联系我们
Thermal Modulus (โมดูลัสของความร้อน)
ในสถานการณ์ปัจจุบันภาคอุตสาหกรรมหล่อโลหะมีการแข่งขันกันทางธุรกิจสูง หนึ่งในปัจจัยที่ส่งผลต่อความสามารถในการแข่งขันคือ การออกแบบชิ้นงานหล่อและระบบทางเดินน้ำโลหะที่มีประสิทธิภาพสูงทั้งในด้านต้นทุนและคุณภาพชิ้นงาน และการคำนวนหาโมดูลัสของความร้อนก็เป็นหนึ่งในขั้นตอนที่สำคัญด้านการออกแบบงานหล่อ โมดูลัสของความร้อนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการช่วยการออกแบบงานหล่อโลหะได้ทุกกระบวนการหล่อโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมการหล่ออลูมิเนียมและงานตระกูลเหล็กทั้งเหล็กหล่อและเหล็กเหนียว(Cast Iron & Steels)
ด้วยพฤติกรรมธรรมชาติของงานหล่อ ชิ้นงานหล่อมักจะมีพฤติกรรมหดตัวทั้งในระหว่างการเย็นตัวและหลังจากที่เย็นตัวเสร็จสมบูรณ์แล้ว ดังนั้นจึงจำเป็นจะต้องติดตั้งส่วนชดเชยการหดตัวของชิ้นงานหล่อ (Riser) จากเหตุดังกล่าวจะเห็นได้ว่าไรเซอร์จึงควรมีลำดับการเย็นตัวที่ช้ากว่าระยะเวลาที่น้ำโลหะในแบบหล่อเย็นตัวทั้งหมด ทั้งนี้จะอ้างอิงกฏความสัมพันธ์ระหว่างเวลาที่โลหะใช้ในการเย็นตัวกับขนาดของชิ้นงานหล่อที่เปลี่ยนแปลงไปของ Chvorinov (Chvorinov’s rule)
กฏคำนวนโมดูลัสของความร้อนอย่างง่าย;
โดยที่ V คือปริมาตรของชิ้นงานหล่อและ A คือพื้นที่ผิวของชิ้นงานหล่อ
กฏคำนวนโมดูลัสของ Chvorinov;
การจำลอง Thermal Modulus ด้วย ProCAST
ด้วยสาเหตุที่การคำนวนThermal Modulus นั้น แม้พื้นฐานจะเป็นการคำนวนด้วยสูตรรูปทรงเลขาคณิตเบื้องต้น แต่ด้วยความที่ชิ้นงานหล่อในปัจจุบันมีหลากหลายมิติและความซับซ้อนสูง ซอฟแวร์จำลองงานหล่อ(Casting Simulation Software) จึงถูกนำมาใช้เพื่อช่วยในการคำนวนงานที่ยุ่งยากและซับซ้อนได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว ซอฟแวร์จำลองงานหล่อ ProCAST เป็นซอฟแวร์สำเร็จรูปที่ออกแบบและพัฒนาขึ้นมาเพื่อตอบสนองความต้องการการใช้งานด้านอุตสาหกรรมหล่อโลหะโดยเฉพาะ มีเครื่องมืออย่างง่ายและเครื่องมือขึ้นสูงเพื่อตอบสนองความต้องการใช้งานที่แตกต่างกันของแต่ละผู้ใช้งาน
จำลอง Thermal Modulus ด้วย ProCAST ได้อย่างไร
เพียงการ Import โมเดล 3D ที่ขึ้นรูปด้วยซอฟแวร์ CAD ที่ผู้ใช้งานทำการออกแบบไว้เบื้องต้นและการระบุประเภทหรือเกรดโลหะที่ต้องการทำการหล่อ ซอฟแวร์ ProCAST จะทำการประมวลผลและวิเคราะห์ผลออกมาให้โดยอัตโนมัติ พร้อมทั้งแสดงผลออกมาในรูปเฉดสีและกำกับด้วยค่าเชิงตัวเลขที่สามารถอ่านค่าและเข้าใจผลได้อย่างง่ายดาย
การวิเคราะห์และนำผล Thermal Modulus ไปประยุกต์ใช้
จากผลของ Thermal Modulus ข้างต้นนั้น ค่าThermal Modulus ที่สูงมีความหมายหรือนัยถึงการเย็นตัวที่ช้าและเราสามารถนำผลดังกล่าวไปประยุกต์ใช้ในการพิจารณาการออกแบบและติดตั้งไรเซอร์ได้ในขั้นถัดไป
จากผลข้างต้นสามารถนำไปพิจารณาต่อถึงตำแหน่งที่เหมาะสมในการติดตั้งระบบทางเข้า (Gating Position) ของทั้งทางเข้าในระบบทางเดินน้ำโลหะ (Ingate) และทางเข้าของระบบป้อนเติมส่วนหดตัว (Gate of Riser)
การวิเคราะห์และนำผล Thermal Modulus ไปประยุกต์ใช้
Thermal Modulus ถูกนำไปช่วยพิจารณาการระบุตำแหน่งทางเข้าน้ำโลหะ (Ingate) ที่เหมาะสมได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นอกจากผลข้างต้นสามารถนำไปพิจารณาต่อถึงตำแหน่งที่เหมาะสมในการติดตั้งระบบทางเข้า (Gating Position) แล้ว ยังสามารถพิจารณาไปจนถึงความเป็นไปได้ในการระบุตำแหน่งทางเข้านั้นยุ่งยากต่อกระบวนการผลิตจริงหรือไม่
Author
Surachet Santaweesook
Business Development Engineer
หลังจากจบการศึกษาระดับปริญญาตรีวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิชาวิศวกรรมโลหการจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ได้เริ่มงานที่สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศไทย (Iron and Steel Institute of Thailand) หลังจากนั้นได้เข้าร่วมงานที่บริษัท ESI Group สังกัดภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ โดยประจำอยู่ที่ประเทศไทย โดยปฏิบัติหน้าที่ในด้านการพัฒนาธุรกิจและการตลาด รวมทั้งรับผิดชอบด้านเทคนิคซอฟต์แวร์การจำลองกระบวนการหล่อโลหะ มีหน้าที่ดูแล สนับสนุนและให้คำปรึกษากลุ่มอุตสาหกรรมหล่อโลหะในประเทศไทย