การเลือกวัตถุดิบที่เหมาะสมเพื่อนำมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์คือหลักการเบื้องต้นในการสร้างงานเชิงอุตสาหกรรม และปัจจัยที่ไม่อาจมองข้ามไปได้คือความแข็งของวัตถุ ที่ไม่สามารถดูได้ด้วยตา จำเป็นต้องใช้เครื่องมือเฉพาะทางมาตรวจเช็คอย่างละเอียด บทความนี้จึงขอพาทุกท่านไปรู้จักกับเครื่องมือวัดความแข็ง ว่ามันมีการใช้งานในรูปแบบใดกัน
เข้าใจ “ความแข็ง” เชิงอุตสาหกรรม
ก่อนจะเข้าถึงเครื่องมือ เรามาดูนิยามความแข็งกันก่อน ตามความเข้าใจทั่วไป ความแข็งเป็นคุณสมบัติหนึ่งของวัสดุ หรือวัตถุที่สามารถทนต่อแรงกด การขัดสี หรือการกลึง ที่ทำให้วัตถุนั้นเปลี่ยนรูปแบบได้มากขนาดไหน และด้วยเหตุนั้นวิธีทดสอบความแข็งจึงมีสามประการหลักที่เราได้เห็นกันคือ
- การทดสอบด้วยการเสียดสี : การทดสอบนี้จะทำการเสียดสีและดูว่าเกิดการสึกหรอมากเพียงใด เช่น การตะไบพื้นผิว
- การทดสอบด้วยการขีดข่วน : การทดสอบนี้ใช้หลักการขูดขีดให้เป็นรอย โดยใช้วัสดุที่แข็งกว่า ขูดวัสดุที่อ่อนกว่า
- การทดสอบแบบหัวกด : การทดสอบโดยการใช้แรงกระทำจากหัวกดลงไปบนวัตถุ ว่าสามารถรับแรงกดได้มากแค่ไหน
โดยการทดสอบในด้านอุตสาหกรรมที่แพร่หลายมากที่สุดและมีความแม่นยำเที่ยงตรงมากที่สุดคือการทดสอบแบบหัวกด
ซึ่งปัจจุบันจะใช้เครื่องมือทดสอบที่ทันสมัยเป็นหลักเพื่อที่ได้ค่าที่เป็นมาตรฐานที่สุด กระนั้น วิธีการทดสอบแบบหัวกดยังมีประเภทที่หลากหลาย ผู้ใช้งานจึงควรทำความเข้าใจวิธีการทดสอบดังกล่าวก่อนดำเนินการใช้งานจริง
เครื่องมือวัดความแข็ง อุปกรณ์จำเป็นที่ขาดไม่ได้
ยิ่งต้องการความแม่นยำมากเท่าใดเครื่องมือยิ่งต้องดีมากขึ้นเท่านั้น การทดสอบแบบหัวกดเองก็เช่นกัน ที่ต้องอาศัยเครื่องมือวัดความแข็งคุณภาพ จึงสามารถทดสอบได้อย่างเต็มที่ โดยเครื่องวัดความแข็งจะสามารถแบ่งออกไปได้ 4 แบบตามวิธีวัดค่าความแข็ง ดังนี้
1.เครื่องวัดความแข็งแบบบริเนลล์ (Brinell Hardness Test)
เครื่องวัดความแข็งแบบบริเนลล์นี้จะทำการวัดค่าโดยการใช้หัวเหล็กกล้าชุบแข็งทรงกลมในการกดลงไปบนพื้นผิวเพื่อทดสอบ โดยจะใช้สมการที่เรียกว่าสมการค่าความแข็งของบริเนลล์ในการคำนวณหาความแข็ง
โดยเครื่องทดสอบจะมีการตั้งค่าแรงกดชิ้นงานก่อนดำเนินการใช้งาน และใช้กล้องจุลทรรศน์เพื่อตรวจสอบรอยยุบ
เครื่องวัดความแข็งแบบบริเนลล์เหมาะกับโลหะผสมอลูมิเนียม โลหะผสมทองแดง หรือทำการเปลี่ยนหัวกดตามความเหมาะสมกับวัตถุที่ทดสอบ
2.เครื่องวัดความแข็งแบบวิกเกอร์ส (Vickers Hardness Test)
เครื่องทดสอบแบบวิกเกอร์สจะใช้หัวกดเป็นรูปพิระมิดฐานสี่เหลี่ยม ที่มีมุม 136° เพื่อใกล้เคียงกับหัวกดแบบกลมมากที่สุด โดยหัวกดนี้มักเป็นวัสดุที่ทำจากเพชร จึงทำให้เครื่องวัดความแข็งแบบวิกเกอร์สสามารถวัดค่าวัสดุได้หลากหลายชนิด หลากหลายขนาดชิ้นงาน
รวมไปถึงความละเอียดอ่อน เครื่องวัดความแข็งแบบวิกเกอร์สจะไวต่อความผิดพลาดมากกว่าเครื่องวัดแบบอื่น จึงได้รับความนิยมสูง
3.เครื่องวัดความแข็งแบบนูป (Knoop Hardness Test)
เครื่องวัดความแข็งแบบนูปจะค่อนข้างเป็นการวัดความแข็งที่เฉพาะทาง โดยจะใช้หัวกดแบบเพชรคล้ายกับเครื่องวัดความแข็งแบบวิกเกอร์ส แต่มุมของหัวกดนั้นจะแตกต่างออกไป โดยจะทำมุม 130° และ 172°-30’
เครื่องวัดความแข็งแบบนูปเหมาะกับการวัดพื้นที่ที่ค่อนข้างยาวรี เปราะบาง เช่น แก้ว กระจก หากนำไปวัดวัตถุอื่นอาจทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนได้
4.เครื่องวัดความแข็งแบบร็อคเวลล์ (Rockwell Hardness Test)
เครื่องวัดความแข็งแบบร็อคเวลล์เป็นหนึ่งในเครื่องวัดความแข็งที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน โดยจะคำนวณจากความลึกของรอยกดเป็นหลัก ไม่ได้อิงจากสมการวัดแรงกดต่อพื้นที่แบบบริเนลล์หรือวิกเกอร์ส
นั่นทำให้เครื่องวัดความแข็งแบบร็อคเวลล์สามารถใช้กับวัสดุได้หลากหลาย ไม่ว่าจะแข็งหรืออ่อนนุ่ม แต่ความหนาของชิ้นงานควรมากกว่าความลึกของรอยกดอย่างน้อย 10 เท่า เพื่อป้องกันความคลาดเคลื่อนจากการวัด
แม้ว่าจะมีการแบ่งชนิดกันหลากหลายตามวิธีการวัดค่า แต่ในปัจจุบันเครื่องวัดความแข็งหลายตัวก็มีการผสมผสาน ทำให้เกิดการวัดค่าได้หลากหลายและแม่นยำมากขึ้น รวมไปถึงมีการพัฒนาเครื่องวัดความแข็งแบบพกพา ที่สามารถใช้งานนอกสถานที่ได้
ข้อควรระวังในการใช้เครื่องมือวัดความแข็ง
ไม่ว่าจะเป็นการใช้เครื่องมือวัดแบบไหนต่างก็มีข้อควรระวังในการใช้งาน สำหรับการวัดความแข็งนั้นมีข้อควรระวังดังนี้
วัสดุต้องมีการเตรียมพร้อม
ควรผ่านการขัดพื้นผิวเพื่อให้เห็นรอยทดสอบที่ชัดเจน มีความหนาเท่ากันทั้งชิ้น ไม่ควรมีสิ่งแปลกปลอมใดๆ เข้ามาบนพื้นผิวระหว่างทดสอบ
ความเร็วในการกด
หากใช้การกดที่เร็วเกินไปอาจทำให้การวัดค่าความแข็งนั้นขาดความคงที่ ดังนั้นผู้ทำการวัดควรศึกษาความเร็วในการกดที่เหมาะสมเพื่อให้การวัดนั้นตรงความเป็นจริงมากที่สุด
ระยะเวลาในการกด
การใช้เวลาในการกดมากเกินไปอาจส่งผลกระทบให้ค่าความแข็งน้อยกว่าความเป็นจริง และหากใช้เวลาน้อยเกินไปอาจทำให้ได้รอยที่ไม่ชัดเจนเพราะพื้นผิวชิ้นงานเกิดการคืนตัว ควรใช้ค่าประมาณ 10-15 วินาทีในชิ้นงานนั้นๆ
สิ่งแวดล้อมโดยรอบ
อุณหภูมิที่สูงเกินไป ต่ำเกินไป ความชื้นภายในอากาศ ไปจนถึงแรงสั่นสะเทือนเล็กๆ ล้วนมีโอกาสส่งผลกระทบทำให้การวัดค่าที่ละเอียดอ่อนคลาดเคลื่อน ทางผู้วัดควรให้ความใส่ใจในเรื่องดังกล่าว เพื่อความแม่นยำในการทดสอบที่มากที่สุด
สรุปบทความ
เครื่องมือวัดความแข็งจะถูกแบ่งออกเป็น 4 ประเภทตามรูปแบบการใช้งาน ซึ่งจะมีความละเอียดอ่อนแตกต่างกันออกไป ผู้ใช้งานควรเลือกเครื่องมือวัดความแข็งที่มีคุณภาพ พร้อมกับศึกษาการใช้งานอย่างถูกต้องเพื่อการตรวจสอบที่ตรงมากที่สุด
บริการด้านเครื่องจักรจากสุมิพล
สุมิพลให้คำปรึกษาเกี่ยวกับเครื่องจักรอุปกรณ์ที่เหมาะสมกับกระบวนการผลิตชิ้นงาน รวมไปถึงการจัดการคลังสินค้าและการผลิตอย่างมีคุณภาพ ด้วยบุคลากรคุณภาพ อุปกรณ์อัตโนมัติที่ทันสมัยและโปรแกรมในการออกแบบเพื่อการทำงานเสมือนจริงมากที่สุด
ถ้าคุณสนใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อมูลของสินค้าหรือบริการจากเรา คุณสามารถติดต่อเราได้ที่นี่ หรือ Call Center 02-7623000 เรามีผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคและเครื่องมือที่พร้อมให้บริการกับคุณอย่างเต็มที่
