กรรมวิธีการผลิตพื้นฐาน

หนวยที่ 1 ชื่อเรื่อง กรรมวิธีการผลิตพื้นฐาน หัวขอเรื่องยอย 1.1 อุตสาหกรรม (Industry) 1.2 กรรมวิธีการผลิต (Manufacturing) จุดประสงคเชิงพฤติกรรม 1. อธิบายความหมายของอุตสาหกรรมได 2. อธิบายความหมายของกรรมวิธีการผลิตได 3. อธิบายประเภทของกรรมวิธกี ารผลิตแตละประเภทได 4. นักเรียนเขาเรียนตรงตอเวลาทุกครั้ง กิจกรรมหลัก 1. ครูนําเขาสูบทเรียน 2. นักเรียนทําแบบทดสอบกอนเรียน 3. นักเรียนศึกษาเนื้อหาจากเอกสารประกอบการสอน - แบงกลุมนักเรียนกลุมละ 4-5 คน - ศึกษาเนื้อหาสาระการเรียน - อภิปรายหนาชั้นเรียน - ครูสรุปเนื้อหาสาระการเรียนประจําหนวย 4. นักเรียนทําแบบทดสอบหลังเรียน 5. ครูและนักเรียนตรวจแบบทดสอบ

2 กรรมวิธีการผลิตพื้นฐาน ในโรงงานอุตสาหกรรมปจจุบันไดมีการพัฒนาการผลิตอยูตลอดเวลา โดยมีการปรับปรุง การทํางานใหมปี ระสิทธิภาพเพื่อใหไดชิ้นงานที่เที่ยงตรงตามขนาดที่ตองการ จึงคิดคนเครื่องจักร เทคโนโลยีใหมๆขึ้นมาใชในการผลิต ทําใหไดสนิ คาที่มีคุณภาพและมีตนทุนในการผลิตต่ํา 1.1 อุตสาหกรรม (Industry) หมายถึง การผลิตสิง่ ของเพื่อใหเปนสินคาหรือผลิตอะไรก็ตาม อันทําใหผลที่ออกมามีมูลคาเพิ่มในทางเศรษฐกิจ หรือการทําที่เกี่ยวของกับการผลิตสินคาและ บริการ เพื่อสนองความตองการของผูบริโภคและสรางประโยชนแกผูผลิต

รูปที่ 1.1 สภาพภายในโรงงานอุตสาหกรรม

3 1.1.1 อุตสาหกรรม แบงไดหลายลักษณะดังนี้ 1.1.1.1 แบงตามขนาดอุตสาหกรรม ไดดังนี้ 1) การผลิตจํานวนมาก (Mass Production) คือ การผลิตชิ้นงานเกินกวา 100,000 ชิ้นตอป โดยใชแรงงานที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะและเลือกเครือ่ งจักรอยางเหมาะสม เชน การผลิต คอมพิวเตอร การผลิตโทรทัศน การผลิตรถยนต การผลิตขวด เปนตน 2) การผลิตจํานวนไมมาก (Moderate Production) เปนการผลิตสินคาจํานวนไมเกิน 100,000 ชิ้นตอป บางครั้งอาจผลิตเปนแบบตอเนื่องหรือไมตอเนื่องขึ้นอยูกับผูผลิต หรือ ผูสั่งซื้อ เฉพาะ เชน การผลิตหนังสือ การผลิตสื่อวิทยุ การผลิตเข็มทิศเครื่องบิน เปนตน 3) การผลิตเฉพาะงาน (Job Lot Production) เปนการผลิตสินคาเฉพาะอยาง หรือ ตามใบสั่งซื้อเปนการผลิตที่มีความผันแปรมาก แรงงานที่ใชจะตองเปนผูมีความชํานาญสูง เครื่องจักรก็สามารถใชแบบอเนกประสงคทําไดหลายอยาง เชน การผลิตเครื่องบิน การตอเรือ การผลิตลิ้นเปด-ปดน้ํามัน ขาเทียม เปนตน 1.1.1.2 แบงตามลักษณะสินคาที่ผลิต ไดดังนี้ 1) อุสาหกรรมสิ่งทอ 2) อุตสาหกรรมโลหะ 3) อุตสาหกรรมรถยนตและขนสง 4) อุตสาหกรรมการกอสราง 5) อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม 6) อุตสาหกรรมเครื่องไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส 7) อุตสาหกรรมอุปกรณความรอน ความเย็น สุขภัณฑ เครื่องปม 8) อุตสาหกรรมแร ดินเหนียว แกวและหิน 9) อุตสาหกรรมเครื่องไมและเครื่องเรือน 10) อุตสาหกรรมการบริการและอื่นๆ 1.1.1.3 แบงเปนกลุมอุตสาหกรรม ไดดังนี้ 1) อุตสาหกรรมทีน่ ําทรัพยากรธรรมชาติมาใช เชน การเลี้ยงสัตว การปาไม การทําเหมืองแร การประมง การเพาะปลูก เปนตน 2) อุตสาหกรรมการผลิตเปนการนําเอาวัตถุดิบมาปรุงแตงดัดแปลงเปลี่ยนสภาพ ดวยแรงมนุษยหรือเครื่องจักรใหเปนเครื่องอุปโภคและบริโภค เชน การผลิตยา การผลิตเสื้อผา การผลิตอาหาร การผลิตรถยนต เปนตน

4 3) อุตสาหกรรมบริการ เปนกิจกรรมในลักษณะการใหบริการ เชน การธนาคาร การโรงแรม การคาขาย การทองเที่ยว เปนตน 1.1.2 อุตสาหกรรมการผลิตโดยทั่วไปมีปจจัยที่จําเปนอยู 3 ประการ ในอุตสาหกรรม ทุกประเภท 1) ทรัพยากรธรรมชาติ (Natural resource) หมายถึง วัตถุดิบจากธรรมชาติที่นํามาใช ในการผลิตในอุตสาหกรรม 2) ทรัพยากรมนุษย (Human resource) หมายถึง ความคิดและแรงกายของแรงงาน ทุกระดับซึ่งใชอยูในกระบวนการผลิต 3) ทรัพยากรทุน (Capital resource) หมายถึง เงิน เครื่องจักร โรงงาน และสิ่งอํานวย สะดวกตางๆที่ใชในการผลิตสินคา 1.2 กรรมวิธีการผลิต (Manufacturing) 1.2.1 กรรมวิธีการผลิต หมายถึง การดําเนินงานเปลี่ยนแปลงสิ่งที่คิดเอาไวใหเปนสินคาหรือ การบริการเพื่อขายสินคาตัวนั้นใหกับผูบริโภคและสรางกําไรใหกับผูผลิต เชน จักรยาน จักรยานยนต รถยนต ทีวี วิทยุ อาหารสําเร็จรูป โดยมีขั้นตอนการดําเนินงานดังนี้ 1) แนวความคิดในการจัดทําสินคา (Idea) 2) การวิจัยและพัฒนา (Research and development) คือ การออกแบบและพัฒนาสินคา รวมถึงการทําวิจัยตลาดสินคา เพื่อนํามาทําตนแบบและทดสอบจนเปนที่นาพอใจ 3) การบริหารงานทางดานอุตสาหกรรม (Industrial relation) เปนการจัดการในดาน เครื่องมือ เครื่องจักร การควบคุมคุณภาพการผลิตและทางบุคลากร 4) การบริหารงานดานการเงิน (Financial affair) คือ การจัดการหาแหลงเงินทุน การควบคุมคาใชจายตางๆในกระบวนการผลิต 5) การผลิต (Production) เปนกระบวนการผลิตที่ไดเตรียมเอาไวแลวมาดําเนินการผลิต เพื่อใหไดสินคาที่มีคุณภาพที่ดีสุดและมีตนทุนต่ําที่สุด 6) การตลาด (Marketing) เปนการจัดสงการจําหนายสินคาใหกับผูบริโภครวมทั้งการ โฆษณาประชาสัมพันธและการบริการหลังการขาย

5 1.2.2 องคประกอบสําคัญของระบบการผลิต ระบบการผลิตทุกชนิดจะตองมีองคประกอบ พื้นฐานอยู 3 ประการ คือ 1) สิ่งที่ปอนเขา (Input) ในงานอุตสาหกรรมจะตองมีการปอนสิ่งที่เรียกวา 4 M ไดแก 1. Man คือ คนทํางาน 2. Machine คือ เครื่องจักร 3. Materials คือ วัสดุ 4. Management คือ การจัดการ 2) กระบวนการผลิต (Process) หมายถึง วิธีการหรือขั้นตอนในการทํางาน 3) สิ่งที่ได(Output) หมายถึง ผลิตภัณฑซงึ่ ไดแกสนิ คาและบริการ ของเสียและความสูญเสีย 1.2.3 ประเภทของกรรมวิธีการผลิต สามารถแยกออกไดหลายลักษณะ ดังนี้ 1.2.3.1 กรรมวิธีการผลิตแบบการเปลี่ยนแปลงรูปรางวัสดุ ไดแก 1) การถลุงสินแร ไดโลหะและอโลหะ 2) การหลอ (Casting) เปนการเทน้ําโลหะลงในแบบรูปทรงที่ตองการ 3) การอัดขึน้ รูป (Extruding) เปนการอัดโลหะเหลวใหไหลผานแมพิมพ 4) การตีขึ้นรูป (Forging) เปนการตีโลหะในสภาพรอนใหเปนชิ้นงานที่ตองการ 5) การมวน (Rolling) เปนการมวนโลหะใหเปนรูปโคงหรือทรงกระบอก 6) การบด (Crushing) เปนการทําใหผิวงานเรียบโดยการบด 7) การดึงขึ้นรูป (Drawing) เปนการดึงโลหะใหยืดออก เชน การดึงลวด 8) การอัดขึ้นรูปแบบแมพิมพ (Squeezing) เปนการอัดขึ้นรูปตัวแบบแมพิมพทราย 9) การตัดเจาะขึ้นรูป (Piercing) เปนการทําทอไมมตี ะเข็บ 10) แมพิมพพลาสติก (Plastic molding) เปนการขึน้ รูปพลาสติกดวยแมพิมพ

การหลอ

การตีขึ้นรูป

การดึงลวด

รูปที่ 1.2 ตัวอยางการผลิตแบบการเปลี่ยนแปลงรูปรางวัสดุ

6 1.2.3.2 กรรมวิธีการผลิตแบบใชเครื่องจักรผลิตชิ้นสวนใหไดขนาดตามตองการ 1) กรรมวีธีการผลิตแบบการแปรรูปรางทรงแบบมีเศษโลหะ เชน - การกลึง (Turning) เปนการทํางานปอกผิวโลหะ - การเจาะ (Drilling) เปนการตัดชิ้นงานใหขาด - การกัด (Milling) เปนการกัดผิวชิ้นงานหรือขึ้นรูป เชน กัดเฟอง - การไส (Shaping) เปนการไสผิวงานใหขนาดเล็กลง - การเจียระไน (Grinding) เปนการปาดผิวงานใหเรียบ เปนตน - การตัด (Shearing) เปนการตัดชิ้นงานบางใหขาด

การกลึง (TURNING MACHINES)

การเจาะ การกัด (DRILLING MACHINES) (MILLINGAND SAWING MACHINES)

การตัด การไส การเจียระไน (SHAPING AND PLANING MACHINES) (GRINDING AND SANDING MACHINES) (SHEARING MACHINES)

รูปที่ 1.3 กรรมวีธีการผลิตแบบการแปรรูปรางทรงแบบมีเศษโลหะ ที่มา:ประเวศ,กรรมวิธีการผลิต,หนา5-6

7 2) กรรมวิธีการผลิตแบบการแปรรูปทรงแบบไมมีเศษ - เครื่อง อี ดี เอ็ม (Electrical discharge machining) เปนเครื่องจักรที่ใชแทงอิเล็กโทรด กัดกรอนชิ้นงาน - เครื่องกัดดวยเคมี (Chemical machining) เปนกระบวนการทางเคมีสําหรับกัดชิ้นงาน ใหบางหรือทะลุ - เครื่องพนสารเชิงทราย (Abrasive jet machining) เปนเครื่องจักรที่ออกแบบมา เพื่อใชสําหรับการตัดชิ้นงานที่มีความแข็งและเปราะ - เครื่องอัลตราโซนิก (Ultrasonic machining) เปนเครื่องจักรที่ใชความถี่ของคลื่นเสียง ในการทํางาน - เครื่องแสงเลเซอร (Optical lasers) เปนเครื่องจักรที่ใชแสงตัดหรือเจาะรูบนชิ้นงาน - เครื่องแสงอิเล็กตรอน (Electron beam machining) เปนการใชแสงอิเล็กตรอนตัด หรือเจาะบนชิ้นงานไดทุกชนิดและมีความเที่ยงตรง - เครื่องไฟฟาเคมี (Electrochemical machining) เปนเครื่องจักรที่ใชน้ํายาอิเล็กโทร ไลทและแทงอิเล็กโทรดเปนตัวกัดกรอนชิ้นงาน

เครื่องจักร อี ดี เอ็ม

เครื่องแสงเลเซอร

รูปที่ 1.4 ตัวอยางการผลิตแบบแปรรูปทรงแบบไมมีเศษ 1.2.3.3 กรรมวิธีการผลิตแบบการตกแตงผิววัสดุชิ้นงาน (Surface finish) ไดแก 1) การขัดผิวงานทั่วไป (Polishing) 2) การขัดโดยใชถังหมุน (Barrel tumbling) 3) การขัดดวยเครื่องขัดสายพาน (Abrasive belt grinding) 4) การชุบเคลือบผิวดวยไฟฟา (Electroplating)

8 5) 6) 7) 8) 9) 10)

การขัดแบบเครื่องขัดผิวมันรูใน (Honing) การขัดแบบแลพ (Lapping) การพนโลหะ (Metal Spraying) การเคลือบผิวแบบพารคเคอรไรช (Parkerizing) การเคลือบผิวแบบอะโนไดช (Anodizing) การเคลือบผิวแบบเชอรไดชิงช (Sherdizing)

เครื่องขัดผิวงาน

เครื่องขัดสายพาน

รูปที่ 1.5 ตัวอยางการผลิตแบบการตกแตงผิววัสดุชิ้นงาน 1.2.3.4 กรรมวิธีการผลิต การประกอบชิ้นงานเขาดวยกัน (Joining) ไดแก 1) การเชื่อม (Welding) คือ การเชื่อมดวยไฟฟา 2) การบัดกรีออน (Soldering) คือ การเชื่อมตอโลหะที่อุณหภูมิต่ํา 200-400 องศา เซลเซียส ดวยตะกั่ว 3) การบัดกรีแข็ง (Brazing) คือ การเชื่อมตอโลหะที่อุณหภูมิสูง 400-800 องศาเซลเซียส ดวยทองเหลืองหรือเงิน 4) การใชแรงอัดผงยึดติดกัน (Sintering) คือ การทําใหวัสดุที่ตองการยึดเปนผงแลวนํามา อัดยึดติดกัน 5) การอัดยึด (Pressing) คือ การยึดเพลากับรูควานเขาดวยกัน โดยการตอกใหปลายบาน ออกแลวตอกอัดยึด 6) การย้ําหมุด (Riveting) คือ การใชหมุดย้ํายึดติดชิ้นงาน 7) การยึดดวยสลักเกลียว (Screw fastening) คือ อัดชิ้นงานดวยสลักเกลียว

9 8) การใชกาวยึด (Adhesive joining) คือ การใชกาวยึดชิ้นงานใหติดกัน

การเชื่อม

การย้ําหมุด

รูปที่ 1.6 ตัวอยางกรรมวิธกี ารผลิต การประกอบชิ้นงานเขาดวยกัน 1.2.3.5 กรรมวิธีการผลิตแบบการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติวัสดุชิ้นงานทางกายภาพ ไดแก 1) การอบชุบ (Heat treatment) คือ การใหความรอนแกชิ้นงานแลวคอยใหเย็นตัวลง เชน การชุบแข็ง การอบออน 2) การขึ้นรูปในสภาพรอน (Hot working) คือ การใหความรอนกับชิ้นงานแลวคอย เปลี่ยนแปลงรูปทรง เชน การตีขึ้นรูป การรีดรอน 3) การขึ้นรูปในสภาพเย็น (Cold working) คือ การเปลี่ยนแปลงรูปทรงขณะที่ชิ้นงานเย็น อยู เชน การหมุนขึ้นรูป การรีดเย็น 4) การพนหรือยิงผิวชิ้นงาน (Shot peening) คือ การพนหรือยิงเม็ดลูกปนดวยความเร็วสูง ไปกระทบชิ้นงาน ผิวชิ้นงานจะตานทานการสึกหรอดี

การอบชุบ

การพนหรือยิงผิวชิ้นงาน

รูปที่ 1.7 ตัวอยางการผลิตแบบการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติวัสดุชิ้นงานทางกายภาพ

11 แบบทดสอบกอนเรียน-หลังเรียน ประจําหนวยที่ 1 เรื่อง กรรมวิธีการผลิตพื้นฐาน ตอนที่ 1 จงทําเครื่องหมาย √ ลงในคําตอบที่ถูกที่สุดเพียงคําตอบเดียว 1. การผลิตสินคาจํานวนมาก (Mass Production) คือมีการผลิตสินคาจํานวนมากกวา 100,000 ชุด ตอป เปนอุตสาหกรรมชนิดไหน ก. การตอเรือ ข. การผลิตหนังสือเรียน ค. การผลิตรถยนต ง. การผลิตเครื่องบิน 2. อุตสาหกรรมการผลิต การผลิตเครื่องสงวิทยุ เปนอุตสาหกรรมขนาดไหน ก. การผลิตจํานวนมาก ข. การผลิตจํานวนไมมาก ค. การผลิตเฉพาะงาน ง. การผลิตขนาดใหญ 3. อุตสาหกรรมการผลิตอะไรที่เปนแบบการผลิตเฉพาะงาน ก. ขาเทียม ข. การผลิตโทรทัศน ค. การผลิตเข็มทิศเครื่องบิน ง. การผลิตเสื้อผา 4. ขอใดเปนปจจัยที่สําคัญของอุตสาหกรรมการผลิต ก. เครื่องจักร ข. นิคมอุตสาหกรรม ค. ทรัพยากรมนุษย ง. ผูบริโภค 5. ขั้นตอนการดําเนินงานของกรรมวิธีการผลิต “การออกแบบ” จะอยูในขั้นตอนไหน ก. แนวความคิด ข. การวิจัยและพัฒนา ค. การผลิต ง. การบริหารทางดานอุตสาหกรรม 6. ขอใดไมใชองคประกอบสําคัญของระบบการผลิต ก. สิ่งที่ปอนเขา ข. กระบวนการผลิต ค. สิ่งที่ได ง. วิศวกร 7. กรรมวิธีการผลิตแบบการเปลี่ยนแปลงรูปรางวัสดุคือขอใด ก. การทาสี ข. การตีขึ้นรูป ค. การชุบโครเมียม ง. การชุบแข็ง 8. ขอใดตรงกับกรรมวิธีการผลิตแบบการแปรรูปรางทรงแบบมีเศษโลหะ ก. การบด ข. การเชื่อม ค. การย้ําหมุด ง. การไส

12 9. การชุบโครเมียมเปนกรรมวิธกี ารผลิตแบบใด ก. การเปลี่ยนแปลงรูปรางวัสดุ ข. การแปรรูปรางทรงแบบมีเศษโลหะ ค. การตกแตงผิววัสดุชิ้นงาน ง. การแปรรูปรางทรงแบบไมมีเศษโลหะ 10. ขอใดตรงกับกรรมวิธีการผลิตแบบการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติวัสดุชิ้นงานทางกายภาพ ก. การหลอ ข. การถลุงสินแร ค. การชุบเคลือบผิวดวยไฟฟา ง. การชุบแข็ง ตอนที่ 2 จงตอบคําถามตอไปนี้โดยการอธิบายสั้นๆพอเขาใจ 1. อุตสาหกรรม หมายถึงอะไร ...........................................................................................................

2. กรรมวิธีการผลิต หมายถึงอะไร .....................................................................................................

3. จงยกตัวอยางอุตสาหกรรม การผลิตจํานวนไมมาก มา 1 ตัวอยาง .................................................

4. จงยกตัวอยางอุตสาหกรรม การผลิตเฉพาะงาน มา 1 ตัวอยาง........................................................

5. อุตสาหกรรมที่นําหรือสกัดทรัพยากรธรรมชาติมาใชไดแก ...........................................................

6. การโรงแรม การทองเที่ยว การธนาคาร เปนอุตสาหกรรมอะไร ....................................................

7. อุตสาหกรรมการผลิตโดยทั่วไปมีปจจัยที่จําเปนอยูกี่ประการ ........................................................

8. จงยกตัวอยางกรรมวิธีการผลิตแบบการเปลี่ยนแปลงรูปรางวัสดุมา 2 ตัวอยาง............................... .............................................................................................................................................................

9. การกลึงเปนกรรมวิธีการผลิตประเภทอะไร ...................................................................................

10. การขึ้นรูปในสภาพรอน เปนกรรมวิธีการผลิตประเภทลักษณะใด................................................