การทำงานอินฟิวชั่นนั้นต้องใช้ความระมัดระวัง และปราณีตเป็นอย่างมาก เพราะค่อนข้างใช้วัสดุหลากหลาย และใช้เวลาในการเตรียมค่อนข้างนาน และชิ้นงานที่ทำอินฟิวชั่นเสร็จจะทำการขายได้มหาศาล ดังนั้นมาทำความเข้าใจว่าทำไมต้องใช้อีพ็อกซี่เรซิ่นในการทำงานอินฟิวชั่นกันครับ
งานอินฟิวชั่นคืออะไร
งานอินฟิวชั่น (Infusion) คือ เทคนิคการผลิตชิ้นส่วนที่ใช้ในการผลิตวัสดุคอมโพสิต (Composite Materials) โดยเฉพาะชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่หรือมีความซับซ้อนทางโครงสร้าง เทคนิคนี้ได้รับความนิยมในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น การผลิตเรือ, ใบพัดลม, ชิ้นส่วนรถยนต์ และอากาศยาน
ในกระบวนการอินฟิวชั่น เรซิ่นจะถูกฉีดเข้าสู่แม่พิมพ์ที่มีชั้นของเส้นใย (Fibers) อยู่ภายในผ่านการใช้แรงดันสูญญากาศ โดยขั้นตอนหลักๆ ของงานอินฟิวชั่นประกอบด้วย
- การเตรียมแม่พิมพ์ การวางเส้นใยคอมโพสิตลงในแม่พิมพ์ที่มีรูปร่างตามชิ้นงานที่ต้องการ
- การทำสูญญากาศ ใช้แรงดันสูญญากาศเพื่อขับลมออกจากแม่พิมพ์และเส้นใย
- การฉีดเรซิ่น เมื่อแม่พิมพ์อยู่ในสภาพสูญญากาศแล้ว เรซิ่นจะถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์เพื่อเติมเต็มช่องว่างระหว่างเส้นใย
- การเซ็ตตัว เรซิ่นที่ฉีดเข้าไปจะถูกปล่อยให้แข็งตัว (Curing) เพื่อสร้างชิ้นงานที่แข็งแรงและทนทาน
การใช้เทคนิคอินฟิวชั่นนี้มีข้อดีหลายประการ เช่น การผลิตชิ้นงานที่มีความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา และมีความเรียบเนียนสม่ำเสมอทั่วทั้งชิ้นงาน
ทำไมงานอินฟิวชั่นถึงนิยมในหมู่งานเรซิ่น
งานอินฟิวชั่นได้รับความนิยมในการผลิตชิ้นส่วนที่ใช้เรซิ่นเนื่องจากมีข้อดีหลายประการที่ทำให้เหมาะสมกับกระบวนการผลิตวัสดุคอมโพสิตที่ต้องการคุณภาพสูง ข้อดีเหล่านี้รวมถึง
- การกระจายตัวของเรซิ่นที่สม่ำเสมอ งานอินฟิวชั่นใช้แรงดันสูญญากาศในการฉีดเรซิ่นเข้าสู่แม่พิมพ์ ทำให้เรซิ่นสามารถกระจายตัวได้อย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งชิ้นงาน ซึ่งช่วยลดโอกาสในการเกิดฟองอากาศหรือช่องว่างที่อาจทำให้ชิ้นงานมีความแข็งแรงต่ำลง
- คุณภาพของชิ้นงานสูง กระบวนการนี้สามารถสร้างชิ้นงานที่มีความหนาแน่นและความแข็งแรงสูง เนื่องจากเรซิ่นจะเติมเต็มและผสานเข้ากับเส้นใยอย่างทั่วถึง ทำให้ชิ้นงานมีความแข็งแรงและทนทาน
- ลดการใช้เรซิ่นอย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากเรซิ่นถูกฉีดเข้าสู่แม่พิมพ์โดยใช้แรงดันสูญญากาศ ทำให้สามารถควบคุมปริมาณเรซิ่นที่ใช้ได้อย่างแม่นยำ ลดการสูญเสียวัสดุและต้นทุนในการผลิต
- กระบวนการผลิตที่สะอาดและมีประสิทธิภาพ การใช้สูญญากาศในการฉีดเรซิ่นช่วยลดการปล่อยของเสียและการสัมผัสกับสารเคมี ทำให้กระบวนการผลิตสะอาดและปลอดภัยมากขึ้นสำหรับผู้ปฏิบัติงาน
- ความสามารถในการผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่ งานอินฟิวชั่นสามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่และซับซ้อนได้ เช่น ใบพัดเรือ หรือชิ้นส่วนโครงสร้างของอากาศยาน ซึ่งกระบวนการผลิตอื่น ๆ อาจไม่สามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- ลดการเกิดปัญหาผิวชิ้นงาน งานอินฟิวชั่นช่วยลดปัญหาการเกิดรอยขรุขระหรือฟองอากาศบนผิวของชิ้นงาน ทำให้ชิ้นงานมีความเรียบเนียนและสวยงามมากขึ้น
ทั้งหมดนี้ทำให้งานอินฟิวชั่นเป็นเทคนิคที่นิยมอย่างมากในการผลิตชิ้นส่วนที่ใช้เรซิ่น โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมที่ต้องการชิ้นงานที่มีคุณภาพสูงและมีความซับซ้อน
การทำงานอินฟิวชั่น ด้วยการใช้อีพ็อกซี่เรซิ่น
การทำงานอินฟิวชั่นด้วยการใช้อีพ็อกซี่เรซิ่นเป็นกระบวนการที่ละเอียดและมีขั้นตอนเฉพาะ เพื่อให้ได้ชิ้นงานที่มีคุณภาพสูง ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนดังนี้
1. การเตรียมแม่พิมพ์ (Mold Preparation)
- ทำความสะอาดแม่พิมพ์ แม่พิมพ์ต้องสะอาดปราศจากฝุ่นและสิ่งสกปรก เพื่อให้ได้ผิวงานที่เรียบเนียน
- เคลือบแว็กซ์หรือสารปล่อยแม่พิมพ์ (Mold Release Agent) เพื่อให้สามารถถอดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ได้ง่ายโดยไม่ทำให้เสียหาย
2. การจัดวางวัสดุเสริมแรง (Layup of Reinforcement)
- วางเส้นใย (Fibers) ลงในแม่พิมพ์ เส้นใยที่ใช้สามารถเป็นเส้นใยแก้ว (Fiberglass), คาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber), หรือวัสดุคอมโพสิตอื่น ๆ โดยจัดเรียงให้ตามความหนาและรูปทรงที่ต้องการ
- ใช้ตาข่ายนำเรซิ่น (Infusion Net) วางตาข่ายนำเรซิ่นลงบนเส้นใยเพื่อช่วยในการกระจายเรซิ่นให้ทั่วถึงระหว่างกระบวนการอินฟิวชั่น
3. การเตรียมระบบสูญญากาศ (Vacuum Setup)
- ปิดผนึกแม่พิมพ์ด้วยฟิล์มสุญญากาศ ใช้ฟิล์มพลาสติกปิดผนึกแม่พิมพ์ทั้งหมดเพื่อเตรียมการสร้างสุญญากาศ
- ติดตั้งท่อสูญญากาศและท่อสำหรับฉีดเรซิ่น เพื่อให้เรซิ่นสามารถเข้าสู่แม่พิมพ์และกระจายตัวได้ทั่วถึง
- สร้างแรงดันสูญญากาศ ใช้ปั๊มสูญญากาศดูดอากาศออกจากระบบ เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการฉีดเรซิ่น
4. การเตรียมอีพ็อกซี่เรซิ่น (Epoxy Resin Preparation)
- ผสมอีพ็อกซี่เรซิ่น A และ B ตามอัตราส่วนที่กำหนดเพื่อให้ได้เรซิ่นที่พร้อมใช้งาน
- การระบายอากาศในเรซิ่น หากมีฟองอากาศในเรซิ่น ควรระบายออกก่อนที่จะนำไปใช้
5. กระบวนการอินฟิวชั่น (Infusion Process)
- ฉีดอีพ็อกซี่เรซิ่นเข้าสู่แม่พิมพ์ เปิดท่อฉีดเรซิ่นเพื่อให้อีพ็อกซี่ไหลเข้าสู่แม่พิมพ์ โดยเรซิ่นจะกระจายตัวผ่านตาข่ายนำเรซิ่นและเข้าสู่เส้นใยตามแรงดันสูญญากาศ
- ควบคุมการกระจายตัวของเรซิ่น ตรวจสอบการกระจายตัวของเรซิ่นให้ทั่วถึง หากพบจุดที่เรซิ่นกระจายตัวไม่ทั่ว ควรทำการปรับระบบสูญญากาศหรือการวางตาข่ายนำเรซิ่น
6. การเซ็ตตัวของเรซิ่น (Curing)
- ปล่อยให้เรซิ่นแข็งตัว ปล่อยให้เรซิ่นเซ็ตตัวตัวตามเวลาที่กำหนด อาจใช้ความร้อนเพื่อเร่งกระบวนการเซ็ตตัวหากจำเป็น
- ตรวจสอบการแข็งตัว ตรวจสอบความแข็งแรงและความสมบูรณ์ของชิ้นงานหลังจากเรซิ่นแข็งตัวเต็มที่
7. การถอดชิ้นงาน (Demolding)
- ถอดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ เมื่อเรซิ่นแข็งตัวเต็มที่แล้ว ให้ถอดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์โดยระมัดระวังเพื่อป้องกันความเสียหาย
- ตรวจสอบและทำความสะอาดชิ้นงาน ตรวจสอบความสมบูรณ์ของชิ้นงาน และทำความสะอาดผิวชิ้นงานหากจำเป็น
8. การตกแต่งชิ้นงาน (Finishing)
- ตัดแต่งขอบหรือส่วนเกิน ใช้เครื่องมือเพื่อตัดแต่งขอบชิ้นงานให้ได้ตามรูปร่างที่ต้องการ
- ขัดผิวชิ้นงาน เพื่อให้ได้ผิวที่เรียบเนียนและเงางามตามต้องการ
การทำงานอินฟิวชั่นด้วยอีพ็อกซี่เรซิ่นเป็นกระบวนการที่ต้องใช้ความละเอียดและการควบคุมอย่างแม่นยำ เพื่อให้ได้ชิ้นงานที่มีคุณภาพสูงและตรงตามความต้องการของผู้ใช้งาน
การทำงานอินฟิวชั่น ด้วยการใช้โพลีเอสเตอร์เรซิ่น
การทำงานอินฟิวชั่นด้วยโพลีเอสเตอร์เรซิ่นมีขั้นตอนที่คล้ายคลึงกับการใช้อีพ็อกซี่เรซิ่น แต่มีคุณสมบัติและกระบวนการที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น นี่คือสรุปขั้นตอนโดยละเอียด
1. การเตรียมแม่พิมพ์ (Mold Preparation)
- ทำความสะอาดแม่พิมพ์ แม่พิมพ์ต้องสะอาดปราศจากฝุ่นและสิ่งสกปรกเพื่อให้ชิ้นงานมีผิวที่เรียบเนียน
- เคลือบแว็กซ์หรือสารปล่อยแม่พิมพ์ (Mold Release Agent) เพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นงานติดอยู่ในแม่พิมพ์และเพื่อให้ถอดชิ้นงานออกได้ง่าย
2. การจัดวางวัสดุเสริมแรง (Layup of Reinforcement)
- วางเส้นใย (Fibers) ลงในแม่พิมพ์ เลือกใช้เส้นใยที่เหมาะสม เช่น เส้นใยแก้ว (Fiberglass), คาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber), หรือวัสดุคอมโพสิตอื่น ๆ และจัดเรียงให้ตามความหนาและรูปทรงที่ต้องการ
- ใช้ตาข่ายนำเรซิ่น (Infusion Net) วางตาข่ายนำเรซิ่นลงบนเส้นใยเพื่อช่วยในการกระจายเรซิ่นให้ทั่วถึงระหว่างกระบวนการอินฟิวชั่น
3. การเตรียมระบบสูญญากาศ (Vacuum Setup)
- ปิดผนึกแม่พิมพ์ด้วยฟิล์มสุญญากาศ ใช้ฟิล์มพลาสติกปิดผนึกแม่พิมพ์ทั้งหมดเพื่อสร้างสุญญากาศ
- ติดตั้งท่อสูญญากาศและท่อสำหรับฉีดเรซิ่น ติดตั้งท่อสำหรับการดูดอากาศออกและท่อสำหรับการฉีดเรซิ่นเข้าสู่แม่พิมพ์
- สร้างแรงดันสูญญากาศ ใช้ปั๊มสูญญากาศเพื่อดึงอากาศออกจากแม่พิมพ์และเส้นใย
4. การเตรียมโพลีเอสเตอร์เรซิ่น (Polyester Resin Preparation)
- ผสมโพลีเอสเตอร์เรซิ่นและตัวกระตุ้น (Catalyst) โพลีเอสเตอร์เรซิ่นมักจะผสมกับตัวกระตุ้น (Catalyst) เช่น เมทิลอีธีลคีโตนเปอร์ออกไซด์ (MEKP) ตามอัตราส่วนที่กำหนด
- การระบายอากาศในเรซิ่น หากมีฟองอากาศในเรซิ่น ควรใช้กระบวนการเดซาเรนติ้ง (Degassing) เพื่อลดฟองอากาศก่อนนำไปใช้
5. กระบวนการอินฟิวชั่น (Infusion Process)
- ฉีดโพลีเอสเตอร์เรซิ่นเข้าสู่แม่พิมพ์ เปิดท่อฉีดเรซิ่นเพื่อให้โพลีเอสเตอร์ไหลเข้าสู่แม่พิมพ์ โดยเรซิ่นจะกระจายตัวผ่านตาข่ายนำเรซิ่นและเข้าสู่เส้นใยตามแรงดันสูญญากาศ
- ควบคุมการกระจายตัวของเรซิ่น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเรซิ่นกระจายตัวทั่วทั้งชิ้นงานอย่างสม่ำเสมอ และไม่มีการเก็บตัวหรือจุดที่เรซิ่นไม่ถึง
6. การเซ็ตตัวเรซิ่น (Curing)
- ปล่อยให้เรซิ่นแข็งตัว ปล่อยให้เรซิ่นเซ็ตตัวตัวตามเวลาที่กำหนด โดยส่วนใหญ่โพลีเอสเตอร์เรซิ่นจะเซ็ตตัวตัวที่อุณหภูมิห้อง แต่สามารถใช้ความร้อนเพื่อเร่งกระบวนการเซ็ตตัวหากจำเป็น
- ตรวจสอบการแข็งตัว ตรวจสอบความแข็งแรงและความสมบูรณ์ของชิ้นงานหลังจากเรซิ่นแข็งตัวเต็มที่
7. การถอดชิ้นงาน (Demolding)
- ถอดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ เมื่อเรซิ่นแข็งตัวเต็มที่แล้ว ให้ถอดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์โดยระมัดระวังเพื่อป้องกันความเสียหาย
- ตรวจสอบและทำความสะอาดชิ้นงาน ตรวจสอบความสมบูรณ์ของชิ้นงาน และทำความสะอาดผิวชิ้นงานหากจำเป็น
8. การตกแต่งชิ้นงาน (Finishing)
- ตัดแต่งขอบหรือส่วนเกิน ใช้เครื่องมือเพื่อตัดแต่งขอบชิ้นงานให้ได้ตามรูปร่างที่ต้องการ
- ขัดผิวชิ้นงาน เพื่อให้ได้ผิวที่เรียบเนียนและเงางามตามต้องการ
ข้อควรระวังในการใช้โพลีเอสเตอร์เรซิ่น
- การควบคุมกลิ่น โพลีเอสเตอร์เรซิ่นมีสารเคมีที่มีกลิ่นแรง จึงควรทำงานในพื้นที่ที่มีการระบายอากาศดี
- ความปลอดภัย สวมอุปกรณ์ป้องกัน เช่น หน้ากากอนามัย ถุงมือ และแว่นตา เพื่อป้องกันการสัมผัสกับสารเคมีที่เป็นอันตราย
การทำงานอินฟิวชั่นด้วยโพลีเอสเตอร์เรซิ่นมีข้อดีในด้านความคุ้มค่าและความง่ายในการใช้งาน แต่ก็มีข้อควรระวังเฉพาะตัวที่ต้องให้ความสำคัญในการปฏิบัติงาน
ทำไมงานอินฟิวชั่นถึงต้องใช้อีพ็อกซี่เรซิ่น มากกว่าโพลีเอสเตอร์เรซิ่น
การใช้อีพ็อกซี่เรซิ่นในงานอินฟิวชั่นมีความนิยมมากกว่าโพลีเอสเตอร์เรซิ่นเนื่องจากข้อดีที่อีพ็อกซี่เรซิ่นเสนอ ซึ่งรวมถึง
1. คุณสมบัติทางกลที่ดีกว่า
- ความแข็งแรงสูง อีพ็อกซี่เรซิ่นมีความแข็งแรงและความทนทานสูงกว่ามากเมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเอสเตอร์เรซิ่น ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นงานที่ต้องรับแรงหรือแรงดันสูง
- ความเหนียว อีพ็อกซี่เรซิ่นมีความเหนียวที่ดี ทำให้สามารถรองรับการกระแทกและความเครียดได้ดีขึ้น
2. ความทนทานต่อสารเคมี
- ทนต่อสารเคมี อีพ็อกซี่เรซิ่นมีความต้านทานต่อสารเคมีและความร้อนดีกว่าโพลีเอสเตอร์เรซิ่น ซึ่งทำให้มันเหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีสารเคมีหรืออุณหภูมิสูง
3. การยึดเกาะที่ดีกว่า
- การยึดเกาะกับวัสดุอื่น อีพ็อกซี่เรซิ่นมีความสามารถในการยึดเกาะกับวัสดุต่าง ๆ ได้ดี เช่น เส้นใยคาร์บอน (Carbon Fiber) หรือเส้นใยแก้ว (Fiberglass) ทำให้สร้างชิ้นงานที่มีความแข็งแรงและความเชื่อมโยงที่ดีขึ้น
4. คุณสมบัติของผิวชิ้นงาน
- การสร้างผิวที่เรียบ อีพ็อกซี่เรซิ่นช่วยให้ได้ผิวชิ้นงานที่เรียบเนียนและสวยงามกว่าโพลีเอสเตอร์เรซิ่น ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตชิ้นงานที่ต้องการความละเอียดและความสวยงามสูง
5. การควบคุมกระบวนการเซ็ตตัว
- เวลาเซ็ตตัวที่ยืดหยุ่น อีพ็อกซี่เรซิ่นมักมีเวลาในการเซ็ตตัวที่ยืดหยุ่นและสามารถควบคุมได้ง่ายกว่าผลิตภัณฑ์ที่มีสารเซ็ตตัวแบบรวดเร็ว เช่น โพลีเอสเตอร์เรซิ่น
6. คุณสมบัติในการเซ็ตตัว
- ไม่มีกลิ่นแรง อีพ็อกซี่เรซิ่นมักมีกลิ่นน้อยกว่าโพลีเอสเตอร์เรซิ่น ซึ่งทำให้มันเหมาะสำหรับการทำงานในพื้นที่ที่มีการระบายอากาศจำกัด
7. การใช้กับเทคนิคอินฟิวชั่น
- การกระจายตัวของเรซิ่น อีพ็อกซี่เรซิ่นมีความสามารถในการกระจายตัวที่ดีและสม่ำเสมอในกระบวนการอินฟิวชั่น ซึ่งช่วยลดการเกิดฟองอากาศและช่องว่างในชิ้นงาน
ข้อควรพิจารณา
- ต้นทุนสูง อีพ็อกซี่เรซิ่นมักมีต้นทุนสูงกว่าโพลีเอสเตอร์เรซิ่น ซึ่งอาจทำให้ไม่เหมาะกับการใช้งานที่มีข้อจำกัดด้านงบประมาณ
- การใช้งานที่ซับซ้อน กระบวนการผสมและการใช้อีพ็อกซี่เรซิ่นอาจซับซ้อนกว่าการใช้โพลีเอสเตอร์เรซิ่น
โดยรวมแล้ว อีพ็อกซี่เรซิ่นเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานที่ต้องการคุณภาพสูงและความแข็งแรงของชิ้นงาน แม้ว่าโพลีเอสเตอร์เรซิ่นจะมีความคุ้มค่ากว่าในบางกรณี แต่ความสามารถทางกลและคุณสมบัติอื่น ๆ ของอีพ็อกซี่ทำให้มันเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการคุณภาพและความทนทานสูง
อุปกรณ์จำเป็นที่ใช้ทำงานอินฟิวชั่นมากที่สุด
ในการทำงานอินฟิวชั่นเพื่อผลิตชิ้นงานคอมโพสิตด้วยเรซิ่น (ทั้งอีพ็อกซี่หรือโพลีเอสเตอร์) มีอุปกรณ์และเครื่องมือที่จำเป็นหลายรายการที่ช่วยให้กระบวนการเป็นไปอย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพ
1. แม่พิมพ์ (Mold)
2. ระบบสูญญากาศ (Vacuum System)
- ปั๊มสุญญากาศ (Vacuum Pump) ใช้ในการสร้างแรงดันสูญญากาศเพื่อดึงอากาศออกจากแม่พิมพ์และเส้นใย
3. ท่อและอุปกรณ์ฉีดเรซิ่น (Resin Infusion Equipment)
4. เรซิ่นและตัวกระตุ้น (Resin and Hardener)
5. วัสดุเสริมแรง (Reinforcement Materials)
- เส้นใยคอมโพสิต (Composite Fibers) เช่น เส้นใยแก้ว (Fiberglass), คาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber) หรือเคฟลาร์ (Kevlar)
- ตาข่ายนำเรซิ่น (Infusion Net) ช่วยให้เรซิ่นกระจายตัวได้ดีและทั่วถึง
6. วัสดุป้องกัน (Protective Materials)
- ฟิล์มพลาสติก (Plastic Film) ใช้ปิดผนึกแม่พิมพ์ในกระบวนการสูญญากาศ
- หน้ากากและถุงมือ (Protective Gear) เพื่อปกป้องผู้ปฏิบัติงานจากสารเคมีที่เป็นอันตราย
การใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ที่เหมาะสมจะช่วยให้กระบวนการอินฟิวชั่นดำเนินไปอย่างราบรื่นและสร้างชิ้นงานที่มีคุณภาพสูง โดยต้องคำนึงถึงความปลอดภัยและความสะอาดตลอดกระบวนการการทำงาน
ผู้เขียน: พี่นิ้ง ResinSJ
พี่นิ้ง เป็นผู้ที่มีความเชี่ยวชาญในการทำงานเรซิ่น ซึ่งมากด้วยประสบการณ์งานคอมโพสิตทั้งหมด เช่น
งานไฟเบอร์กลาส งานคาร์บอน ไฟเบอร์ และงานซิลิโคน รวมทั้งการสร้างสรรค์ ผสมผสานวัตถุดิบ และเทคนิคเข้าด้วยกัน ซึ่งผ่านการเปิดคอร์สนับ 10 ครั้ง ด้วยประสบการณ์มากกว่า 30 ปี และมีคำขวัญที่ว่า "เฝ้าดูลูกค้าเติบโต"
