Article_SolidWorks_15_07_01

ปฏิเสธไม่ได้เลยว่าวิวัฒนาการในการออกแบบในปัจจุบันมีความทันสมัยมาก เราจะเห็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่ถูกผลิตออกมามีรูปลักษณ์ที่น่าหยิบใช้และมีความสวยงาม นอกจากรูปลักษณ์ที่แปลกใหม่แล้ว วัสดุที่ถูกนำมาผลิตนั้นก็มีหลากหลายด้วยเช่นกัน ในการเลือกใช้วัสดุเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานนั้นจำเป็นต้องศึกษา หรือพิจารณาจากคุณสมบัติของวัสดุนั้นๆ ให้ตรงกับงานที่จะออกแบบ หรือการนำวัสดุต่างๆ ที่มีความสามารถในแต่ละด้านมาพัฒนาให้เกิดเป็นผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมกับการใช้งานมากที่สุด ซึ่งการที่จะทราบถึงความเหมาะสมกับการใช้งานได้นั้น อาจจะต้องมีการวิเคราะห์จากโปรแกรมหรือการทดสอบชิ้นงานจริงจากศูนย์ทดสอบ ซึ่งในปัจจุบันถือว่าเป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าถึง โดยเฉพาะกับการทดสอบหรือวิเคราะห์ผ่านโปรแกรม ซึ่งโปรแกรม SolidWorks Simulation เป็นทางเลือกที่นิยมใช้กันมากที่สุด

การเลือกวัสดุให้เหมาะสมกับผลิตภัณฑ์นั้นมีความสำคัญมาก ไม่แปลกที่เราจะเห็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นแบบเดียวกัน แต่ใช้วัสดุต่างชนิดกันในการผลิต เช่น กระทะ ไม่ว่าจะเป็นกระทะอะลูมีเนียม กระทะสเตนเลส และกระทะทองเหลือง หลายท่านอาจสงสัยว่า “แล้วจะเลือกใช้กระทะแบบใดให้ตรงกับลักษณะการใช้งาน” ซึ่งโปรแกรม SolidWorks Simulation สามารถตอบโจทย์เหล่านี้ได้อย่างง่ายดาย
เราจะทราบได้อย่างไร ว่าวัสดุชนิดใดมีคุณสมบัติในการถ่ายเทความร้อน (Thermal Analysis) ได้ดีที่สุด?
Article_SolidWorks_15_07_02
ก่อนที่เราจะทำการวิเคราะห์ สิ่งสำคัญที่ขาดไม่ได้เลย ก็คือการกำหนดวัสดุ (Material) ของชิ้นงานนั้น ให้ตรงเสียก่อน ส่วนการกำหนดวัสดุ (Material) ใน SolidWorks นั้นง่ายมากครับ เพียงแค่เราเลือกชนิดของวัสดุ ซึ่งในแต่ละวัสดุใน SolidWorks จะมีค่า Property ต่างๆ ที่จะนำไปใช้ในงานวิเคราะห์อย่างครบถ้วนแล้วครับ
Article_SolidWorks_15_07_03
ตัวอย่าง วัสดุ (Material) ที่จะนำมาทำการวิเคราะห์ ซึ่งจะประกอบไปด้วย

1. Stainless Steel
2. Copper
3. Aluminum

Article_SolidWorks_15_07_04
Article_SolidWorks_15_07_05
Article_SolidWorks_15_07_06
หากลองนำโปรแกรม SolidWorks Simulation มาช่วยในการวิเคราะห์เริ่มจาก “กระทะสเตนเลส”
Article_SolidWorks_15_07_07
ผลการวิเคราะห์จะเห็นว่าการกระจายตัวของความร้อนจะอยู่บริเวณตรงกลาง ส่วนบริเวณรอบๆ ของกระทะนั้นมีอุณหภูมิที่เย็น ส่งผลให้การปรุงอาหารสุกไม่เท่ากัน ข้อดีของภาชนะสเตนเลสคือ มีความแข็งแรงทนทาน ด้ามจับไม่ร้อน แต่ก็มีข้อเสียคือกระทะร้อนช้า และไม่เก็บกักความร้อน

จากนั้นลองนำ “กระทะทองแดง/ทองเหลือง” มาวิเคราะห์กันต่อเลย

Article_SolidWorks_15_07_08
ผลการวิเคราะห์จะเห็นว่าความร้อนมีการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งผิวภาชนะ ส่งผลให้การปรุงอาหารนั้นสุกเท่ากัน และความร้อนของภาชนะส่งผลให้มือจับ/ด้าบจับของภาชนะร้อนไปด้วย ข้อดีของภาชนะทองแดง/ทองเหลืองคือ เปลี่ยนอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็ว จึงสามารถควบคุมความสุกของอาหารได้อย่างแม่นยำ แต่ข้อเสียคือ ทองแดง/ทองเหลืองเป็นโลหะที่ละลายง่ายเมื่อถูกนำมาเป็นภาชนะสำหรับการปรุงอาหาร จึงมีความเป็นไปได้สูงที่ทองแดงจะปะปนมากับอาหาร

และเมื่อนำ “ภาชนะอะลูมิเนียม” มาทำการวิเคราะห์

Article_SolidWorks_15_07_09
จะเห็นว่าความร้อนมีการกระจายตัวอย่างรวดเร็วมากกว่าผิวทั้งหมดของภาชนะ ทำให้มือจับ/ด้ามจับร้อน สำหรับการปรุงอาหารนั้นส่งผลให้อาหารสุกอย่างสม่ำเสมอ ข้อดีของภาชนะอะลูมิเนียมคือ ร้อนเร็ว แต่ข้อเสียคือไม่แข็งแรงเท่ากับวัสดุชนิดอื่น เป็นเหตุให้เกิดรอยขีดข่วนหรือบิดเบี้ยวได้ง่าย
Article_SolidWorks_15_07_10
เมื่อนำทองแดง อะลูมิเนียม และสเตนเลสมาวิเคราะห์รวมกัน จะเห็นได้ว่าความร้อนมีการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ ไม่พบปัญหาในเรื่องของความร้อนที่เกิดขึ้นบริเวณมือจับ/ด้ามจับ ภาชนะมีความแข็งแรง คงทน ซึ่งมีคุณสมบัติในการถ่ายเทความร้อนดีที่สุด

บทบาทของการออกแบบผลิตภัณฑ์ การเลือกใช้วัสดุมีความสำคัญมาก วัสดุต่างๆ มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน ไม่ว่าจะเป็นในเรื่องของการถ่ายเทความร้อน ความแข็งแรง ความต้านทานทางไฟฟ้า ความยืดหยุ่นฯ ซึ่งโปรแกรม SolidWorks มีวัสดุ ( Material) ที่หลากหลายและเป็นมาตรฐาน ตอบสนองทุกการออกแบบ อีกทั้งยังมีฟังก์ชั่นต่างๆ ที่เป็นประโยชน์อย่างมาก ช่วยลดข้อผิดพลาดของการออกแบบ ทำให้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพ และยังสามารลดต้นทุนในการผลิตได้อีกด้วย

Article : ธนทรัพย์ ปิยะมณีธนา

Credit : http://www.applicadthai.com/