ความรู้เกี่ยวกับวัสดุสำหรับการพัฒนาชิ้นงาน
เทคโนโลยีในการสร้างวิ่งของเครื่องใช้ต่างๆ ที่มีอยู่ในชีวิตประจำวันเกิดจากการนำวัสดุหลายประเภทที่มีสมบัติแตกต่างกันมาประกอบหรือผสมเข้าด้วยกัน การคัดเลือกวัสดุจากสมบัติจึงมีความสำคัญต่อคุณภาพผลิตภัณฑ์และวัตถุประสงค์ในการใช้งานโดยตรง เช่น แก้วน้ำที่ทำจากกระดาษสำหรับใช้ครั้งเดียว แก้วน้ำที่ทำจากพลาสติกปลอดภัยกับเด็กมากกว่าที่ทำจากแก้ว
วัสดุและประเภทของวัสดุ
วัสดุ (Materials) คือ สิ่งของหรือวัตถุที่นำมาใช้ประกอบกันเป็นชิ้นงานตามการออกแบบ เป็นวัตถุที่สามารถสังผัสได้ และมีสมบัติเฉพาะตัวทางฟิสิกส์ ทางเคมี ทางไฟฟ้า หรือสมบัติเชิงกลแตกต่างกันไป จึงต้องมีการวิเคราะห์สมบัติของวัสดุเพื่อเลือกใช้ให้เหมาะกับลักษณะของงาน วัสดุแบ่งเป็น 2 ประเภท ดังนี้
1. โลหะ (Metals) เป็นวัสดุที่มีสมบัติของความแข็ง (ยกเว้นปรอทซึ้งเป็นของเหลว) ผิวมัมวาว เป็นตัวนำไฟฟ้า ตัวนำความร้อน มีความเหนี่ยว โดยสามารถดึงและยึดเป็นเส้น หรือตีเป็นแผ่นบางได้ โลหะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
2. อโลหะ (Non-Metals) คือ วัสดุที่มีคุณสมบัติต่างจากโลหะและวัสดุกึ่งโลหะ ในด้านการแตกตัวของไออน(lonoztion) และการดึงดูดระหว่างอะตอม (Bonding Properties) อโลหะแตกตัวในสารละลายได้ ให้ประจุลบ จึงใช้เป็นฉนวนไฟฟ้าหรือกึ่งตัวนำไฟฟ้า (ขณะที่โลหะเป็นตัวนำไฟฟ้า) ยกเว้นคาร์บอนในรูปแกรไฟต์และฉนวนความร้อนอโลหะที่เป็นของแข็งจะมีความเปราะ ไม่สามารถดึงยืดออกเป็นเส้นลวดหรือตีเป็นแผ่บางๆ ได้ อโลหะแบ่งได้เป็น 2 ประเภท ดังนี้
2.1 วัสดุธรรมชาติ หมายถึง วัสดุที่ได้จากผลผลิตจากธรรมชาติ ซึ่งวัสดุธรรมชาติที่พบในแต่ละภูมิภาคในประเทศไทยมีหลายชนิดและอาจแตกต่างกันในแต่ละชุมชนหรือท้องถิ่น สามารถนำมาทำเป็นผลิตภันฑ์ต่างๆ เพื่อใช้ประโยชน์ รวมทั้งวางขายเพื่อเสริมรายได้ให้แก่คนในชุมชนหรือท้องถิ่นได้ วัสดุธรรมชาติที่นิยมใช้ มีดังนี้
2.2 วัสดุสังเคราะห์ เป็นวัสดุที่ถูกปรับแต่งขึ้นใหม่จากวัสดุธรรมชาติและสารเคมี ด้วยกระบวนการหรือกรรมวิธีต่างๆ วัสดุที่ได้จากการสังเคราะห์จะมีสมบัติเฉพาะตัว เช่น น้ำหนักเบา มีความแข็งแรงสูง คงทนต่อการกัดกร่อน คงทนต่ออุณหภูมิ คงทนต่อสารเคมี เป็นที่นิยมในการนำมาใช้งานอุตสาหกรรมทุกแขนง วัสดุสังเคราะห์ที่นิยมใช้ มีดังนี้
สมบัติของวัสดุและหลักการเลือกวัสดุ
การเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมกับงานนนั้นจำเป็นจะต้องศุกษาหรือพิจารณาจากสมบัติของวัสดุนั้นให้ตรงกับงานทที่ออกแบบหรือตามวัตถุประสงค์ที่ต้องการจากวัสดุต่างๆ เช่น การทนต่อความร้อน การนำไฟฟ้า จุดหลองหลวม ความโปร่งแสง สมบัติของวัสดุที่นำมาพิจารณาเลือกใช้ มีดังนี้
1. สมบัติทางเคมี (Chemical Properties) เป็นสมบัติที่สำคัญของวัสดุซึ่งจะบอกลักษณะเฉพาะตัวที่เกี่ยวกับโครงสร้างและองค์ประกอบของธาตุต่างๆ ของวัสดุ เช่น ค่าความกรด-เบส การกัดกร่อน การลุกติดไฟ ซึ่งสามารถตรวจสอบได้จากการทดลองในห้องปฏิบัติการ
2. สมบัติทางกายภาพ (Physical Properties) เป็นสมบัติเฉพาะของวัสดุที่สามารถสังเกตได้จากลักษณะภายนอก เช่น รูปร่าง รูปทรง สี กลิ่น รสชาติ ความหนาแน่น จุดหลอมเหลว ตรวจสอบได้โดยการใช้ประสาทสัมผัสเช่น ใช้มือสัมผัสพื้นผิวของวัสดุ หรือใช้เครื่องือเฉพาะทาง เช่น เครื่องหาจุดหลอมเหลว เครื่องวัดการนำไฟฟ้าเครื่องวัดความชื้น
3. สมบัติเชิงกล (Mechanical Properties) เป็นสมบัติเฉพาะตัวของวัสดุที่เเกิดจากการตอบสนองต่อแรงภายนอกที่มากระทำ เช่น การยิดและหดตัวของวัสดุ ความเหนียว ความแข็ง ความแข็งแรง ความสามารถในการรับน้ำหนัก ความทนทานต่อการขูดรีด
