Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
วัสดุและเครื่องมือพื้นฐาน - Coggle Diagram
วัสดุและเครื่องมือพื้นฐาน
วัสดุ
สมบัติของวัสดุ
1) สภาพยืดหยุ่น
วัสดุเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้เมื่อมีแรงกระทำ กละจะคืนสู่รูปร่างเดิมเมื่อหยุดออกแรงกระทำต่อวัสดุนั้น
2) ความแข็งแรง
คือความสามารถในการรับน้ำหนัก หรือแรงกดทับ โดยวัสดุนั้นยังคงสภาพได้ไม่แตกหัก เช่น การสร้างสะพาน โครงสร้างที่เป็นคานต้องมีสมบัติในการรับน้ำหนักและแรงกดได้มาก
3)การนำความร้อน
เป็นการถ่ายเทความร้อนภายในวัตถุหนึ่งหนึ่งหรือระหว่างวัตถุสองชิ้นที่สัมผัสกัน โดยมีทิศทางของการเคลื่อนที่ของพลังงานความร้อนจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงไปต่ำ เช่น เหล็ก อะลูมิเนียม ทองเหลือง
วัสดุน่ารู้
โลหะ
ประเภทของโลหะ
โลหะประเภทไม่ใช่เหล็ก
เป็นโลหะที่ไม่มีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบ โลหะประเภทนี้ไม่เกิดสนิม เช่น ดีบุก อะลูมิเนียม สังกะสี ตะกั่ว ทองแดง
โลหะประเภทเหล็ก
เป็นโลหะที่มีธาตุเหล็กเป็นส่วนประกอบหลัก เช่น เหล็กหล่อ เหล็กเหนียว เหล็กกล้า
โลหะเป็นวัสดุที่ได้จากการถลุงสินแร่ต่างๆ
ไม้
ไม้สังเคราะห์พลาสติก
เศษไม้+พลาสติก
ไฟเบอร์บอร์ดความหนาแน่นปานกลาง
แผ่นไม้อัด
ไม้สังเคราะห์ไฟเบอร์ซีเมนต์
ปูน+ทราย+ผงไม้
เซรามิก
เช่น แก้ว ( แก้วเมื่อผ่านกระบวนการปรับปรุงสมบัติ และขึ้นรูปเป็นแผ่นจะเรียกว่า "กระจก" )
วัสดุผสม
ประเภทของวัสดุผสม
วัสดุเชิงประกอบเซรามิก
เป็นวัสดุที่มีความทนทานต่อการใช้งานที่อุณหภูมิสูงไม่นำความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน แต่เปราะและแตกง่าย จึงมีการผสมสารเสริมแรง เพื่อทำให้มีความเหนียวและทนทานมากขึ้น โดยสารเสริมแรงอยูู่ในรูปแบบเส้นใย เช่น ซิลิกา อะลูมินา เช่นคอนกรีตเป็นวัสดุเชิงประกอบเซรามิก ซึ่งมีการนำปูน กรวด และทรายผสมเข้าด้วยกันตามอัตราส่วนที่กำหนด ตามประเภทของการใช้งาน
วัสดุเชิงประกอบโลหะ
มีโลหะเป็นวัสดุหลัก ส่วนวัสดุเสริมแรงของคอมโพสิตกลุ่มนี้เป็นวัสดุเซรามิก หรือสารเสริมแรงโลหะ เป็นการทำให้โลหะหลักมีความทนทานต่อการใช้งานมากขึ้น และมีอายุการใช้งานนานขึ้น ทนการกัดกร่อน มีน้ำหนักเบา พบมากในผลิตภัณฑ์กลุ่มอุตสาหกรรมยานยนต์
วัสดุเชิงประกอบพอลิเมอร์
เป็นการเสริมแรงให้พอลิเมอร์ โดยเติมเส้นใยเสริมแรง ลงในพอลิเมอร์ที่เป็นวัสดุหลักทำให้มีความแข็งแรง ทนต่อแรงดึงหรือกดทับได้สูงขึ้น เช่น การนำเส้นใยแก้วมาผสมกับพอลิเมอร์ เพื่อผลิตหลังคารถกระบะ ชิ้นส่วนเครื่องบินเล็ก เพราะเส้นใยแก้วมีความแข็งแรง ทนแรงดึงสูง ไม่เป็นสนิม และทนต่อการกัดกร่อน
มีการผสมวัสดุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้น โดยวัสดุทั้งสองต้องไม่ละลายซึ่งกันและกัน
วัสดุสมัยใหม่
วัสดุนาโน
เป็นที่มีขนาด 1-100 นาโนเมตร ทำให้มีสมบัติพิเศษหรือสมบัติต่างจากวัสดุชนิดเดียวกันที่มีขนาดใหญ่กว่า
แบ่งเป็น 2 กลุ่ม
(1) วัสดุนาโนจากธรรมชาติ
เป็นวัสดุนาโนที่อยู่ในธรรมชาติ และมีขนาดอยู่ในระดับนาโนเมตร เช่น เส้นขนขนาดเล็กในตีนตุ๊กแก
(2) วัสดุนาโนจากการผลิต
ผลิตขึ้นเพื่อปรับปรุงวัสดุให้มีสมบัติดีขึ้นหรือเจาะจงมากขึ้น เมื่อขนาดของวัสดุถูกทำให้เล็กในขนาดนาโนเมตร ทำให้วัสดุมีพื้นที่ผิวมากขึ้น ส่งผลต่อสัดส่วนของพื้นที่ผิวต่อปริมาตรมีค่าสูงขึ้น ทำให้สมบัติของวัสดุมีการเปลี่ยนแปลง เช่น สมบัติเชิงกล
เช่น
ท่อนาโนคาร์บอน เป็นท่อเปิดรูปทรางกระบอก มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 4 นาโนเมตร มีความแข็งแรง เบา ยืดหยุ่น พื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูง ระบายความร้อนได้ดี ทนการกัดกร่อน ทนความร้อน นำความร้อน และนำกระแสไฟฟ้าได้ดี จึงมีการนำไปใช้ในการสร้างอากาศยาน
ถูกผลิตหรือสังเคราะห์ขึ้นด้วยเทคโนโลยีชั้นสูง
เครื่องมือพื้นฐาน
เครื่องมือสำหรับการวัดขนาด
ไมโครมิเตอร์
เป็นเครื่องมือวัดขนาดชิ้นงานเล็กที่มีความแม่นยำสูง สามารถแบ่งขนาด 1 เซนติเมตรได้ละเอียด 1000 เท่า หรือแบ่งขนาด 1 มิลลิเมตรได้ 100 เท่า จึงใช้วัดความหนาของวัสดุ เช่น กระดาษ เส้นลวด
เวอร์เนียร์คาลิเปอร์
เป็นเครื่องมือวัดขนาดอย่างละเอียด ที่ใช้หลักของเวอร์เนียร์สเกลและปากวัด 2 ชุดคือชุดปากวัดใน และปากวัดนอก เวอร์เนียร์คาลิเปอร์จะมีทั้งสเกลหลักและสเกลรอง
ไม้บรรทัดวัดองศาหรือใบวัดมุม
เป็นเครื่องมือวัดขนาดมุมของชิ้นงาน เป็นองศาที่มีความละเอียด ใบวัดมุมสามารถวัดมุมได้ตั้งแต่ 0-180 องศา
แบบธรรมดา
แบบดิจิทัล
เครื่องมือสำหรับการตัด
คีม
1.1)คีมปากแหลม
เป็นคีมขนาดเล็กที่มีปากเล็กยาวใช้สำหรับ บีบ ดัดหรืองอวัสดุขนาดเล็กที่ไม่แข็งมาก เช่น ลวดเส้นเล็ก
1.2)คีมตัดปากเฉียง
เป็นเครื่องมือสำหรับการตัดวัสดุชิ้นเล็กที่ไม่แข็งแรง เช่น สายไฟ เส้นลวด นอกจากนี้ยังใช้จับหรืองอวัสดุได้
เลื่อยและปากกาตัด
2.1)เลื่อยลอ
เป็นเครื่องมือสำหรับตัดแต่งไม้ ใบเลื่อยมีลักษณะเป็นปื้นรนูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า มีฟันละเอียด ใช้สำหรับตัดแต่งให้ผิวหน้าไม้ที่ถูกตัด ให้ผิวหน้าเรียบ
2.2)เลื่อยจิ๊กซอ
เป็นเลื่อยไฟฟ้าที่ใช้สำหรับตัดไม้ที่ทำงานโดยใช้ใบเลื่อย ซึ่งมีฟันละเอียดเคลื่อนที่ขึ้นลงและตัดชิ้นงานไปตามแนวที่ต้องการ
2.3)เลื่อยเหล็ก
เป็ยเลื่อยสำหรับตัดเหล็กหรือโลหะต่างๆโดยใช้ใบเลื่อยมีลักษณะเป็นแถบยาว ฟันละเอียด และมีนอตหางปลาไว้ขันใบเลื่อยให้แน่น
2.4)เลื่อยวงเดือน
ใบเลื่อยมีลักษณะเป็นแผ่นกลม มีฟันอยู่โดยรอบ มีประโยชนืในการงานตัดทั้งแบบตัดตรงและตัดเอียง ตัดซอยและเซาะร่องชิ้นงาน เลื่อยมีความแข็งแรง ใช้ตัดวัสดุได้หลายชนิด
2.5)เครื่องตัดไฟเบอร์
เป็นเครื่องตัดความเร็วสูง นิยมใช้ในงานซ่อมและงานผลิตเกือบทุกชนิด เนื่องจากสะดวกและรวดเร็ว เหมาะสำหรับตัดโลหะต่างๆ
2.6)ปากกาตัดกระจก
เป็นเครื่องมือที่มีลักษณะคล้ายปากกาแต่จะมีหัวที่ทำด้วยวัสดุที่มีองค์ประกอบของเพชร ซึ่งมีความแข็งแกร่งมาก ใช้สำหรับตัดกระจกได้โดยการลากปากกาไปบนกระจกให้เกิดแนวตามที่ต้องการตัดโดยไม่ลากซ้ำ แล้วใช้มือแยกออกจากกัน
เครื่องมือสำหรับการเจาะ
สว่านมือ
แบ่งประเภทตามกลไกการทำงาน
แบบธรรมดา
ใช้สำหรับงานเจาะวัสดุทั่วไป เช่น ไม้ เหล็ก
แบบโรตารี
รูปลักษณ์ภายนอกไม่ต่างจากแบบธรรมดา แต่จะมีกลไกภายในสำหรับช่วยผ่อนแรง สว่นใหญ่จึงใช้สำหรับเจาะปูน แต่จะต้องใช้กับดอกสว่านเฉพาะสำหรับสว่านโรตารีเท่านั้น
แบ่งตามประเภทแหล่งพลังงาน
แบบใช้ไฟฟ้า
แบบใช้แบตเตอรี่
เป็นเครื่องมือเจาะรูที่ใช้ร่วมกับคอกสว่านประเภทต่างๆ สว่านจะมีเฟืองช่วยขับดอกสว่านให้หมุน ดอกสว่านเป็นตัวเจาะวัสดุและนำเศษวัสดุที่เกิดขึ้นออกไปจากรูเจาะ
การตัด ต่อ และขึ้นรุูปวัสดุ
การต่อ
เป็นการนำวัสดุประเภทเดียวกันหรือต่างชนิดกันมาประกอบกันให้เป็นรูปร่างตามที่ต้องการ โดยวัสดุหรืออุปกรณ์เป็นตัวประสาน เพื่อนำไปใช้งานกัน การต่อวัสดุมีหลายวิธี ควรเลือกใช้วิธีตามความเหมาะสมและคำนึงถึงประเภทของวัสดุ
ตัวอย่างเทคนิคและเครื่องมือในการต่อวัสดุ
ไม้ : การเข้าไม้ (ใช้สกรู กาว สลักเกลียว)
โลหะ : การบัดกรี การเชื่อม การประสาน (ใช้หมุดโลหะ สกรูและนอต
พลาสติก : การเชื่อม สกรู กาว สลักเกลียว
คอนกรีต : การประสานด้วยวัสดุหรอสารเคมี กาวเชื่อมคอนกรีต ปูนกาวประสาน
ตัวอย่างการต่อชิ้นงาน
การเชื่อมเหล็กกับเหล็กในการก่อสร้างรางรถไฟ
การต่องานไม้
การตัด
เป็นการทำให้ชิ้นงานแยกออกจากกัน หรือเป็นการตัดชิ้นงานให้ได้ตามรูปแบบที่กำหนด วิธีการตัดวัสดุมีหลายวิธีและใช้เครื่องมือหลายชนิด ควรเลือกใช้เครื่องมือและวิธีการตัดให้เหมาะสมกับวัสดุ
การตัดเป็นแนวตรง
การตัดเป็นแนวโค้ง
การขึ้นรูป
เป็นการเปลี่ยนรูปร่างของวัสดุให้เป็นผลิตภัณฑ์ หรือชิ้นงานที่มีรูปร่างตามต้องการ โดยใช้แม่พิมพ์หรือเครื่องมือเฉพาะ เทคนิคการขึ้นรูปมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุ
ยกตัวอย่างวิธีการขึ้นรูปโลหะ ดังนี้
1)การขึ้นรูปแบบร้อน
เป็นการใช้ความร้อนแก่วัสดุ ที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิในการเกิดผลึกใหม่ แต่จะต่ำกว่าอุณหภูมิในการทำให้เกิดการหลอมของโลหะหรือวัสดุ เช่น การตีเหล็ก
2)การขึ้นรูปแบบเย็น
เป็นการรีดขึ้นรูปเพื่อให้วัสดุเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างชนิดถาวรที่อุณหภูมิต่ำ เช่น การดัดงอ การอัดรีด การบิดงอ