เครื่องมือพื้นฐาน

ในการสร้างชิ้นงานตามแบบร่างที่ออกแบบไว้ให้มีความถูกต้องทั้งรูปร่าง มาตราส่วน และมีความสวยงามนั้น นอกจากจะต้องเลือกวัสดุที่เหมาะสมแล้ว จะต้องเลือกใช้เครื่องมือให้เหมาะสมกับชนิดของงานและวัสดุด้วย เพื่อให้เกิดความปลอดภัยและได้ชิ้นงานตามต้องการเครื่องมือที่ใช้ในการสร้างหรือพัฒนาขึ้นงานมีอยู่หลายประเภท ในที่นี้ขอนำเสนอเฉพาะเครื่องมือพื้นฐานที่สำคัญ ได้แก่ เครื่องมือสำหรับการวัดขนาด เครื่องมือสำหรับการตัด และเครื่องมือสำหรับการเจาะ

เครื่องมือสำหรับการวัดขนาด เครื่องมือพื้นฐานสำหรับการวัดขนาดที่นักเรียนจะได้เรียนรู้ในบทนี้ จะมีความละเอียดและความถูกต้องมากขึ้น ได้แก่ ไมโครมิตอร์ วอร์เนียร์คาลิปอร์ไม้บรรทัดวัดองศาหรือใบวัดมุม ดังรายละเอียดต่อไปนี้

ไมโครมิเตอร์ (Micrometer) วัสดุที่ต้องการวัด เป็นเครื่องมือวัดขนาดชิ้นงานขนาดเล็กที่มีความแม่นยำสูง สามารถแบ่งขนาด 1 เซนติเมตรได้ ละเอียด 1,000 เท่า หรือแบ่งขนาด 1 มิลลิเมตรได้ 100 เท่า จึงใช้วัดความหนาของวัสดุ เช่น กระดาษหรือวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดได้ ไมโครมิเตอร์มีทั้งไมโครมิเตอร์วัดนอกไมโครมิเตอร์วัดใน และไมโครมิเตอร์วัดลึก

เวอร์เนียร์คาลิเปอร์ (Vernier Caliper) เป็นเครื่องมือวัดขนาดอย่างละเอียด ที่ใช้หลักของเวอร์เนียร์สเกลและปากวัด (Caliper) 2 ชุดคือชุดปากวัดใน และปากวัดนอก เวอร์เนียร์คาลิเปอร์จะมีทั้งสเกลหลักและสเกลรอง (ซึ่งเรียกชื่อเฉพาะว่าเวอร์เนียสเกล) การวัดต้องจัดให้ปากวัดทั้ง 2 ขาตรงกับขอบชิ้นงานทั้ง 2 ข้าง ทำให้สามารถอ่านสเกลวัดได้ทั้งขอบในและขอบนอกของชิ้นงานเวอร์เนียร์คาลิเปอร์ ยังสามารถใช้วัดความลึกของชิ้นงานได้โดยใช้ก้านวัดลึก เวอร์เนียร์คาลิเปอร์ที่ใช้อยู่ทั่วไปสมารถแบ่ได้เป็น 2 แบบ ดังรูป 4.17และ (ข)

ไม้บรรทัดวัดองศาหรือใบวัตมุม (Protractor) เป็นเครื่องมือวัดขนาดมุมของชิ้นงาน เป็นองศาที่มีความละเอียด ใบวัดมุมสามารถวัดมุมได้ตั้งแต่ 0-180 องศา โดยการทำงานของไม้บรรทัด 2 อันที่วางซ้อนกันและมีปลายข้างหนึ่งติดกันทำให้ส่วนปลายอีกข้างสามารถปรับแขน 2 ข้าง ที่ทำมุมกันสำหรับวัดมุมของชิ้นงาน ในขณะวัดมุมต้องกดแขนวัดมุมทั้ง 2 ข้างให้แนบกับชิ้นงานใบวัดมุมมีทั้งแบบธรรมดาและแบบดิจิทัล

เครื่องมือสำหรับการตัด เครื่องมือพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการตัดมีอยู่หลายประเภท ในการใช้งานต้องเลือกให้เหมาะสมโดยขึ้นอยู่กับประเภทของงาน ในที่นี้จะนำเสนอเครื่องมือสำหรับการตัดประเภทคีมขนาดเล็ก เลื่อยลอ เลื่อยจิ๊กซอ เลื่อยเหล็ก เลื่อยวงเดือน เครื่องตัดไฟเบอร์และปากกาตัดกระจก

         เครื่องมือสำหรับการเจาะ

ในการออกแบบและสร้างขึ้นงานบางอย่างจำเป็นต้องใช้เครื่องมือสำหรับการเจาะ ในที่นี้จะแนะนำเครื่องมือสำหรับการเจาะคือสว่านมือ ซึ่งสามารถแบ่งตามกลไกการทำงานคือ แบบธรรมดาและแบบโรตารีและแบ่งตามประเภทแหล่งพลังงานคือ สว่านที่ใช้ไฟฟ้าและแบบใช้แบตเตอรี่

สว่านมือ

เป็นเครื่องมือเจาะรูที่ใช้ร่วมกับดอกสว่านประเภทต่าง ๆ สว่านจะมีเฟืองเป็นตัวช่วยขับดอก สว่านให้หมุน ดอกสว่านจะเป็นตัวเจาะวัสดุและนำเศษวัสดุที่เกิดขึ้นออกไปจากรูเจาะ ซึ่งดอกสว่านสำหรับเจาะวัสดุแต่ละประเภทจะมีลักษณะแตกต่างกันและใช้เฉพาะงานนั้น เช่น ดอกสว่านสำหรับเจาะไม้ เจาะเหล็ก เจาะปูน เจาะกระเบื้อง และเจาะแก้ว หากใช้ดอกสว่านผิดประเภทจะทำให้ดอกสว่าน ตัวสว่านและชิ้นงานเสียหาย ตลอดจนอาจเกิดอันตรายกับผู้ใช้งานได้ สว่านมือมี ตั้งแบบใช้ไฟฟ้าและใช้แบตเตอรี่ (ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการขันนอต ไม่เหมาะกับงานเจาะ) นอกจากนี้ ตัวสว่านมือยังสามารถแบ่งตามกลไกการทำงาน ได้ 2 แบบคือ

(1) แบบธรรมดา ใช้สำหรับงานเจาะวัสดุทั่วไป เช่น ไม้ เหล็ก

(2) แบบโรตารี มีรูปลักษณ์ภายนอกไม่แตกต่างจากแบบธรรมดา แต่จะมีกลไกพิเศษภายในสำหรับช่วยผ่อนแรง ส่วนใหญ่จึงใช้สำหรับเจาะปูน แต่สว่านโรตารีจะต้องใช้กับดอกสว่านเฉพาะสำหรับสว่านโรตารีเท่านั้น

จากตัวอย่างสว่านมือที่กล่าวมาข้างต้นนั้น ในการเลือกใช้งานสว่านมือและดอกสว่านต้องเลือกใช้ให้เหมาะกับประเภทของงาน เพื่อความปลอดภัยและได้ชิ้นงานตามต้องการ ดอกสว่านสำหรับงานประเภทต่าง แสดงดังรูป

การตัด ต่อ และขึ้นรูปวัสดุ

การตัด (cul1ine) เป็นการทำให้ขึ้นงานแยกออกจากกัน จากหนึ่งส่วนเป็นสองส่วนหรือมากกว่า หรือเป็นการตัดชิ้นงานให้ได้ตามรูปแบบที่กำหนด วิธีการตัดวัสดุมีหลายวิธีและใช้เครื่องมือหลายชนิด ควรเลือกใช้ตามความเหมาะสมของวัสดุที่จะทำการตัดและการนำไปใช้ การพิจารณาเลือกใช้วิธีใดนั้นจะต้องคำนึงถึง ความหนา ความยาว รูปร่าง และรูปทรงของวัสดุ

การต่อ (Joining) เป็นการนำวัสดุประเภทเดียวกันหรือต่างชนิดกันมาประกอบกันให้เป็นรูปร่างตามที่ต้องการ โดยใช้วัสดุหรืออุปกรณ์เป็นตัวประสาน เพื่อนำไปใช้งาน การต่อวัสดุมีหลายวิธี ควรเลือกวิธีตามความเหมาะสมและคำนึงถึงประเภทของวัสดุ ดังข้อมูลที่แสดงในตารางตัวอย่างเทคนิคและเครื่องในการเชื่อมต่อวัสดุ

นอกจากนี้การพิจารณาเลือกวิธีการต่อขึ้นงานใดนั้น จะต้องคำนึงถึงประเภทของการต่อไม่ว่าจะเป็นการต่อแบบถาวร และการต่อแบบชั่วคราว รวมทั้งชนิดของวัสดุ ความสามารถในการต่อกันได้ ค่าใช้จ่ายและคุณภาพของงานที่ได้ ดังตารางแสดงตัวอย่างวิธีการต่อขึ้นงาน

การต่อโลหะสามารถทำได้หลายวิธีด้วยกัน เช่น การประสานหรือการบัดกรี (soldering) และ การเชื่อมโลหะ (welding) 

การบัดกรี (soldering) เป็นการต่อโลหะตั้งแต่สองชิ้นเข้าด้วยกัน โดยการให้ความร้อนที่โลหะชิ้นงาน แล้วจึงให้ความร้อนแก่โลหะประสาน ซึ่งโลหะประสานอาจเป็นตะกั่วหรือดีบุก มักใช้กับงานบัดกรีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

การเชื่อมโลหะ (welding) เป็นการต่อโลหะตั้งแต่สองชั้นให้ติดกัน โดยการให้ความร้อนแก่โลหะจนหลอมละลายติดเป็นเนื้อเดียวกัน หรืออาจมีการเดิมลวดเชื่อมเป็นตัวประสาน วิธีในการเชื่อมโลหะมีหลายวิธี เช่น การเชื่อมแก๊ส การเชื่อมไฟฟ้า การเชื่อมด้วยความดัน

การขึ้นรูป (forming) เป็นการเปลี่ยนรูปร่างของวัสดุให้เป็นผลิตภัณฑ์ (product) หรือชิ้นงานที่มีรูปร่างตามต้องการ โดยใช้แม่พิมพ์หรือเครื่องมือเฉพาะ เทคนิคการขึ้นรูปมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุ ในที่นี้ของยกตัวอย่างวิธีการขึ้นรูปโลหะ ดังนี้

สรุป วัสดุและเครื่องมือในปัจจุบันมีอยู่หลายประเภท ซึ่งมีสมบัติและการใช้งานที่แตกต่างกันจึงต้องเลือกใช้ให้เหมาะกับการสร้างหรือพัฒนาชิ้นงาน นอกจากนั้นวัสดุและเครื่องมือยังมีการพัฒนาอยู่ตลอดเวลาเพื่อช่วยอำนวยความสะดวก เพิ่มประสิทธิภาพ และลดขั้นตอนในการปฏิบัติงาน ซึ่งในการใช้งานจะต้องศึกษาข้อปฏิบัติและข้อควรระวัง ควรตรวจสอบเครื่องมือให้อยู่ในสภาพพร้อมใช้งาน