การขึ้นรูปโลหะ

    กรรมวิธีการขึ้นรูปโลหะ (Fabrication of Metals) ตามความหมายของคำว่า"Fabrication"นั้นจะมีความหมายโดยครอบคลุมไปถึงกรรมวิธีการผลิตโลหะ
สำเร็จรูปทุกชนิด ซึ่งเป็นความหมายโดยกว้าง ไม่ว่าจะเป็นการสร้างขึ้นรูป หรือผลิตโลหะที่มีรูปร่างด้วยกรรมวิธีใดๆก็ตาม เช่นอาจจะทำการขึ้นรูปโลหะที่อุณหภูมิ
สูงหรืออุณหภูมิต่ำก็ตามจะรวมเรียกว่า "Fabrication"

   สมมติว่าเราต้องการผลิตเฟืองเกียร์หนึ่งชิ้น เราจะต้องเริ่มตั้งแต่การหลอมโลหะและการ
หล่อให้เป็นรูปร่าง ชิ้นงานหยาบๆ ที่เราต้องการ แล้วนำมาผ่านกระบวนการ ทำ "Machine"
เพื่อให้ได้ขนาดตามที่เราต้องการและนำมากัดเป็นฟันเฟืองเสร็จแล้วเราสามารถนำไปผ่าน
กระบวนการชุบแข็ง เพื่อให้ได้ความแข็งสูง สามารถใช้งานได้ทนทาน ซึ่งกรรมวิธีดังกล่าว
ทั้งหมดเราจะเรียกว่า "Fabrication" โดยจะมีความหมายและขอบเขตกว้างขวางมาก 
กรรมวิธีที่สำคัญของการขึ้นรูปโลหะแยกออกเป็น 4 ประเภท คือ
1) การหล่อ (Casting)
2) การแปรรูปหรือขึ้นรูปในสภาพร้อน (Hot Working)
3) การแปรรูปหรือขึ้นรูปในสภาพเย็น (Cold Working)
4) กรรมวิธีโลหะผง (Powder Metallurgy)


     โลหะที่เราจะนำมาแปรรูปตามกรรมวิธีต่าง ๆ ดังกล่าวมานั้น ส่วนใหญ่จะได้มาจากการถลุงจากเตาถลุง ซึ่งจะผลิตมาในรูปของ Ingot เป็นแท่งขนาดต่าง ๆเช่น
Steel Ingot, Pig Iron และ Aluminium Ingot จากนั้นจึงจะนำมาผ่านกรรมวิธีผลิตเป็นโลหะสำเร็จรูปต่อไป

การขึ้นรูปแบบร้อน (Hot Working) หมายถึง กระบวนการการที่ทำให้โลหะ หรือวัสดุได้รับแรงในทางกล (Mechanical Working) ที่อุณหภูมิสูงกว่า อุณหภูมิ
ในการเกิดผลึกใหม่ (Recrystallization) แต่จะต่ำหรือน้อยกว่าอุณหภูมิในการทำให้เกิดการหลอม (Melting Point) ของโลหะ หรือวัสดุนั้น ๆ ดังตัวอย่างเช่น การ
ตีเหล็ก (Forging) การรีดแบบร้อน (Hot Rolling) เป็นต้น

การขึ้นรูปแบบร้อน ประกอบไปด้วย
1. การตีขึ้นรูป (Forging)
2. การรีดร้อน (Hot Rolling)
3. การดึงและกดขึ้นรูป (Drawing & Cupping)
4. การเชื่อมต่อท่อ (Pipe Welding)
5. การแทงขึ้นรูป (Piercing)
6. การเคลื่อนไหลขึ้นรูป (Extruding)
7. การหมุนขึ้นรูป (Spinning)
ข้อดีของการขึ้นรูปแบบร้อน
1. สารมลทิน (Impurity) จะแตกตัวกระจัดกระจาย
2. กำจัดรูพรุน (Porosity) ได้ดียิ่งขึ้น
3. ปรับปรุงคุณสมบัติทางกล อาทิเช่น
Strength’ Formability’ Rigidity’ Toughness และ Durability
4. เกรนที่ยาว(Elongated Grain),เกรนที่หยาบ(Course Grain)
จะมีความละเอียดของเกรนมากขึ้น
ข้อเสียของการขึ้นรูปแบบร้อน
1. เกิดออกไซด์ที่บริเวณผิวชิ้นงาน
2. เกิดสะเก็ดกับผิวชิ้นงานจนทำให้ได้ผิวออกมาไม่สวย
3. ไม่สามารถควบคุมขนาดของชิ้นงานได้ สาเหตุอันเนื่องจาก
    การขยายตัวและการหดตัวของโลหะเมื่อได้รับความร้อ




การขึ้นรูปแบบเย็น (Cold Working) หมายถึง กระบวนการรีดขึ้นรูปเพื่อให้วัสดุหรือโลหะเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างชนิดถาวรในที่
ที่ อุณหภูมิต่ำ ๆ ทั้งนี้โดยไม่ทำให้เกิดผลึกใหม่ขึ้น

การขึ้นรูปแบบเย็น จะประกอบไปด้วย
1. การดัดงอ (Bending)
2. การรีดเย็น (Cold Rolling)
3. การอัดรีด (Extruding)
4. การบิดงอ (Squeezing)
5. การรีดขึ้นรูป (Shear Spinning)
6. การตัดยึด (Stretching)
7. การงอตรง (Straight Bending)
8. การตีขึ้นรูป (Shot Peening)
9. การขึ้นรูปพิมพ์ลึก (Deep Drawing)
10. การกระแทกขึ้นรูป (Forging)
11. การแทงขึ้นรูป (Hobbing)

ข้อดีของการขึ้นรูปแบบเย็น
1. ใช้อุณหภูมิน้อยในการขึ้นรูป (ประมาณ 20o - 25o C)
2. มีความสวยที่ผิว เรียบ สะอาด และเงางามของชิ้นงาน
3. ชิ้นงานที่ได้มีขนาดที่เที่ยงตรง และแน่นอนดีมาก
4. ได้ความแข็งแรง และแข็งมากขึ้นกว่าเดิม

ข้อเสียของขบวนการขึ้นรูปแบบเย็น

1. เกิดความเค้น (Stress) มาก
2. เกิดความเครียด (Strain) มาก
3. เกรนของโลหะเกิดการแตกหักได้ง่าย
4. ต้องลงทุนมากในการติดตั้งเครื่องจักรที่มีกำลังมาก ๆ และขนาดใหญ่ ๆ