Mr. Rick Chen ประธานบริษัท Yeong Chin Machinery Industries Co., Ltd

Made in Taiwan เพื่อชิ้นงานระดับไมครอนจาก YCM

อัปเดตล่าสุด 19 ก.พ. 2563
  • Share :
  • 3,814 Reads   

ในปัจจุบันงานแม่พิมพ์และชิ้นงานที่มีความละเอียดระดับไมครอน มีความต้องการเพิ่มมากขึ้นในหลายอุตสาหกรรม เช่น แม่พิมพ์ในอุตสาหกรรมไอที แม่พิมพ์ไฟ LED แม่พิมพ์พลาสติกความละเอียดสูง แม่พิมพ์บรรจุภัณฑ์อาหารกระป๋อง แม่พิมพ์โปรเกรสซีพดาย ชิ้นส่วนทางการแพทย์ ฯลฯ จึงเป็นโอกาสทองของผู้ที่สามารถรับผลิตชิ้นงานเหล่านี้  ความสามารถในการผลิตชิ้นงานระดับไมครอนน่าจะเป็นเป้าหมายเชิงศักยภาพถัดไปที่อุตสาหกรรมการผลิตของไทยจะต้องไปให้ถึง  บทความนี้จะพาสำรวจความเป็นไปได้ และนำสู่การผลิตชิ้นงานระดับไมครอนจากเครื่อง NSV 106AMS ซึ่งเป็นรุ่นพิเศษที่ YCM แบรนด์ชั้นนำ Made in Taiwan เป็นผู้ออกแบบและผลิต เพื่อการกัดงานแม่พิมพ์ละเอียดโดยเฉพาะ

 

ไมครอน (Micron) คืออะไร

ไมครอน หรือ ไมครอนเมตร คือ หน่วยวัดความยาวซึ่งมีค่าเท่ากับ 1×10−6 เมตร หรือ 0.001 มิลลิเมตร ลองเปรียบเทียบขนาดไมครอนกับเส้นผมของคนซึ่งมีขนาดประมาณ 50-70 ไมครอน จะเห็นว่ามีขนาดเล็กมาก ๆ

ภาพแสดงการเปรียบเทียบขนาดไมครอนกับเส้นผมของคน

การผลิตชิ้นงานระดับไมครอน

การผลิตชิ้นงานความละเอียดระดับไมครอน ยังเป็นเรื่องใหม่สำหรับผู้ประกอบการคนไทย โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเข้าใจเรื่องการกำหนดสภาพแวดล้อม คุณลักษณะเครื่องจักรที่จะนำมาใช้ให้เหมาะสมกับความต้องการ คัทติ้งทูล รวมถึงการเลือกใช้อุปกรณ์จับทูลและจับยึดชิ้นงาน  หลายท่านยังคิดว่าซื้อเครื่องจักรความละเอียดสูงก็สามารถทำงานละเอียดได้แล้ว

ระบบพื้นที่มั่นคงและห้องควบคุมอุณหภูมิ

เนื่องจากเครื่องจักรที่มีความละเอียดสูงและมักจะมีน้ำหนักมากเพื่อความเสถียรในขณะกัดชิ้นงาน ดังนั้นพื้นที่ในการติดตั้งเครื่องจักรจึงต้องมีความสามารถในการรับน้ำหนักที่ดี และปราศจากแรงสั่นสะเทือนจากรอบข้าง 

ในขณะที่เครื่องจักรถูกสร้างด้วยเหล็ก ซึ่งเหล็กก็มีการยืดและหดตัวอันเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ทุก ๆ อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป 1 องศา เหล็กจะมีการยืดหดตัวมากกว่า 10 ไมครอนต่อความยาว 1 เมตร เพราะฉะนั้น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิห้องจะสร้างผลกระทบต่อความละเอียดของการกัดชิ้นงาน ห้องปรับอากาศและเครื่องปรับอากาศโดยทั่วไปถูกออกแบบมาเพื่อสร้างความสบายต่อมนุษย์ ซึ่งโดยปกติลมเย็น (Cool Air) ที่ปล่อยออกมา อาจมีความแตกต่างจากลมที่ดูดกลับ (Return Air) ได้ถึง 4 องศา ซึ่งอาจทำให้ Spindle ของเครื่องจักรมีการยืดหดได้ถึง 30 ไมครอน ทำให้การควบคุมค่าความละเอียดเป็นไปได้ยาก ห้องที่จะทำให้สามารถกัดงานละเอียดระดับไมครอนได้นั้น จะต้องมีค่าความแตกต่างของอุณหภูมิรอบตัวเครื่องจักร +/- 0.5 องศาเท่านั้น

เครื่องจักร

เมื่อกล่าวถึงเครื่องจักรสำหรับงานละเอียดระดับไมครอน ผู้ประกอบการคงนึกถึงเครื่องจักรกลจากสวิตเซอร์แลนด์ เยอรมันี และญี่ปุ่น ซึ่งขึ้นชื่อเรื่องเทคโนโลยีสูงประสิทธิภาพสูงเป็นอันดับแรก แต่ในความเป็นจริงแล้ว ไต้หวันซึ่งเป็นผู้ส่งออกเครื่องจักรอันดับ 4 ของโลก สามารถผลิตเครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูง โดยเฉพาะผู้ผลิตชั้นนำของไต้หวันอย่าง YCM ซึ่งมีประสบการณ์การผลิตเครื่องจักรมายาวนานว่า 60 ปี มีความสามารถในการสร้างเครื่องจักรความละเอียดสูงได้ทัดเทียมกับหลาย ๆ ผู้ผลิตในยุโรปและญี่ปุ่น พร้อมทั้งได้ส่งออกเครื่องจักรไปขายทั่วโลก ทั้งใน ยุโรป สหรัฐอเมริกา รวมทั้งญี่ปุ่นด้วย 

Mr. Rick Chen ประธานบริษัท Yeong Chin Machinery Industries Co., Ltd. ผู้ผลิตเครื่องจักรแถวหน้าจากประเทศไต้หวัน ภายใต้แบรนด์ “YCM” ได้ให้สัมภาษณ์ในเรื่องดังกล่าวได้อย่างน่าสนใจว่า 

“ความแม่นยำระดับไมครอนไม่ใช่เรื่องยากเกินไป แต่กุญแจสำคัญอยู่ที่การรักษาความแม่นยำนั้นไว้ ไม่ให้คลาดเคลื่อน”

นอกจากเครื่องจักรซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำในการทำงานแล้ว ยังมีปัจจัยอื่นอีกด้วย เช่น สภาพแวดล้อมในการทำงาน และทูลส์ (Tools) ที่ใช้ เป็นต้น พร้อมย้ำว่า “ผมเองก็ตอบไม่ได้ว่ามีเครื่องจักรกลจากกี่บริษัทที่แม่นยำระดับไมครอน แต่ผมมั่นใจว่าหากเป็นเครื่องจักรสำหรับการผลิตแม่พิมพ์แล้ว จะมีเพียงไม่กี่รายเท่านั้น”

Stability = Accuracy

Mr. Rick Chen ชี้ชัดว่า สิ่งที่สำคัญที่สุดที่ทำให้เครื่องจักรกลสามารถทำงานอย่างแม่นยำได้ คือความเสถียรของตัวเครื่อง หากเครื่องไม่มั่นคงแล้ว ก็ย่อมจะไม่สามารถทำงานให้แม่นยำตามต้องการได้ ด้วยข้อเท็จจริงนี้ YCM จึงออกแบบเครื่องจักรกลให้มีความเสถียรและมั่นคง เป็นอันดับต้น

ฐานเครื่อง

YCM ออกแบบ หล่อและผลิตฐานเครื่องจักรด้วยตนเอง ฐานเครื่องจะถูกปล่อยตากแดดตากฝนกลางแจ้ง เป็นเวลาแรมเดือน เพื่อให้ชิ้นส่วนคงตัวก่อนนำมาแปรรูป จึงทำให้เครื่องจักร YCM มีอายุการใช้งานยาวนาน เมื่อเวลาผ่านไปเครื่องจักรของ YCM ยังคงความเสถียรสามารถผลิตชิ้นงานแม่นยำยาวนานกว่า

สปินเดิล (Spindle)

อีกหนึ่งปัจจัยสำคัญ คือ สปินเดิลซึ่งถือเป็นหัวใจเป็นชิ้นส่วนสำคัญของเครื่องจักร อันส่งผลต่อความแม่นยำเป็นอย่างมาก เมื่อสปินเดิลหมุนด้วยความเร็วสูง ความร้อนจากการทำงาน สามารถทำให้สปินเดิลเกิดการขยายตัวและเกิดความคลาดเคลื่อนได้  YCM ใช้เซรามิคแบริ่ง (Ceramic bearing) ในสปินเดิลซึ่งเป็นส่วนประกอบของเครื่อง ทำให้ Run-Out ต่ำ และไม่ขยายตัวเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พร้อมทั้งมีระบบหล่อเย็นเพื่อรักษาอุณหภูมิของสปินเดิลเอาไว้ รวมถึงส่วนประกอบอื่น ๆ ของเครื่องจักร ซึ่งล้วนแล้วแต่ถูกออกแบบและสร้างให้มีความเสถียร และลดการสั่นสะเทือนทั้งสิ้น

YCM อาศัยประสบการณ์ที่สะสมมาอย่างยาวนาน และผลตอบรับจากลูกค้า มาเป็นข้อมูลประกอบ เพื่อพัฒนาสปินเดิลของตนเองอย่างต่อเนื่อง และเป็นจุดสำคัญที่ YCM ต่างจากผู้ผลิตไต้หวันส่วนใหญ่ ที่เลือกซื้อสปินเดิลแทนการผลิตขึ้นเอง

“สำหรับ YCM เราได้วางกลุ่มเป้าหมายอย่างชัดเจน โดยโฟกัสตลาดกลุ่มที่มีความต้องการเครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูง สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ แม่พิมพ์ และเครื่องมือแพทย์  เราจึงมุ่งสู่เป้าหมายด้วยการออกแบบและผลิตเครื่องจักรตามโจทย์ของความต้องการใช้งาน โดยใช้ชิ้นส่วนฐานเครื่อง และพัฒนาเทคโนโลยีสปินเดิลเป็นของตัวเอง ทำให้เราเชื่อมั่นว่า เครื่อง YCM สามารถทำงานละเอียดระดับไมครอนได้”

YCM Vertical Machining Center NSV Series - NSV 106AMS
YCM Vertical Machining Center NSV Series - NSV 106AMS

 

“NSV 106AMS” Vertical Machining Center

เครื่องจักรรุ่นพิเศษที่ YCM ออกแบบและผลิต เพื่อการกัดงานแม่พิมพ์ละเอียด โดยเครื่องรุ่นนี้ มีฐานเครื่องกว้างกว่าเครื่องในรุ่นเดียวกันถึง 30% และมีน้ำหนักมากกว่าถึง 10% ใช้ Controller ที่มีความเร็วในการประมวลผล 1 ms ต่อคำสั่ง (Block Processing Time = 1ms) พร้อมทั้งการอ่านคำสั่งล่วงหน้า 400 คำสั่ง (400 Blocks Look Ahead) ความเร็วรอบสปินเดิล 15,000 รอบต่อนาที (option) เมื่อใส่ Linear Scale feed back เข้าไปจึงสามารถทำให้เครื่องนี้พร้อมที่จะทำงานในระดับไมครอนได้ 

ทดสอบเครื่อง NSV 106AMS

เพื่อความมั่นใจว่าเครื่องนี้พร้อมทำงานในระดับไมครอนได้ ทางคุณสิรเศรษฐ์ เทียนใหม่ Senior Sales Manager บริษัท เอช เอส เอ็ม แมชชีนเนอรี่ จำกัด ตัวแทนจำหน่าย YCM ในประเทศไทย จึงได้ทำการทดสอบเครื่องรุ่นนี้ที่ Technical Center ของบริษัท 

 

Mr. Siraset Tainmai, Senior Sales Manager - HSM Machinery Co., Ltd.
Mr. Siraset Tainmai, Senior Sales Manager - HSM Machinery Co., Ltd.

โดยทดลองกัดชิ้นงานที่ให้ชื่อว่า “Micron You Can Count” ด้วยการกัดตัวอักษร YCM บนวัตถุดิบ NAK80 ซึ่งเป็นเหล็กทำแม่พิมพ์พลาสติกชั้นสูง มีค่าความแข็งอยู่ที่ 40 HRC กำหนดความสูงของตัวอักษรแต่ละตัวให้สูงต่างกัน 2 ไมครอนตามลำดับ คือ ตัวอักษร Y สูง 2 ไมครอน, ตัวอักษร C สูง 4 ไมครอน, และตัวอักษร M สูง 6 ไมครอน   

ด้วยโจทย์ที่ยากเช่นนี้ การกัดชิ้นงานจึงต้องมีการเตรียมการอย่างดีตั้งแต่ก่อนเริ่มกัดงานจริง กล่าวคือ

  1. Spindle warm up ด้วยความเร็วรอบที่ใช้กัดงานจริง 8,000 rpm เป็นเวลา 30 นาที 
  2. Tool measuring วัดขนาด Tool ทั้งความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลาง (Diameter)
  3. Workpiece measuring วัดขนาดชิ้นงานด้วย Touch probe
  4. ติดตั้ง Oil-mist cutting system เพื่อช่วยการไหลของเศษจากการตัด

 

ในระหว่างการกัดงานจริง ก็สำคัญไม่แพ้กัน โดยเฉพาะเรื่องการควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ตลอดการกัดงาน รวมถึงปัจจัยอื่น ๆ เช่น ตรวจสอบระดับน้ำมันของ Oil-mist cutting system ไม่ให้พร่อง เป็นต้น 

ผลปรากฎว่า สามารถควบคุมโดยมีความผิดพลาดอยู่ไม่เกิน 0.5 ไมครอน โดยสังเกตได้จากชิ้นงาน “Micron You Can Count” ว่า Y มีความชัดเจนน้อยกว่า C และ C มีความชัดเจนน้อยกว่า M
 

HSM Machinery demo “YCM Micron You Can Count”


ที่มา : M Report