การประยุกต์ใช้การออกแบบการทดลองเพื่อลดปริมาณผลิตภัณฑ์เซรามิคที่แตกร้าวจากกระบวนการอบแห้ง

Application of design of experiment to reduce amount of fractured ceramic products from drying process

Name: พลอยเพชร วีระศักดิ์

ThaSH: เซรามิก

ThaSH: วิศวกรรมอุตสาหการ

ThaSH: การควบคุมกระบวนการผลิต

Abstract: ผลิตภัณฑ์เซรามิกมีความอ่อนไหวต่อสภาพแวดล้อมในกระบวนการผลิต ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดของเสียในกระบวนการผลิต โดยหนึ่งในของเสียที่พบได้มากคือรอยแตกร้าวของผลิตภัณฑ์ซึ่งมีโอกาสเกิดขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการอบแห้งชิ้นงาน ในกระบวนการอบแห้งที่ไม่เหมาะสมจะส่งผลต่อความเค้นที่เกิดจากการหดตัวของชิ้นงานอย่างรวดเร็วและก่อให้เกิดรอยแตกร้าวได้ ผู้วิจัยซึ่งเล็งเห็นปัญหาที่เกิดขึ้นในกระบวนการอบแห้งชิ้นงานของโรงงานผลิตผลิตภัณฑ์เซรามิกบนโต๊ะอาหารแห่งหนึ่งซึ่งพบปัญหาที่เกิดจากรอยแตกร้าวของชิ้นงานเซรามิกสูงถึงร้อยละ 20 จึงได้ทาการศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อกระบวนการอบแห้งในเตาอบแห้ง Leather-hard dryer ซึ่งประกอบด้วยปัจจัยหลักทั้งหมด 5 ปัจจัย ประกอบด้วย อัตราการเปิดช่องระบายความชื้นออกจากห้องอบ, อัตราการเปิดช่องระบายลมเข้าสู่ห้องอบโซน 1, อัตราการเปิดช่องระบายลมเข้าสู่ห้องอบโซน 2, อุณหภูมิในห้องอบโซน 1, และอุณหภูมิในห้องอบโซน 2 โดยใช้วิธีการออกแบบการทดลองแบบ Fractional-Factorial Design เพื่อทาการศึกษาปัจจัยที่มีผลเกี่ยวข้องกับรอยแตกร้าวของชิ้นงานระหว่างการอบแห้ง จากนั้นจึงทาการออกแบบการทดลองเพื่อวิเคราะห์ค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดด้วยเทคนิค Central Composite design ผลการศึกษาปัจจัยที่มีนัยสาคัญต่อการเกิดของเสียรอยแตกร้าว ประกอบด้วย 4 ปัจจัยหลักคืออุณหภูมิในห้องอบโซน 1, อุณหภูมิในห้องอบโซน 2, อัตราการเปิดช่องระบายลมเข้าสู่ห้องอบโซน 1, และอัตราการเปิดช่องระบายลมเข้าสู่ห้องอบโซน 2 และค่าที่เหมาะสมที่สุดต่อกระบวนการอบแห้งชิ้นงานซึ่งประกอบด้วยอุณหภูมิในห้องอบโซน 1 เท่ากับ 49.9 องศาและโซน 2 เท่ากับ 58.7 องศา โดยกาหนดให้ค่าอัตราการเปิดอัตราการเปิดช่องระบายลมเข้าสู่ห้องอบโซน 1 และโซน 2 มีค่าเท่ากันอยู่ที่ 20% เมื่อนาผลลัพธ์ไปปรับใช้ในกระบวนการผลิตพบว่าสามารถลดของเสียที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตได้อย่างมีนัยสาคัญ โดยอัตราของเสียรอยแตกร้าวนั้นลดลงมาอยู่ที่ร้อยละ 6.7

Abstract: Ceramic production processes are sensitive to the volatility of forming environment. To avoid defects, the production process has to be validated and controlled to be in the most optimistic condition in order to prevent them. Crack is a common defect, which can be created in any process of ceramic, especially in the drying process of ceramic. High stress from shrinkage during the ceramic's drying process is a significant factor that contributes to the crack defect in ceramic products. According to this defect, a ceramic manufacturer is facing a problem with high crack on ceramic wares after firing process which a quantity of the defect is up to 20 percent. From researching the characteristic of the defect, the main factor, which affects to initiate crack in ceramic wares, is the drying process in the leather-hard dryer that consists of 5 main factors concerned: Exhaust air flap, Ventilation zone 1, Ventilation zone 2, Temperature zone 1, and Temperature zone 2. The Fractional-Factorial Design technic is implemented to screen the significant factors affecting on initiating crack defect and reduce insignificant factors to avoid over fitting in optimization process. The optimization technic to validate the most optimal parameters of the drying process is the Central Composite Design technic. The experimental results indicate that the main factors concerned of cracking in ceramic wares are Ventilation zone 1, Ventilation zone 2, Temperature zone 1, and Temperature zone 2. The optimal parameters comprise of 49.9 degree Celsius for Temperature zone 1, 58.7 degree Celsius for Temperature zone 2, and 20 percent flap opened of both Ventilation zone 1 and 2. The implementation of these parameters in the manufacturing process of drying ceramic affect to reduce the crack ratio to approximately 6.7 percent.

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: วิชัย ฉัตรทินวัฒน์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2567

Modified: 2567-08-18

Issued: 2567-08-18

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมอุตสาหการ

Grantor: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

©copyrights มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	630632109.pdf	2.89 MB	6	2025-05-26 20:21:42

ใช้เวลา

0.035729 วินาที