ผลของตัวแปรในกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อนต่อสมบัติทางกายภาพ และเชิงกลของผ้าเบรก

Abstract

กระบวนการอัดขึ้นรูปร้อนเป็นกระบวนการที่มีความสำคัญอย่างมากในการผลิตผ้าเบรก เนื่องจากเป็นกระบวนการที่ส่งผลต่อสมบัติทางกายภาพและเชิงกล ซึ่งสมบัติเหล่านี้ต่างส่งผลต่อการสั่นและการเกิดเสียงของผ้าเบรก งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรในกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อนต่อสมบัติของผ้าเบรก ได้แก่ ความเป็นรูพรุน สภาพอัดตัวได้ มอดุลัส และความแข็งของผ้าเบรก โดยทำการทดสอบอุณหภูมิการเกิดปฏิกิริยาการเชื่อมโยงของฟีนอลิกเรซินด้วยเทคนิคดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลอริมิเตอร์เพื่อนำมากำหนดช่วงอุณหภูมิในการทดลอง ปัจจัยทั้ง 3 ในกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อน ได้แก่ อุณหภูมิ แรงดัน และเวลาอัด ถูกทำการปรับเปลี่ยนและออกแบบด้วยวิธีบ็อกซ์-เบห์นเคน จากนั้นทำการวิเคราะห์ผลของกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อนต่อสมบัติทั้งหมดด้วยการวิเคราะห์ความแปรปรวนและการวิเคราะห์สมการการถดถอย และวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติสภาพอัดตัวได้ มอดุลัส ความแข็ง และความเป็นรูพรุน โดยพิจารณาจากความถี่ธรรมชาติของผ้าเบรก รวมถึงการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคของผ้าเบรกที่มีปริมาณรูพรุนต่างกันด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด จากผลการทดลองพบว่าความเป็นรูพรุนเป็นสมบัติที่ส่งผลโดยตรงต่อความถี่ธรรมชาติ และมีแบบจำลองที่เหมาะสมในการนำมาวิเคราะห์ภาวะการอัดขึ้นรูปร้อนที่ดีที่สุด นอกจากนี้พบว่าแรงดันเป็นตัวแปรที่ส่งผลต่อความเป็นรูพรุนมากที่สุด รองลงมาคือ อุณหภูมิ และเวลาอัด ตามลำดับ จากผลการทดสอบความถี่ธรรมชาติของผ้าเบรกพบว่าผ้าเบรกที่มีความเป็นรูพรุน 14.3±0.6 เปอร์เซ็นต์ มีแนวโน้มในการเกิดเสียงน้อยที่สุด และจากการวิเคราะห์ผ่านแบบจำลองความเป็นรูพรุนด้วยวิธีพื้นผิวตอบสนองพบว่าภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อนที่ทำให้ผ้าเบรกมีแนวโน้มการสั่นและการเกิดเสียงน้อยที่สุด คือ อุณหภูมิ 165 องศาเซลเซียส แรงดัน 300 กิโลกรัม/ตารางเซนติเมตร และเวลาอัด 2.43 นาที