เครื่องตัดโฟมด้วยลวดความร้อนแบบ 4 แกน

Four-axis Foam Cutting Machine with Hotwire

Name: กิติพงศ์ แตงพันธ์

Name: Kitipong Tangphant

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะวิศวกรรมศาสตร์. สาขาวิชาวิศวกรรมระบบการผลิต

Organization : King Mongkut's University of Technology Thonburi. Faculty of Engineering. Manufacturing Systems Engineering

keyword: เครื่องตัดโฟม

; Foam Cutting Machine

Abstract: วิทยานิพนธ์นี้เป็นการวิจัยเกี่ยวกับกรรมวิธีในการตัดโฟม ซึ่งวิธีการที่ใช้กันมากในปัจจุบันคือการใช้เครื่องจักรที่มีลักษณะการทำงาน แบบหมุนกัด 3 แกน ทำให้เกิดปัญหาตามมาได้แก่ ผิวงานที่ได้มีลักษณะเป็นแบบขั้นบันได และมีปัญหาด้านฝุ่นผงที่เกิดขึ้นขณะเครื่องจักรทำงาน ทำให้ยากต่อการจัดเก็บทำความสะอาดพื้นที่บริเวณใช้งาน งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาถึงแนวทางการแก้ไขปัญหา โดยเริ่มจากการศึกษาถึงลักษณะ การทำงานของเครื่องตัดแบบ 3 แกนที่มีใบมีดแบบหมุดตัด ซึ่งผลการศึกษาพบว่าการจะลดปัญหาจากการเป็นขั้นบันไดของผิวชิ้นงานนั้น จำต้องมี การใช้เครื่องจักรที่มีความสามารถในการปรับหมุนเครื่องมือการตัดให้ตั้งฉากกับผิวชิ้นงานได้ขณะทำการตัดเฉือนผิวชิ้นงาน ซึ่งงานวิจัยนี้ได้ทำ การสร้างเครื่องตัดโฟมด้วยลวดความร้อนแบบ 4 แกนต้นแบบขึ้นมาเพื่อใช้เป็นเครื่องจักรในงานวิจัยการตัดโฟมด้วยลวดความร้อน การหาค่าชดเชย ของการตัดโฟมด้วยลวดร้อน และการพัฒนาซอฟต์แวร์ในการสร้างเส้นทางการเดินจากไฟล์ต้นแบบนามสกุล STL ซอฟต์แวร์การคำนวณชุดคำสั่ง การเคลื่อนที่ ตลอดจนการเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานของเครื่องตัดโฟม ผลการวิจัยพบว่า ค่าชดเชยของการตัดโฟมด้วยลวดร้อนมีผลมาจากปัจจัย 3 ปัจจัยอันได้แก่ ปริมาณความร้อน อัตราป้อนตัด และเส้นผ่านศูนย์กลาง ของลวดความร้อน โดยมีสมการแสดงความสัมพันธ์ที่ได้จากการทดลอง คือ ค่าชดเชยการตัด = 0.42 + 0.03A + 0.16B + 0.001BC หรือ 0.42 + 0.03A + 0.16B -0.04C ซึ่งสมการทั้งสองสมการนี้สำหรับลวดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.25 มิลลิเมตร และ 0.40 มิลลิเมตร ตามลำดับ เมื่อ A เป็นค่าเส้นผ่านศูนย์ กลาง B เป็นค่าปริมาณความร้อน และ C เป็นค่าอัตราป้อนตัด ส่วนในการทดสอบการตัดโฟมด้วยเครื่องตัดโฟมด้วยลวดความร้อนแบบ 4 แกนนั้น ได้มี การสร้างรูปชิ้นงานแล้วทำการส่งถ่ายข้อมูลมาในรูปแบบของไฟล์ STL จากนั้นทำการคำนวณหาเส้นทางการเดินของเครื่องตัดโฟม คำนวณหาค่าคำสั่ง ในการสั่งงานการเคลื่อนที่ของเครื่องตัดโฟม ซึ่งจากการทดลองพบว่า ค่าความผิดพลาดของการคำนวณเส้นทางการเดินจากไฟล์ STL เปรียบเทียบกับ ขนาดของชิ้นงานในแบบสั่งงาน มีค่าความผิดพลาดประมาณ 0.03 มิลลิเมตร ถึง 0.2 มิลลิเมตร ขึ้นอยู่กับค่าความละเอียดของสามเหลี่ยมในการสร้างไฟล์ STL และค่าความผิดพลาดจากการตัดโฟมด้วยลวดความร้อนโดยวัดขนาดของชิ้นงานที่ตัดเปรียบเทียบกับขนาดของชิ้นงานในแบบสั่งงานมีค่าความผิด พลาด 4 มิลลิเมตร ส่วนลักษณะของผิวที่ได้จากการตัดด้วยเครื่องตัดโฟมด้วยลวดความร้อนแบบ 4 แกน ผิวที่ได้มีความโค้งมนมากขึ้นและเศษโฟมที่ได้ จากการตัดมีขนาดใหญ่ง่ายต่อการจัดเก็บทำความสะอาด

Abstract: This thesis is to study foam cutting process. Nowadays, the foam cutting process has mostly been done on 3-axis milling machines, which will result in staircase-like surface and dust from the machining process. In order to diminish those problems, the 4-axis foam cutting machine using hotwire has been built in this research. Providing the forth axis, the cutting process can be done in such a way that a tool axis is oriented perpendicular to the machined surface. Using hotwire in the cutting will eliminate dust generated in the case of milling process. In addition, wire compensation for using hotwire in the cutting process has been investigated. Furthermore, computer software for generating tool path from STL file has been created. To translate the generated tool path, software for controlling foam cutting machine has also been developed. The results have shown that compensation value of hotwire foam cutting mainly involve three parameters, including input heat, feed rate, and diameter of hotwire. The values are governed by equations: 0.42 + 0.03A + 0.16B + 0.001BC and 0.42 + 0.03A + 0.16B - 0.04C for wires having diameter of 0.25 mm and 0.4 mm, respectively. A is wire diameter; B is input heat; and C is feed rate. Results from foam cutting have shown that an error of the difference between a calculated tool path from STL file and the desired model is 0.03-0.2 mm. This error depends on the setting tolerance used in the STL file creation. The produced part has deviated from the desired model with the maximum error 4 mm. Compared to a part produced from ordinary 3-axis milling machines, surface of a part from 4-axis foam cutting machine with hotwire is smoother and foam scrap of this process is bigger without dust, making it easier to clean.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: กุศล พร้อมมูล

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: สุทิน ชาญณรงค์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: Kusol Prommul

Role: Advisor

Name: Suthin Channarong

Role: Advisor

Created: 2548

Modified: 2560-09-19

Issued: 2552-02-04

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9741847092

CallNumber: PRE1481

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมระบบการผลิต

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	PRE1481.pdf	3.21 MB	363	2026-05-26 18:16:01
2	PRE1481ab.pdf	67.37 KB	129	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.046215 วินาที