การออกแบบและสร้างเครื่องตัดต้นแบบสำหรับเตรียมวัสดุผสมชนิดแผ่น Prepreg
DOI:
https://doi.org/10.14456/jeit.2025.11คำสำคัญ:
เครื่องตัดแผ่น Prepreg, Prepreg, การตัดวัสดุแผ่น , ประสิทธิภาพการตัดบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ปัญหาการตัดเตรียมวัสดุผสมชนิดแผ่นลามิเนตที่มีชื่อทางการค้าว่า Prepreg ด้วยมือ จากการทดลองตัดพบปัญหาอยู่ 2 ประเด็น ประเด็นแรกคือการตัดด้วยมือนั้นใช้เวลานานเนื่องจากไม่สามารถนำแผ่น Prepreg มาซ้อนกันระหว่างตัดได้เพราะอาจทำให้ตัดได้ไม่ขาดในการตัดครั้งเดียวซึ่งส่งผลเสียต่อคุณภาพของรอยตัด การตัดแผ่น Prepreg ตามขวางแนวเส้นใยทำได้ยากกว่าการตัดตามแนวเส้นใยเนื่องจากการตัดตามขวางนั้นเป็นการตัดเส้นใยทุกเส้นให้ขาด ส่วนนี้ทำให้การตัดตามขวางใช้เวลามากกว่าการตัดตามยาว ประเด็นที่สองคือการตัดด้วยมือนั้นเกิดความคลาดเคลื่อนของขนาดค่อนข้างสูง โดยความคลาดเคลื่อนจะสะสมตั้งแต่แผ่นแรก ๆ ทำให้แผ่นสุดท้ายมีขนาดที่คลาดเคลื่อนมากกว่าชิ้นอื่น ๆ ด้วยเหตุนี้ทางทีมผู้วิจัยจึงคิดสร้างเครื่องตัดโดยมีการออกแบบแนวคิดมา 3 รูปแบบและให้ผู้เชี่ยวชาญ 3 ท่านทำการประเมินและให้คะแนนคุณลักษณะของเครื่องตัดเพื่อคัดเลือกแนวคิดที่เหมาะสมที่สุด หลังจากที่ทำการสร้างเครื่องตัดแล้ว ได้ทำการทดลองตัดและเก็บข้อมูลของเวลาในการตัดพบว่าการตัดตามยาวและตามขวางใช้เวลาใกล้เคียงกันมากเนื่องจากการทำงานของใบมีดเป็นการลดปัจจัยจากการตัดด้วยแรงคน โดยผลการทดลองพบว่าเครื่องตัดสามารถลดเวลาเฉลี่ยในการตัดตามแนวเส้นใยและตามขวางเส้นใยลงได้ร้อยละ 26.70 และร้อยละ 42.61 ตามลำดับ ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของเวลาในการตัดลงลงประมาณร้อยละ 31 เมื่อเทียบกับการตัดด้วยมือ นอกจากนี้ยังพบว่าขนาดของแผ่น Prepreg ที่ถูกตัดด้วยเครื่องนั้นมีความเที่ยงตรงมากกว่าการตัดด้วยมือ
เอกสารอ้างอิง
[1] P. Esfandiari et al., "Production and processing of pre-impregnated thermoplastic tapes by pultrusion and compression moulding," Journal of Composite Materials, vol. 56, no. 11, pp. 1667–1676, 2022.
[2] L. Moretti et al., "Characterization and modelling of cure-dependent properties and strains during composites manufacturing," Journal of Composite Materials, vol. 54, no. 22, pp. 3109–3124, 2020.
[3] L. Moretti et al., "Experimental study and in-situ FBG monitoring of process-induced strains during autoclave co-curing, co-bonding and secondary bonding of composite laminates," Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, vol. 142, p. 106224, 2020.
[4] A. Lerdwongpaisan, B. Castanie, and P. Olivier, "Effect of release agent on process-induced deformation in autoclave curing of laminate composites," in Proceedings of the 20th European Conference on Composite Materials (ECCM20), Lausanne, Switzerland, 2022, pp. 470–477.
[5] E. Delsol et al., "A digital method for the compensated mold design of composite parts," in Proceedings of the 34th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (ICAS 2024), Florence, Italy, 2024, pp. 1–13.
[6] F. Neveu et al., "Manufacturing and impact behaviour of aeronautic overmolded grid-stiffened thermoplastic carbon plates," Composite Structures, vol. 284, no. 5, p. 115228, 2022.
[7] J. Serra et al., "Combined loadings after medium velocity impact on large CFRP laminated plates: Discrete ply model simulations," Composites Part C, vol. 6, no. 15, p. 100203, 2021.
[8] M. Ginot et al., "Local buckling on large sandwich panels used in light aviation: Experimental setup and failure scenarios," Composite Structures, vol. 304, no. 4, p. 116439, 2023.
[9] M. Sokolowski, "Process of preparing and laying carbon prepregs," Transactions of The Institute of Aviation, Warsaw, Poland, 2017.
[10] พรเทพ มานิตย์วงษ์ และ สุวรรณี อัศวกุลชัย, "การพัฒนาเครื่องจักรซีเอ็นซีขนาดเล็กเพื่อตัดแผ่นอลูมิเนียมคอมโพสิต," วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, ปีที่ 13, ฉบับที่ 1, หน้า 143–150, 2561.
[11] ชาญชัย พลตรี และ ฤภูวัลย์ จันทรสา, "การพัฒนาเครื่องตัดแผ่นไม้กรอบรูปภาพด้วยการประยุกต์วิศวกรรมย้อนรอย," ใน การประชุมวิชาการข่ายงานวิศวกรรมอุตสาหการ ครั้งที่ 35, มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2560, หน้า 31–36.
[12] ภานุสิทธิ์ กำปั่นทอง และคณะ, "การออกแบบและพัฒนาเครื่องตัดแผ่นฉนวนกันความร้อนประสิทธิภาพสูงเพื่อลดต้นทุนในกระบวนการผลิต," ใน การประชุมวิชาการข่ายงานวิศวกรรมอุตสาหการ ครั้งที่ 32, สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าคุณทหารลาดกระบัง, 2557.
[13] ZOLTEK Corporation, Technical Datasheet ZOLTEK™ PX35 PREPREG TAPES, Report No. WP 1030030 HH, ZOLTEK Toray Group, Bridgeton.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
หมวดหมู่
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2025 วารสารวิศวกรรมและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยกาฬสินธุ์
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ลิขสิทธิ์ของวารสาร
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ในวารสารศูนย์ดัชนีการอ้างอิงวารสารไทย ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรงซึ่งกองบรรณาธิการวารสาร ไม่จำเป็นต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใด ๆ
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารศูนย์ดัชนีการอ้างอิงวารสารไทย ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารศูนย์ดัชนีการอ้างอิงวารสารไทย หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อหรือเพื่อกระทำการใด จะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักอักษรจากวารสารศูนย์ดัชนีการอ้างอิงวารสารไทยก่อนเท่านั้น
