การหาส่วนผสมของทรายแบบหล่อที่เหมาะสม: กรณีศึกษาโรงงานหล่อโลหะตัวอย่าง

การอ้างอิง|Citation

สุรพงศ์ คชพงศ์. (2565). การหาส่วนผสมของทรายแบบหล่อที่เหมาะสม: กรณีศึกษาโรงงานหล่อโลหะตัวอย่าง. (วิทยานิพนธ์วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต). กรุงเทพฯ: มหาวิทยาลัยสยาม.

Kochapong S. (2022). Determining appropriate mixture components of sand mold: A case study of a casting factory. (Master’s thesis). Bangkok: Master of Engineering in Engineering Management, Siam University.

บทคัดย่อ

วิทยานิพนธ์นี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับสัดส่วนผสมที่ใช้ในการทำแบบหล่อทราย ประกอบด้วย ทราย เบนโทไนต์ และน้ำ โดยโรงงานตัวอย่างมีปัญหาคุณภาพทรายหล่อหล่อแบบไม่ได้มาตรฐานตามที่โรงงานกำหนด ส่งผลให้ผิวชิ้นงานหล่อเสียสูงถึงร้อยละ 5-6 ของประเภทของเสียทั้งหมด จึงมีความจำเป็นต้องปรับปรุงอัตราส่วนผสมของทรายที่ทำแบบหล่อ โดยการหาสูตรที่เหมาะสมที่สุด เพื่อลดปัญหาผิวชิ้นงานหล่อเสีย

การวิจัยครั้งนี้ใช้การออกแบบการทดลอง โดยกำหนดปัจจัยหลัก 3 ปัจจัยได้แก่ ทรายมีสัดส่วนผสมร้อยละ 94.00 – 96.50 โดยแบ่งการทดลองเป็น 8 ระดับ เบนโทไนต์มีสัดส่วนส่วนร้อยละ 3.00 – 5.00 แบ่งเป็น 8 ระดับ ละน้ำมีสัดส่วนร้อยละ 0.5 – 1 และแบ่งเป็น 8 ระดับ จึงทำให้มี 8 การทดลอง โดยทำการทดลองซ้ำ 3 ครั้ง รวมการทดลองทั้งหมด 24 ครั้ง

ผลวิจัยพบว่า ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับส่วนผสมที่ใช้ทำแบบหล่อทรายที่เหมาะสมที่สุด เมื่อ x+y+z = 100 โดย x ,y และ z คือทราย เบนโทไนต์ และน้ำตามลำดับ สูตรที่ได้คือ 1.สมการค่าของค่า Compact (C) หรือความสามารถในกดอัด จะได้ว่า C = 50.444x + 35.983y + 103.198z 2.สมการค่า Perm (P) หรือ ความสามารถในการปล่อยซึมอากาศ จะได้ว่า P = 67.977x + 130.753y – 251.266z 3.สมการค่า GCS หรือ ความแข็งแรงอัดในสภาพเปียก จะได้ว่า GCS = 0.533x + 2.737y – 7.916z และ 4.สมการค่า Moisture (M) หรือค่าความชื้น จะได้ว่า M = 68.348x + 64.64y + 85.369z ซึ่งเมื่อนำอัตราส่วนผสม ทราย เบนโทไนต์ และน้ำ แทนค่าในสมการทั้ง 4 ผลอัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุด คือ ทรายร้อยละ 94 เบนโทไนต์ร้อยละ 5 และน้ำร้อยละ 1 ตรงตามมาตรฐานตามที่โรงงานตัวอย่างกำหนด และเมื่อนำไปใช้จริงในโรงงานตัวอย่าง พบว่าผิวชิ้นงานหล่อเสียของข้องอ 90 องศา ขนาด 1 นิ้ว (AL90, 1”)ลดลงจากร้อยละ 6.15 เหลือร้อยละ 2.13

คำสำคัญ: ทรายแบบหล่อ, สูตรทรายแบบหล่อ

Abstract

The objective of this thesis was to study the factors related to the mixed proportions used in sand casting, containing sand, bentonite and water. The sample factory had problems with the quality of casting items that did not meet the standards. As a result, the surface defects of castings were as high as 5-6 percent of all types of them. Therefore, it was necessary to improve the mixing ratio of the sand mold to reduce the problem of casting surface defects.

An experimental design was used in this research by determining 3 main factors, including sand (x) with mixed proportion of 94.00 – 96.50 percent, divided into 8 levels. Bentonite (y) had a ratio of 3.00 – 5.00 percent, divided into 8 levels, and water (z) had a ratio of 0.5-1 percent, divided into 8 levels. Thus, 8 experiments were conducted with 3 replications for each level total of 24 trials.

The results showed that the most suitable mix ratio used to make sand castings, when x+y+z = 100 percent. Therefore, the equations obtained were: 1) the value equation of compact (C) = 50.444x + 35.983y + 103.198z; 2) perm (P) equation or P = 67.977x + 130.753y – 251.266z; 3) green compressive strength equation (GCS) = 0.533x + 2.737y – 7.916z; and 4) moisture equation (M) or M = 68.348x + 64.64y + 85.369z. When using 94% sand, 5% bentonite, and 1% water, substitute the values in the four equations, the sand casting mixture met the standards. When this ratio was used in the sample factory, it was found that the surface defects of the casting parts of the 1-inch 90 degree elbow decreased from 6.15 to 2.13 percent.

Keywords:  sand casting, sand casting formula.

การหาส่วนผสมของทรายแบบหล่อที่เหมาะสม: กรณีศึกษาโรงงานหล่อโลหะตัวอย่าง | Determining Appropriate Mixture Components of Sand Mold: A Case Study of a Casting Factory

Master of Engineering in Engineering Management, Siam University, Bangkok, Thailand