กระบวนการเจียรนัยหรือ Grinding จัดเป็นการตัดเฉือนโลหะรูปแบบหนึ่ง โดยใช้เม็ดขัดที่เกาะติดอยู่บนผิวของล้อจานเจียรที่กำลังหมุนเป็นตัวตัดเฉือนเนื้อวัสดุออกเป็นผงขนาดเล็ก ในทางอุตสาหกรรมโลหะการ ได้นำการเจียรนัยมาใช้ในขั้นตอนสุดท้าย ทั้งเพื่อให้ได้ขนาดของชิ้นงานที่เที่ยงตรงแม่นยำ และการทำให้ผิวชิ้นงานได้ค่าความเรียบผิว (Roughness) ตามที่ต้องการ เช่น ใช้เจียรเนื้อวัสดุส่วนที่ไม่ต้องการออกการทำความสะอาดและเตรียมผิวสำหรับการทำสี หรือการเคลือบผิว การใช้สำหรับงานลับคม เช่น การลับคมมีด เครื่องมือตัด ดอกเจาะ จนถึงการตัดแต่งละเอียด สำหรับงานอุตสาหกรรม เช่น กระบวนการเจียรนัยแคมชาฟท์ (เพลาลูกเบี้ยว) ที่ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของวาล์วในเครื่องยนต์ การผลิตลูกปืนที่ต้องมีผิวที่ละเอียดมาก จนถึงการผลิตใบพัดของเครื่องยนต์เจ็ทในอุตสาหกรรมอากาศยาน

 

ในการพิจารณาเลือกใช้จานเจียรนัย มีสิ่งที่เราต้องพิจารณาหลักๆ ดังต่อไปนี้

 

1. เม็ดขัด (Abrasive)

จานเจียรนัยในปัจจุบันแบ่งตามชนิดของเม็ดขัดได้ 2 ประเภท คือ เพชร (Diamond) และ โบรอนไนไตรด์(Boron Nitride) เพชรที่ใช้ในการผลิตของ Diamond Wheel ของเราจะแบ่งอย่างคร่าวๆ ออกเป็น 2 ประเภทได้แก่ เพชรธรรมชาติ [Natural Diamond (D)] และเพชรสังเคราะห์ [Synthetic Diamond (SD)] ตั้งแต่ได้ถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1975 ภาคอุตสาหกรรมได้นำ SD มาใช้อย่างแพร่หลายและต่อเนื่อง ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับว่า SD เป็นวัสดุหลักสำหรับการผลิตจานเจียรนัย (Diamond Grinding Wheel) สำหรับผงเพชรที่นำมาใช้ในทางพาณิชย์มีอยู่เกือบ 50 เกรด แต่ละชนิดมีคุณลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์แตกต่างกันออกไป โครงสร้างของเพชรมีส่วนผสมของธาตุคาร์บอน จึงเหมาะกับการนำไปใช้กับชิ้นงานนอกกลุ่มเหล็กหรืออโลหะ (Non-Ferrous) เช่น ทังสเตนคาร์ไบด์ เซรามิคอ็อกไซด์ เฟอร์ไรต์ กราไฟต์

สำหรับโบรอนไนไตรด์ (Cubic Boron Nitride – cBN) คือวัสดุสังเคราะห์ที่เกิดจากการทำให้เกิดผลึกของผงโบรอน มีโครงสร้างทางกายภาพคล้ายคลึงโครงสร้างของเพชร จึงมีความแข็งเป็นพิเศษ ทนความร้อนสูง และเหมาะกับการนำไปใช้กับชิ้นงานที่เป็นวัสดุโลหะกลุ่มเหล็ก (Ferrous) เช่น เหล็กไฮสปีด เหล็กเครื่องมือ เหล็กชุปแข็ง ซูเปอร์อัลลอย อินโคเนล ไปจนถึงวัสดุยากต่อการตัดเฉือนทั้งหลาย

 

2. ตัวประสาน (Bond)

คือวัสดุที่ทำหน้าที่สำหรับจับยึดผงเม็ดขัดให้เกาะอยู่บนฐานล้อ จะสึกกร่อนเมื่อจานเจียรนัยผ่านการใช้งานไปเพื่อให้เม็ดขัดใหม่ที่มีความคมที่อยู่ลึกลงไปโผล่ยื่นมาทำหน้าที่ขัด ตัวประสานสามารถแบ่งได้เป็น 4 ประเภทดังนี้

Resin Bond ตัวประสานประเภทเรซิน จะมีความยืดหยุ่นสูง ให้ค่าความเรียบผิวที่ดีเจียรงานได้เรียบสม่ำเสมอ นิยมใช้มากที่สุดในงานโลหะการ
Metal Bond เป็นตัวประสานโลหะ สามารถจับยึดเม็ดขัดได้อย่างมั่นคงแข็งแรง และต้านทานการสึกหรอและความร้อนได้สูง
Vitrified Bond ตัวประสานพิเศษที่มีโพรงอากาศ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการปรับแต่งหน้าหินและการเจียรความเร็วสูง
Electroplated จับยึดเม็ดขัดที่ดีด้วยระบบไฟฟ้า เม็ดขัดโผล่ยื่นออกมาได้มากและมีความหนาแน่นสูง ให้ความเที่ยงตรงแม่นยำสูง คายเศษได้ดี และเหมาะกับรูปทรงจานเจียรนัยที่ซับซ้อน สามารถนำเอาตัวบอดี้กลับมาใช้ใหม่ได้

 

 

3. ขนาดของเม็ดขัด (Grit Size or Mesh No.)

เม็ดขัดยิ่งมีขนาดใหญ่ยิ่งกัดเฉือนเนื้อวัสดุได้มาก เม็ดหยาบจะใช้ในกระบวนการขัดผิวหยาบ ส่วนเม็ดละเอียดก็จะใช้สำหรับการเจียรละเอียด เช่น ผิวสำเร็จขั้นตอนสุดท้ายหรือขัดผิวบริเวณแคบ นอกจากนี้การเลือกขนาดของเม็ดขัดยังขึ้นอยู่กับวัสดุชิ้นงานด้วย เช่นวัสดุชิ้นงานที่มีความแข็งเหนียวควรใช้เม็ดขัดขนาดเล็ก(ละเอียด) และวัสดุชิ้นงานที่มีความแข็งเปราะก็ควรใช้เม็ดขัดขนาดใหญ่ (หยาบ) เม็ดขัดแบ่งขนาดได้เป็น 22 ระดับ ขนาดของเม็ดขัดจะระบุตามความหยาบของเม็ดขัด เช่น 140/170 หมายถึงเม็ดขัดที่สามารถร่อนผ่านตะแกรง No.140 แต่ถูกดักไว้ด้วยตะแกรง No.170 จะระบุเป็น Grit Size (Mesh) 140 เป็นต้น ยิ่งตัวเลขสูงแสดงว่าเม็ดขัดยิ่งมีขนาดเล็กหรือมีความละเอียดสูง

 

 

4. ความหนาแน่น (Concentration)

คือปริมาณของเม็ดขัดต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร มีหน่วยเป็นกะรัตต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (ct/cm3) ความหนาแน่นจะส่งผลต่อหลายปัจจัยเช่น อายุใช้งานของจานเจียรนัย ปริมาณการขจัดเนื้อวัสดุ ขนาดมิติของชิ้นงาน ความละเอียดของผิวชิ้นงาน โดยทั่วไปราคาของจานเจียรนัยจะสัมพันธ์กับปริมาณความหนาแน่นเป็นหลัก

นอกจากนี้ ในการทำงานสำหรับกระบวนการเจียรนัย เรายังต้องคำนึงถึงปัจจัยอื่นๆ ประกอบด้วย คือ ความเร็วของจานหมุน พื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างจานเจียรและชิ้นงาน และกระบวนการเจียรนัยเป็นแบบเปียกหรือแห้ง

 

ติดตามข่าวสารอุตสาหกรรมกับเรา

อัพเดทเทรนด์ เทคโนโลยีใหม่ ได้ตลอดเวลา