การควบคุมคุณภาพการตัดเลเซอร์ Quality Control
- Pailin Laser Metal Team
- 27 ต.ค.
- ยาว 1 นาที
เคยสงสัยหรือไม่ว่าทำไมชิ้นงานที่ตัดด้วยเลเซอร์บางครั้งจึงมีครีบคม ขอบไม่เรียบ หรือขนาดคลาดเคลื่อน ? ปัญหาเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ แต่เป็นสัญญาณของคุณภาพที่ขาดการควบคุมที่ดี การควบคุมคุณภาพการตัดเลเซอร์ (Laser Cutting Quality Control) จึงเป็นกระบวนการที่จำเป็นอย่างยิ่ง ไม่ใช่แค่เพื่อตรวจสอบหาของเสีย แต่เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดขึ้นตั้งแต่แรก บทความนี้จะชี้ให้เห็นถึงปัจจัยหลักที่ต้องใส่ใจและวิธีการตรวจสอบ เพื่อยกระดับมาตรฐานการผลิตของคุณให้มีประสิทธิภาพและน่าเชื่อถือ
ตัวชี้วัดคุณภาพชิ้นงานที่ตัดเลเซอร์ (Key Quality Indicators)
ตัวชี้วัดคุณภาพชิ้นงานที่ตัดด้วยเลเซอร์ เป็นเกณฑ์ที่ใช้ประเมินว่าชิ้นงานนั้น ๆ มีความสมบูรณ์และตรงตามข้อกำหนดมากน้อยเพียงใด ซึ่งสามารถสังเกตและวัดผลได้จากลักษณะทางกายภาพและทางเรขาคณิตของชิ้นงาน ดังนี้ครับ
ความเรียบของผิวตัด
ผิวของรอยตัดควรมีความเรียบเนียนสม่ำเสมอ หากลูบแล้วรู้สึกสากหรือเห็นเป็นร่องเส้นลึกไม่สม่ำเสมอ แสดงว่าการตั้งค่าความเร็วและกำลังเลเซอร์ยังไม่สมดุลกัน ผิวที่เรียบเนียนไม่เพียงแต่สวยงาม แต่ยังบ่งบอกถึงกระบวนการตัดที่มีเสถียรภาพและความแข็งแรงของขอบชิ้นงานที่ดี
ครีบและการเกิดขี้สแลก
ครีบคือเศษโลหะคม ๆ ที่เกาะติดอยู่ขอบล่างของชิ้นงาน ส่วนขี้สแลก คือโลหะหลอมเหลวที่แข็งตัวเกาะเป็นก้อน ๆ ชิ้นงานที่ดีควรมีครีบหรือขี้สแลกน้อยที่สุดหรือไม่มียิ่งดี การเกิดครีบจำนวนมากมักเกิดจากแรงดันแก๊สช่วยตัดที่ไม่เหมาะสม หรือหัวฉีดที่สึกหรอ ทำให้ต้องเสียเวลาและต้นทุนในการนำชิ้นงานไปขัดแต่งเพิ่ม
ความแม่นยำของขนาดและรูปร่าง
คือการที่ชิ้นงานที่ตัดเสร็จแล้วมีขนาดและรูปทรงตรงตามแบบทางวิศวกรรม (Blueprint/CAD) อยู่ในค่าพิกัดความเผื่อที่ยอมรับได้ หากขนาดผิดเพี้ยนไป อาจเกิดจากความกว้างของร่องตัดที่ไม่ถูกต้อง หรือการชดเชยค่าในโปรแกรมที่ไม่เหมาะสม ซึ่งเป็นปัจจัยที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับงานที่ต้องนำไปประกอบกับชิ้นส่วนอื่น
ความตั้งฉากของขอบ
ขอบของชิ้นงานที่ดีควรจะตั้งฉาก 90 องศากับพื้นผิวของวัสดุ หากขอบมีลักษณะเอียงหรือเป็นมุมเทเปอร์ แสดงว่าตำแหน่งของจุดโฟกัส หรือคุณภาพของลำแสงอาจไม่ถูกต้อง ความตั้งฉากของขอบเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับชิ้นงานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูงในการประกอบ
เขตกระทบร้อน (Heat Affected Zone - HAZ)
คือบริเวณเนื้อวัสดุรอบ ๆ รอยตัดที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจนคุณสมบัติบางอย่างเปลี่ยนไป เช่น ความแข็ง หรือสีที่เปลี่ยนไป ในชิ้นงานที่ดี เขตกระทบร้อนนี้ควรจะมีขนาดแคบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อรักษาสภาพดั้งเดิมของวัสดุไว้ให้มากที่สุด การใช้ความเร็วและกำลังไฟที่เหมาะสมจะช่วยลดขนาดของ HAZ ได้
ความกว้างของร่องตัด (Kerf Width)
คือความกว้างของเนื้อวัสดุที่ถูกลำแสงเลเซอร์กำจัดออกไป ร่องตัดที่ดีควรมีความแคบและสม่ำเสมอตลอดแนวการตัด ซึ่งบ่งบอกถึงลำแสงเลเซอร์ที่คมและมีคุณภาพ การควบคุมความกว้างของร่องตัดให้คงที่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเขียนโปรแกรมเพื่อชดเชยขนาดให้ชิ้นงานมีความแม่นยำสูงสุด
ปัจจัยที่ต้องควบคุม
เพื่อให้ได้ชิ้นงานตัดเลเซอร์ที่มีคุณภาพสูงสุด จำเป็นต้องควบคุมปัจจัยต่าง ๆ ที่ส่งผลโดยตรงต่อกระบวนการตัดอย่างเข้มงวด ปัจจัยเหล่านี้เปรียบเสมือนตัวแปรที่เราต้องปรับให้สมดุลกัน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดสำหรับวัสดุแต่ละชนิดและความหนา
พารามิเตอร์ของเครื่องจักร
นี่คือการตั้งค่าหลักของเครื่องเลเซอร์ที่ต้องปรับให้เหมาะสมที่สุด กำลังเลเซอร์ (Power) ต้องเพียงพอที่จะหลอมละลายวัสดุได้หมดจด แต่ไม่สูงเกินไปจนขอบไหม้หรือละลายเสียหาย ความเร็วในการตัด (Cutting Speed) ต้องสมดุลกับกำลังไฟ หากเร็วไปจะตัดไม่ขาด แต่ถ้าช้าไปจะเกิดความร้อนสะสมมากเกินไป (เกิด HAZ กว้าง) และ ตำแหน่งจุดโฟกัส ซึ่งคือจุดที่ลำแสงมีความเข้มข้นที่สุด ต้องถูกกำหนดว่าจะให้อยู่บนผิว ในเนื้อ หรือใต้ผิววัสดุ เพื่อให้ได้ร่องตัด ที่แคบและขอบที่ตั้งฉากสวยงาม
แก๊สช่วยตัด
แก๊สที่เป่าออกมาพร้อมกับลำแสงเลเซอร์มีหน้าที่สำคัญในการเป่าเศษวัสดุที่หลอมละลายออกจากร่องตัดและช่วยควบคุมปฏิกิริยาเคมีที่ขอบตัด ประเภทของแก๊ส จะถูกเลือกตามวัสดุ เช่น ใช้ออกซิเจน (O₂) กับเหล็กเพื่อช่วยในการเผาไหม้ทำให้ตัดได้เร็วขึ้น หรือใช้ไนโตรเจน (N₂) กับสเตนเลสและอะลูมิเนียมเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน ทำให้ผิวตัดสวยงามและไม่เป็นสนิม ส่วน แรงดันแก๊ส และสภาพของหัวฉีดต้องสมบูรณ์และเหมาะสม เพราะถ้าแรงดันต่ำไปจะเป่าเศษออกไม่หมดทำให้เกิดครีบแต่ถ้าสูงไปก็อาจทำให้ขอบตัดขรุขระและสิ้นเปลืองแก๊สโดยไม่จำเป็น
วัสดุ
คุณภาพของตัววัสดุเองก็เป็นปัจจัยที่ไม่สามารถมองข้ามได้ ชนิดและความหนา ของวัสดุเป็นตัวกำหนดการตั้งค่าพื้นฐานทั้งหมดของเครื่องจักร นอกจากนี้ สภาพพื้นผิว ของวัสดุต้องสะอาด ปราศจากสนิม, คราบน้ำมัน, สี หรือสิ่งสกปรกอื่นๆ เพราะสิ่งเหล่านี้สามารถสะท้อนหรือดูดซับพลังงานเลเซอร์ผิดเพี้ยนไป ทำให้กระบวนการตัดไม่มีเสถียรภาพ ส่งผลให้คุณภาพของรอยตัดลดลงและอาจตัดไม่ขาดได้
กระบวนการตรวจสอบและแก้ไข
เพื่อให้ได้ชิ้นงานที่มีคุณภาพสม่ำเสมอ การมีเพียงปัจจัยและตัวชี้วัดอย่างเดียวยังไม่เพียงพอ แต่ต้องมีกระบวนการตรวจสอบที่ชัดเจนเพื่อยืนยันคุณภาพ และมีแนวทางแก้ไขเมื่อพบปัญหา เพื่อให้การผลิตดำเนินไปอย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพสูงสุด
วิธีการตรวจสอบ
กระบวนการนี้เริ่มต้นตั้งแต่ การตรวจสอบด้วยสายตา ซึ่งเป็นวิธีที่รวดเร็วที่สุดในการประเมินคุณภาพเบื้องต้น เช่น การดูความเรียบของผิวตัด การเกิดครีบ หรือรอยไหม้ จากนั้นจึงใช้ เครื่องมือวัดที่มีความเที่ยงตรงสูง เช่น เวอร์เนียคาลิปเปอร์ หรือโปรไฟล์โปรเจคเตอร์ เพื่อตรวจสอบความแม่นยำของขนาดและรูปร่างให้ตรงตามแบบ นอกจากนี้ ในการเริ่มผลิตงานใหม่หรือล็อตใหญ่ ควรมี การตรวจสอบชิ้นงานแรก (First Article Inspection - FAI) เพื่อยืนยันว่าการตั้งค่าทั้งหมดถูกต้อง 100% ก่อนที่จะเดินเครื่องผลิตจริงทั้งหมด
การแก้ไขปัญหาที่พบบ่อย
เมื่อการตรวจสอบพบข้อบกพร่อง สิ่งสำคัญคือต้องสามารถวิเคราะห์หาสาเหตุและแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น หากตัดไม่ขาดอาจต้องเพิ่มกำลังเลเซอร์หรือลดความเร็วในการตัด หากพบครีบจำนวนมาก อาจต้องตรวจสอบและปรับแรงดันแก๊ส ทำความสะอาดหรือเปลี่ยนหัวฉีด หรือปรับตำแหน่งจุดโฟกัสใหม่ การมีตารางสรุปปัญหา-สาเหตุ-แนวทางแก้ไข ประจำเครื่อง จะช่วยให้ผู้ควบคุมเครื่องสามารถแก้ไขปัญหาเบื้องต้นได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดเวลาที่เครื่องต้องหยุดทำงาน
การบำรุงรักษาเชิงป้องกัน
วิธีที่ดีที่สุดในการควบคุมคุณภาพคือการป้องกันไม่ให้ปัญหาเกิดขึ้นตั้งแต่แรก การบำรุงรักษาเครื่องจักรตามแผนจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง ซึ่งรวมถึง การทำความสะอาดเลนส์และกระจก ในระบบนำส่งลำแสงเป็นประจำเพื่อไม่ให้มีสิ่งสกปรกบดบังพลังงาน การตรวจสอบและทำความสะอาดหัวฉีด ไม่ให้อุดตันหรือเสียหาย และการตรวจสอบแนวลำแสงให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องเสมอ การบำรุงรักษาที่ดีจะช่วยให้เครื่องจักรทำงานเต็มประสิทธิภาพและผลิตชิ้นงานที่มีคุณภาพคงที่ได้ในระยะยาว
สรุปได้ว่า การควบคุมคุณภาพคือบทพิสูจน์ที่แท้จริงของความเป็นมืออาชีพในงานตัดเลเซอร์ ทุกชิ้นงานที่ได้มาตรฐานไม่ได้เกิดจากความบังเอิญ แต่เกิดจากความเชี่ยวชาญ ประสบการณ์ และความมุ่งมั่นที่จะส่งมอบสิ่งที่ดีที่สุด
ที่ บริษัท ไพลิน เลเซอร์ เมทเทิล จำกัด เรายึดมั่นในปรัชญานี้ในทุกขั้นตอนการผลิต เราจึงไม่ใช่แค่ผู้ให้บริการ แต่คือผู้สร้างสรรค์ชิ้นงานคุณภาพเจียระไนทุกความคมชัด ดุจงานฝีมือจากไพลินให้ทุกชิ้นส่วนจากเรา คือรากฐานที่มั่นคงสำหรับความสำเร็จของคุณ
ความคิดเห็น