Embedded Files
หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 วัสดุ อุปกรณ์ และเครื่องมือทางเทคโนโลยี
1.1 ประเภทของวัสดุ
วัสดุเป็นส่วนประกอบสำคัญอย่างหนึ่งในการสร้างชิ้นงาน วัสดุมีหลายประเภททั้งจากธรรมชาติ และที่มนุษย์สร้างขึ้น ล้วนมีคุณสมบัติเฉพาะตัวทางฟิสิกส์ เคมี ไฟฟ้า หรือคุณสมบัติเชิงกลที่แตกต่างกันไป
การเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมกับงานจำเป็นต้องศึกษาหรือพิจารณาจากสมบัติของวัสดุนั้นให้ตรงกับงานที่ออกแบบหรือผลิตภัณฑ์ เพื่อให้สามารถสร้างชิ้นงานได้ตรงกับความต้องการ มีความปลอดภัย และใช้ทรัพยากรได้อย่างคุ้มค่า โดยทั่วไปวัสดุแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ โลหะ และ อโลหะ
1. โลหะ (Metal)
1. โลหะ (Metal) เป็นวัสดุที่ได้จากการถลุงแร่ต่าง ๆ เช่น เหล็ก ดีบุก อะลูมิเนียม นิกเกิล โลหะที่ได้จาก
การถลุงสินแร่ มีความแข็งแรงสูง ทนทาน ไม่เปลี่ยนแปลงสภาพได้ง่าย สามารถนำความร้อนและ
ไฟฟ้าได้ดี ทนต่อการกัดกร่อน สามารถนำมาใช้งานได้ตามที่ต้องการ ไม่ว่าจะตีเป็นแผ่น หลอมขึ้นเป็นรูปแบบ
ต่าง ๆ หรือดึงเป็นเส้นเล็กๆ โลหะส่วนใหญ่จะต้องผ่านกระบวนการปรับปรุงสมบัติก่อนใช้งาน ซึ่งโลหะแบ่งได้เป็น
2 ประเภท ได้แก่ โลหะประเภทเหล็กและโลหะประเภทนอกกลุ่มเหล็ก
โลหะประเภทเหล็ก (Ferrous Metal)
โลหะที่มีธาตุเหล็กเป็นส่วนประกอบพลัก เช่น เหล็กกล้า เหล็กกเหนียว เหล็กหล่อ เป็นวัสดุที่นิยมใช้ในงานโครงสร้างและใช้กันมากที่สุดในงานอุตสาหกรรม เนื่องจากมีความแข็งแรง สามารถปรับปรุงคุณภาพและเปลี่ยนแปลงรูปร่างและรูปทรงได้หลายวิธี เช่น การหล่อ การตี การกลึง การอัดขึ้นรูป
โลหะนอกกลุ่มเหล็ก (Nonferrous Metal)
โลหะที่ไม่มีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบ โลหะประเภทนี้จะไม่เกิดสนิม เช่น ดีบุก อะลูมิเนียม สังกะสี ตะกั่ว ทองแดง เงิน ทองขาว ทองเหลือง แมกนีเซียม ซึ่งวัสดุประเภทนี้มีคุณสมบัติในด้านความทนทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง น้ำหนักเบา นำไฟฟ้า ยืดตัวได้ง่าย และมีความเหนียว ซึ่งเหมาะกับการใช้งานเฉพาะด้านที่แตกต่างกัน เช่น ทองแดงใช้กับงานไฟฟ้า ดีบุกใช้กับงานที่ทนต่อการกัดกรอน อะลูมิเนียมใช้กับงานที่ต้องการน้ำหนักเบา
2 อโลหะ (Non-Metal)
อโลหะ (Non-Metal) เป็นวัสดุที่มีสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า ฉนวนความร้อน มีการยึดตัวได้น้อย
ตีแผ่เป็นแผ่นบางได้ ซึ่งปัจจุบันวัสดุประเภทอโลหะนำมาใช้มากที่สุดและมีบทบาทในภาคอุตสาหกรรมการผลิต โดยอโลหะสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
1) วัสดุจากธรรมชาติ (Natural Materials) คือ วัสดุที่เกิดจากธรรมชาติที่นำมาใช้ โดยอาจอยู่ในสภาพเดิมหรือต้องผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพ
ไม้ (Wood)
เป็นวัสดุแข็งที่ได้มาจากลำดันของต้นไม้ สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย มีคุณสมบัติที่ดีหลายด้าน เช่น มีความแข็งแรง ทนทาน ไม่เป็นสนิม และสามารถแกะสลักลวดลายได้ เนื่องจากไม้ธรรมชาติมีความสวยงาม แต่ก็มีข้อเสีย คือ เสื่อมสภาพตามอายุ ดูดความชื้น ถูกทำลายโดยปลวก มอด แมลง ดังนั้น จึงมีการผลิตวัสดุขึ้นมาทดแทน ซึ่งมีลักษณะคล้ายและสามารถใช้งานได้เหมือนกับไม้ธรรมชาติ ซึ่งเรียกว่า "ไม้สังเคราะห์
ยาง (Rubber)
เป็นวัสดุที่ได้มาจากการกรีดน้ำยางพารา และนำมาผ่านกระบวนการทำเป็นแผ่นยาง สามารถนำมาแปรูปใช้ประโยชน์ได้มากมาย มีคุณสมบัติหลายอย่าง เช่น มีความยึดหยุ่นสูง ทนต่อการฉีกขาดและการสึกหรอ กันน้ำ ทนความร้อนได้ดี ยกตัวอย่างวัสดุที่ทำมาจากยาง เช่น ถุงมือยางยางรัดของ ลูกโป่ง ยางรถยนต์
ผ้า (Fabric)
เป็นวัสดุที่ได้มาจากการทอเส้นใยของไหม ฝ้าย หรือขนสัตว์บางชนิด ผ้าเป็นวัสดุที่มีความอ่อนนุ่ม มีน้ำหนักเบาดูดซับน้ำได้ดี แต่ไม่กันน้ำ ผ้านำไปใช้ประโยชน์ในหลายด้าน เช่น การนำไปตัดเย็บเป็นเสื้อผ้าและภาชนะใส่ของการนำไปทำเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในบ้าน เช่น ผ้าม่าน ผ้าปูที่นอน ผ้าขนหนู
2) วัสดุสังเคราะห์ (Synthetic Materials) คือ วัสดุที่สร้างขึ้นใหม่จากการนำวัสดุจากธรรมชาติ แร่ธาตุ
และสารเคมีมาผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ กรรมวิธีทางเคมี เช่น หลอม กดขึ้นรูป อบด้วยความร้อน ซึ่งวัสดุที่สร้างขึ้นมาใหม่นี้จะมีคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงไปจากเติม มีคุณสมบัติเฉพาะตัว เช่น น้ำหนักเบา มีความแข็งแรงสูงคงทนต่อการกัดกร่อน คงทนต่ออุณหภูมิ คงทนต่อสารเคมี และนำไปใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ
2.1 พลาสติก (Plastic)
เป็นวัสดุพอลิเมอร์สังเคราะห์ มีคุณสมบัติเฉพาะตัว คือ เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัวหรือหลอมเหลว ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประมาท ดังนี้
เทอร์มอพลาสติก (Thermoplastic)
เป็นพลาสติกที่นิยมใช้กันแพร่หลาย เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัวและเปลี่ยนรูปร่างได้ เมื่อเย็นลงจะแข็งตัว ดังนั้นจึงสามารถเปลี่ยนรูปซ้ำไปมาได้หลายครั้งโดยไม่ทำลายโครงสร้างเดิม และทนต่อแรงดึงได้สูง
พลาสติกเทอร์มอเซต (Thermosetting plastic)
เป็นพลาสติกที่มีคุณสมบัติพิเศษ คือ ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและปฏิกิริยาเคมีได้ดี เมื่อขึ้นรูปด้วยความร้อนแล้ว จะแข็งมาก เมื่อได้รับความร้อนสูงจะแตกและไหม้เป็นเถ้า ไม่สามารถนำกลับมาขึ้นรูปได้ใหม่
2.2 เชรามิก (Ceramic)
เป็นวัสดุที่ผลิตจากวัตถุดิบธรรมชาติ เช่น หิน หิน พราย และแร่ธาตุต่าง ๆ นำมาผสมกัน หลังจากนั้นจึงนำไปเผาเพื่อให้คงรูป เซรามิกเป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงและความหนาแน่นสูง ทำปฏิกิริยากับกรดและด่างเจือจาง ทนต่อความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน และเป็นฉนวนที่ดี
ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่ทำมาจากเซรามิก เช่น ถ้วย ชาม กระถาง เครื่องสุขภัณฑ์
2.3 แก้ว (Glass)
เป็นวัสดุที่มนุษย์รู้จักและนำมาใช้ประโยชน์มานานกว่า 5,000 ปี ในยุคโรมันนำแก้วมาทำเป็นภาชนะใช้ใน
ครัวเรือนสำหรับชีวิตประจำวันมากขึ้น และเป็นที่นิยมในยุคต่อมาจนถึงปัจจุบัน แก้วเป็นวัสดุที่เกิดจากการหลอมส่วนผสมของสารอินทรีย์ ส่วนใหญ่มักเป็น 'ซิลิกา (Silica)" เมื่ออยู่ในที่อุณหภูมิสูงจะหลอมเหลวอยู่ในสถานะของเหลว แล้วนำไปผ่านกระบวนการขึ้นรูปและทำให้เย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว เนื้อแก้วบริสุทธิ์จะโปร่งใส ผิวเงียบ มีความแข็ง ทนต่อการขีดข่วน การกัดกร่อน และความร้อน ทำให้แก้วมีประโยชน์ต่อการใช้งานอย่างกว้างขวาง
Page updated
Report abuse