฟูกอยู่  

แน่นอนว่าแผ่นรังผึ้งความหนาแน่นสูงนั้นมีความแข็งแรงมากกว่าแผ่นรังผึ้งชนิด
เดียวกันที่ความหนาแน่นต่ำกว่า   เพราะมีผนังเซลล์ที่หนากว่าและขนาดเซลล์ที่เล็กกว่า  แต่แรงยึดเกาะระหว่างผนังเซลล์ ตรง
node  อาจจะต่ำกว่าก็ได้     ถ้าแผ่นรังผึ้งที่มี
ความหนาแน่นต่ำนั้นถูกผลิตโดยวิธีการดึงขยาย   เนื่องการเชื่อมติดกาวของวิธีการผลิต
แบบดึงขยายนั้นทำภายใต้แรงกดที่สูงกว่ามาก  ดังที่อธิบายไปแล้วข้างต้น     โดยปรกติแล้วเกณฑ์ในการเลือกวิธีผลิตคือที่ดูที่ความหนาแน่นของแผ่นรังผึ้งที่ต้องการ
ผลิตเป็นสำคัญ  โดยใช้ความหนาแน่นที่ 192กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร  เป็นเส้นแบ่ง    นั่นคือที่ความหนาแน่นต่ำกว่า 192 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร ก็ควรผลิตโดยวิธีแบบดึงขยายซึ่งมีต้นทุนต่ำกว่าและมีแรงยึดตัวของกาวระหว่างเซลล์ สูงกว่า   ในขณะที่ความหนาแน่นตั้งแต่ 192 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร  ขึ้นไปก็ต้องผลิตด้วยวิธีขึ้นลอนลูกฟูก

ข้อจำกัดอีกอย่างของแผ่นรังผึ้งความหนาแน่นสูงคือการหลุดหรือฉีกของกาวระหว่าง
ผนังเซลล์ เมื่อต้องทำการม้วนแผ่นรังผึ้ง ไม่ว่าเพื่อการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์หรือการขนส่งก็ตาม  นี่ก็เกิดจากแรงยึดเกาะของกาวในการผลิตแบบลูกฟูกที่จะต่ำกว่าแบบดึงขยายนั่นเอง