นวัตกรรมใหม่สำหรับการผลิต Checking Fixture

by admin

Stratasys 3D Printer for Tooling Application

TS Tech Co., Ltd, เป็นบริษัทผู้ผลิตชิ้นส่วนและอุปกรณ์ภายในรถยนต์ที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับ 6 ของโลก โดยมีโรงงานกระจายอยู่ใน 13 ประเทศทั่วโลก มียอดขายประมาณ 3.6 พันล้านเหรียญสหรัฐ และถือเป็นผู้นำอันดับหนึ่งสำหรับผู้ผลิตเบาะรถยนต์ให้กับรถยนต์ชั้นนำต่างๆ ทั่วโลก

ทีมวิศวกรของ TS Tech มีการคิดค้น และพัฒนาอยู่ตลอดเวลาที่จะหาเครื่องมือใหม่ๆ มาใช้ในการตรวจวัดชิ้นงานหลังการผลิต หนึ่งในนั้น คือ คุณ Stephen Mollett วิศวกรด้านงาน Tooling Design งานในความรับผิดชอบของเขา คือ การสร้าง Jig and Fixture สำหรับใช้ในการตรวจวัด Seat Frame ซึ่งให้ความสนใจเป็นพิเศษในการพัฒนากระบวนการผลิต Tooling จากวัสดุอลูมิเนียม CNC เพื่อใช้ทำ Check and Fixture สำหรับตรวจสอบ Back Seat Hinge ด้วยความที่เขาเคยมีประสบการณ์เกี่ยวกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (3D Printer) รวมถึงมีประสบการณ์ในการประยุกต์การใช้งานมาก่อน เขาจึงเข้าใจและมองเห็นความเป็นไปได้ในการพัฒนางานในส่วนนี้

บริษัท TS Tech ได้มีการนำเครื่อง 3D Printer ที่ใช้เทคโนโลยี FDM ของ Stratasys มาติดตั้ง เพื่อใช้สำหรับผลิตชิ้นงานต้นแบบที่เป็น Prototype ให้ลูกค้า แล้วจึงมองหาความเป็นไปได้ในการเพิ่มความคุ้มค่าในการใช้ประโยชน์จากเครื่องตัวนี้ในสายงานที่เกี่ยวข้อง ซึ่งนั่นก็คือ แผนก Tooling Design นั่นเอง

ด้วยความร่วมมือภายในของ TS Tech ที่แผนกผลิต Stamping Process ได้มีการนำ Check and fixture ไปทดลองใช้ในไลน์ผลิต โดยใช้ในส่วนของการตรวจวัด Seat Frame และอุปกรณ์ชิ้นส่วนอื่นๆ ในการผลิตเบาะรถยนต์ การใช้งาน Check and Fixture นี้ ผู้ใช้งานสามารถตรวจสอบชิ้นส่วนที่ผลิตออกมา ทั้งการตรวจดูด้วยสายตา, ด้านความสวยงามของงาน, ลักษณะกลไกการทำงาน, คุณภาพงาน, ตำแหน่งรูและความลึก รวมถึง ความหนาของชิ้นส่วน ด้วยการทำงานของ Check and Fixture ที่จะต้องทำการตรวจวัดคุณภาพของงานทั้งหมดที่ผ่านการขึ้นรูปมานั้น โดยเฉลี่ยอายุของเครื่องมือตัวหนึ่งอาจจะอยู่ราวๆ 42,00 ชิ้น ตลอดอายุการใช้งาน

แบบเดิมที่ผลิตด้วยอลูมิเนียม CNC                                 แบบใหม่ที่ผลิตด้วย 3D Printer ด้วยวัสดุพลาสติก ABS

การสร้าง Check and Fixture และ Tooling ที่มีน้ำหนักเบาขึ้น

โดยปกติ Check and Fixture ทั่วไปจะมีน้ำหนักมาก เพราะผลิตมาจากอลูมิเนียม หรือวัสดุอื่นๆ ที่ผ่านการ CNC ออกมา และเก็บรักษาอยู่ในสโตร์ของโรงงานเอง โดยพนักงานจะต้องไปขนและยกมันออกมาใช้ โดยอาจวางลงบนรถเข็นขนาดเล็กเพื่อเคลื่อนย้ายไปยังพื้นที่ทำงาน เช่น ในหน้าเครื่อง Press เพื่อทำการตรวจเช็คชิ้นงานที่ผลิต

หลังการนำเครื่อง 3D Printer มาใช้ในการสร้าง Check and Fixture พบว่าชิ้นงานที่ได้ สามารถทดแทนวัตถุดิบเดิม เช่น อลูมิเนียมก้อนที่ต้องทำการ CNC เป็นรูปทรงตามแบบ หลังที่จากติดตั้งชุด Clamp เพื่อยึดในการประกอบ รวมถึงอุปกรณ์ในการตรวจวัดต่างๆ เช่น Check Pin ในการวัดขนาดรู ซึ่งพบว่าน้ำหนักลดลงไปเหลือประมาณ 2 กิโลกรัม จากก่อนหน้านี้ถ้าใช้อลูมิเนียมจะมีน้ำหนักประมาณ 20 กิโลกรัม นี่คือ ประโยชนในด้านการลดน้ำหนักของ Check and Fixture

ก่อนหน้านี้เราได้เคยลองใช้โพลียูรีเทนก้อน (Polyurethane) มาทำการ Machine ด้วยเครื่อง CNC เพื่อสร้างเป็น Jig แบบง่ายๆ ที่เรียกว่า Rapid Tooling สำหรับใช้ตรวจเช็คขนาดของชิ้นงาน ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่เรากำลังรอ Check and Fixture ตัวจริงที่กำลังผลิตอยู่ แต่พอเรามี 3D Printer เราก็สามารถสร้างมันขึ้นมาได้อย่างรวดเร็ว และใช้มันจริงๆ ได้เลย ซึ่งจะพบว่า คุณสามารถลดเวลาในการทำงาน และลดต้นทุนลงไปได้อย่างมากเลยทีเดียว

แสดงเฉพาะชิ้นส่วนที่ผลิตด้วย 3D Printer เท่านั้น                แบบสำเร็จที่มีผสมกันระหว่าง 3D Printer ชิ้นส่วที่เป็นโลหะเข้าด้วยกัน

 

จากกรณีของ TS Tech เราจะพบว่า ในการสร้าง Jig and Fixture สำหรับใช้ในกระบวนการผลิตนั้น 3D Printer สามารถช่วยลดต้นทุนได้ถึง 69% เมื่อเทียบกับการสร้าง Tooling แบบเดิม โดยใช้การ CNC Machine ซึ่งนี่ถือเป็นอีกหนึ่งทางเลือกใหม่ สำหรับเข้ามาช่วยในการผลิตที่ทั้งรวดเร็ว ง่ายดาย แถมยังช่วยประหยัดต้นทุนลงได้อีกด้วย ที่สำคัญ ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ ไปจนผลิตออกมาเป็นชิ้นงาน Tooling สามารถทำได้ด้วยคนเพียงคนเดียว

หากสนใจในเทคโนโลยีทางเลือกใหม่ เพื่อช่วยให้การพัฒนาการออกแบบสร้าง Jig & Fixture และเครื่องมือเฉพาะด้าน สามารถติดต่อสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้โดยตรงที่ บริษัท แอพพลิแคด จำกัด ตัวแทนจำหน่าย Stratasys 3D Printer โทร.  02-744-9045 หรือ http://www.applicadthai.com/3d-printer/

ที่มา: TS-Tech Case Study https://c0ad508c5f655ba06fb4be46-glnve5f1lhlho.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2017/03/TS-Tech_Case-Study.pdf

ที่มา: http://www.applicadthai.com

บทความ: สุชนม์ โพธิ์พริก