การก้าวข้ามจากระบบ อาร์ ที เอ็ม (RTM)
สู่ระบบเรซิ่นอินฟิวชั่น (Resin infusion)
แปลจากนิตยสาร Reinforced plastic-Nov.2008
โดยกิตติ อนุชาผัด
ปัจจุบันมีการนำเอาระบบเรซิ่นอินฟิวชั่นมาใช้ในการทำผลิตภัณฑ์คอมโพสิทมากยิ่งขึ้นเนื่องจากระบบนี้สามารถตอบสนอง ความต้องการของผู้ผลิตในการแก้ปัญหาต่างๆ ของระบบการผลิตแบบที่ใช้แม่แบบเปิด(Open mould processes)ไม่ว่าจะเป็นข้อกำหนดที่เกิดจากมลภาวะ และ ข้อกำหนดทางเทคนิคซึ่งเป็นปัญหาซับซ้อนที่เกิด มากยิ่งขึ้น เทคโนโลยีใหม่ๆ และเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับระบบกดอัดด้วยแผ่นฟิล์มหรือ “bagging”รวมถึงการนำเอาวัสดุพิเศษเพื่อให้เรซิ่นซึมผ่านได้มาใช้ และการพัฒนาเอาเครื่องมือวัดจำนวนการไหลผ่านด้วยระบบคอมพิวเตอร์ (developments in computer flow analysis) ทำให้ผู้ผลิตสามารถควบคุมการผลิตที่มีรูปแบบยุ่งยากซับซ้อนและมีขนาดใหญ่ได้ด้วยความแน่นอนสูง ไม่ว่าจะเป็นการควบคุมคุณภาพและปริมาณการผลิต แต่ถึงแม้ว่าจะมีการพัฒนาดังกล่าวไปมากแล้ว ก็ยังมีการใช้วิธีการเติมเรซิ่นเข้าไปในแม่แบบด้วยวิธีการเดิมๆ เช่น
การผสมเรซิ่นด้วยมือเป็นจำนวนครั้งละมากๆ ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดความผิดพลาดและความเสียหาย ที่มีมูลค่าสูง ซึ่งหมดไปกับความสิ้นเปลืองวัสดุและการทำความสะอาด การผสมอีพ็อกซี่เรซิ่นเป็นจำนวนมากก็เป็นสาเหตุหนึ่งของการเกิดความร้อนสะสมจากปฏิกิริยาทางเคมี (bulk exothermic reaction) dารใช้เทคโนโลยีในการวัดอัตราการผสมและลำเลียงเรซิ่นเข้าสู่แม่แบบด้วยเครื่องมือซึ่งสามารถควบคุมได้อย่างเที่ยงตรงแน่นอนจึงเป็นคำตอบที่ต้องการของระบบอินฟิวชั่น ดังนั้นวิธีที่ง่ายที่สุด คือ การใช้อุปกรณ์วัดส่วนผสมและจำนวนของเรซิ่นที่ผสมตัวทำปฏิกิริยาแล้วเข้าสู่ถังบรรจุซึ่งใช้เป็นแหล่งกระจายส่วนผสมเรซิ่น ผ่านสายลำเลียงหลายเส้นของระบบอินฟิวชั่น มีวิธีการหลากหลายวิธีในการใช้อุปกรณ์ลำเลียงเรซิ่นนอกจากจะเป็นวิธีการง่ายๆ เช่นระบบควบคุมแบบทั่วไปไปจนถึงระบบที่มีอุปกรณ์อัตโนมัติคุณภาพสูงซึ่งประกอบด้วยระบบตรวจจับระดับอัตโนมัติระบบการปรับอัตราส่วนที่เปลี่ยนแปลงได้ และระบบตรวจจับจำนวนการไหลของเรซิ่นเป็นต้นจำนวนการไหลของเรซิ่นซึ่งสูงถึง30กิโลกรัม/นาที สามารถทำได้ไม่ว่าจะเป็นเรซิ่นชนิดอีพ็อกซี่ โพลีเอสเตอร์ หรือ ไวนิลเอสเตอร์
การพัฒนาขั้นต่อไปในแนวทางนี้คือ การลดจำนวนของเสียทิ้ง การปรับปรุงระบบการทำความสะอาด และหาระบบที่มีความแม่นยำในการควบคุมการทำงานสูง เพื่อควบคุมคุณภาพ และ ปริมาณการผลิตที่ได้มาตรฐานสม่ำเสมอ ระบบการควบคุมและเซ็นเซอร์จึงได้ถูกพัฒนาขึ้นมา เพื่อป้อนข้อมูลโดยตรงจากกระบวนการผลิตชิ้นงานด้วยระบบอินฟิวชั่น โดยการใช้เซ็นเซอร์วัดแรงดันภายในโมล์ด (In-mould pressure sensors หรือ IMPS)ซึ่งติดตั้งกับแผ่นฟิล์มกดในหลายๆ ตำแหน่ง และสามารถอ่านค่าแรงกดดันต่ำกว่าบรรยากาศได้จึงทำให้สามารถควบคุมการทำงานของระบบอินฟิวชั่นไปอย่างมีประสิทธิภาพ
บริษัทที่ได้ทำการพัฒนาระบบนี้ในระดับต้นๆ ชื่อ Composite Integrationได้ทำงานร่วมกับอู่ต่อเรือ ของประเทศอังกฤษคือ Princess Yachts International plc.อย่างใกล้ชิด โดยที่อู่เรือ Princess ได้มีการใช้งานการผลิตด้วยระบบ อาร์ ที เอ็ม ด้วยการใช้วิธีการช่วยเหลือของระบบสุญญากาศ (Vacuum-assisted RTM หรือ VARTM) ซึ่งเป็นการทำการผลิตด้วยแม่แบบกว่า 200 ชุดอยู่แล้ว Composite Integration จึงได้รับหน้าที่ในการพัฒนาอุปกรณ์เสริมให้กับระบบ VARTM ที่ใช้อยู่ด้วยการทำให้สามารถควบคุมระบบการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดตามต้องการ
อุปกรณ์การฉีด (Injection equipment) ได้มีการติดตั้งระบบที่เรียกว่า RFID(radio-frequency identification) ซึ่งเป็นระบบที่ถ่ายทอดข้อมูลการทำงานในแม่แบบทำให้ผู้ดำเนินงานรู้โดยอัตโนมัติถึงอัตราการตั้งอุปกรณ์อย่างเที่ยงตรง
สำหรับจำนวนเรซิ่นที่ใช้ความเร็วในการฉีดแรงกดดันภายในระบบทำงาน และ จำนวนส่วนผสมเป็นเปอร์เซ็นต์ของคะตะลิสต์ (ตัวทำปฏิกิริยา)ในเรซิ่นอีกทั้งระบบนี้ยังสามารถตรวจสอบโดยอัตโนมัติถึง
การปิดโมล์ดและ ระดับสุญญากาศภายในโมล์ด ก่อนทำการฉีดเรซิ่นนอกจากระบบVARTM ที่ใช้ทำการผลิตอยู่แล้วอู่เรือ Princess Yachts ยังเป็นบริษัทที่ริเริ่มในการพัฒนาระบบอินฟิวชั่นในระดับใหญ่โดยยอมรับถึงความเป็นไปได้ในการนำเอาระบบการควบคุมอย่างที่ได้กล่าวมาแล้วมาใช้กับการทำงานของระบบอินฟิวชั่น และใช้ความเชี่ยวชาญของทีมวิศวกรของทั้งสองบริษัทมาร่วมกันทำการต่อเรือขนาด 80 ฟุต ได้สำเร็จด้วยการใช้ระบบอินฟิวชั่นทำงานโดยอุปกรณ์การควบคุมการ ผลิตซึ่งสามารถใช้เรซิ่นจำนวนสูงถึง 1,500 กิโลกรัมซึมผ่านโมล์ดได้สำเร็จในคราวเดียวผลสำเร็จนี้ทำให้ลดความสูญเสียได้ด้วยการควบคุมจำนวนเรซิ่นที่ใส่เข้าไปในโมล์ดในเวลาที่ถูกกำหนดเอาไว้ได้มากกว่าวิธีการอื่นที่ได้เคยใช้ทำงาน มาก่อนซึ่งในระหว่างการทำงานด้วยระบบอินฟิวชั่นนี้ได้มีการบันทึกข้อมูลการทำงานของระบบอย่างเที่ยงตรง เพื่อนำเอาข้อมูลเหล่านี้ไปพัฒนาปรับปรุงการทำงานของระบบผลิตต่อเนื่องในโอกาสต่อไปภายหน้า
ข้อมูลเพิ่มเติม Stephen Leonard-Williams Composite Integration Ltd.
E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
www.composite-integration.co.uk