นับเป็นเวลากว่าศตวรรษที่ “อลูมิเนียมอัลลอยด์” ได้รับการค้นพบจากการผสมโลหะระหว่างอลูมิเนียม และทองแดง หรือแมกนีเซียม เพื่อลดต้นทุนการผลิตนับตั้งแต่ยุคหลังปฏิวัติอุตสาหกรรมโลก ทำให้ได้ “โลหะผสม” ที่มีความแข็งแรงเทียบเท่าเหล็ก แต่มีน้ำหนักเบา และนำความร้อนน้อยกว่า พัฒนาสู่ “โครงสร้าง” และ “ชิ้นส่วน” ของ “ยนตรกรรมสีเขียว”
โดยในประเทศไทยได้ตั้งเป้าหมายตาม “แผนพลังงานแห่งชาติ” ว่าจะต้องมีรถยนต์ที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์อย่างน้อยร้อยละ 30 ของการผลิตยานยนต์ทั้งหมดให้ได้ภายใน 4 ปีข้างหน้า
อาจารย์ ดร.เอกชัย วารินศิริรักษ์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านการให้ปรึกษาในการสร้างผลผลิตเพื่อยกระดับเศรษฐกิจระดับนานาชาติ จากผลงานการใช้หุ่นยนต์แขนกลเพื่อการเข้าถึงข้อจำกัดต่าง ๆ ของมนุษย์จนมีชื่อเสียงไปทั่วโลก
ล่าสุดได้ร่วมกับ มหาวิทยาลัยทัมกัง สาธารณรัฐจีน (ไต้หวัน) สร้างสรรค์ “เทคนิคเชื่อมซ้อนทับอลูมิเนียมอัลลอยด์ด้วยหุ่นยนต์แขนกล” จนทำให้ มหาวิทยาลัยมหิดล กลายเป็นที่แรกที่สามารถเชื่อมซ้อนทับอลูมิเนียมอัลลอยด์ได้มากถึง 50 ชั้น
โดยทีมงานวิจัยได้ใช้กลยุทธ์ด้านการควบคุมความร้อนนำเข้าใน “การเชื่อมแบบใช้อุณหภูมิที่หลากหลาย” (Multi-heat input conditions) เพื่อลดระดับการสะสมความร้อนที่จะทำให้ “การก่อรูปร่างของผนังบางไม่คงรูป” (Porosity) และการลด “ผลกระทบทางลบทางโลหะวิทยา” ของอลูมิเนียมลง
การเชื่อมแบบ “ใช้อุณหภูมิที่หลากหลาย” ประกอบกับการ “ใช้ก๊าซอาร์กอนบริสุทธิ์” เพื่อลดการเกิดปฏิกิริยาจาก “ไฮโดรเจน” ที่ถูก “ปลดปล่อย” ออกมาจาก “อลูมิเนียมอัลลอยด์” ที่อยู่สถานะ “ของแข็งกึ่งเหลว” ระหว่างถูกหลอมด้วยความร้อน ซึ่งหากปล่อยให้ “เกิดฟอง” จากการทำปฏิกิริยาระหว่าง “ไฮโดรเจน” กับ “อากาศ” ที่เนิ่นนานจน “แข็งตัว” ซึ่งหาก “แข็งตัวเร็วเกินไป” อาจทำให้ได้ “ชิ้นงานที่มีตำหนิ”
ไม่เพียงแต่การควบคุมความร้อนนำเข้า แต่การเชื่อมอลูมิเนียมยังต้องควบคุมทั้งคุณภาพของแก๊สปกคลุมที่มีความบริสุทธิ์สูง เช่น แก๊สอาร์กอนที่ใช้ในการเชื่อมอลูมิเนียมต้องมีความบริสุทธิ์ในระดับ Ultra-hi purify (UHP 99.999% หรือ 5N) เพื่อลดการเกิด Porosity ในแนวเชื่อมโลหะ
จุดน่าสนใจของงานวิจัย อยู่ที่ความพยายามในการ “ใช้พลังงานให้น้อยลง” เพื่อให้ได้ “ชิ้นงานที่สมบูรณ์ที่สุด” โดยไม่ต้อง “ทิ้งเศษวัสดุ” จาก “ชิ้นงานที่ไม่สมบูรณ์” สู่ “กระบวนการหลอมใหม่” โดย อาจารย์ ดร.เอกชัย วารินศิริรักษ์ มองว่าจะนับเป็นการ “เพิ่มมลพิษ” ให้กับโลกมากกว่า
และยังได้เปิดเผยถึง “ก้าวต่อไปที่ท้าทาย” จากความร่วมมือกับ มหาวิทยาลัยฮิโรชิมา ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเป็นคู่ความร่วมมือกับ มหาวิทยาลัยมหิดล โดยคณะวิศวกรรมศาสตร์ เพื่อยกระดับสู่ “การใช้เลเซอร์” ในการ “เชื่อมซ้อนทับ” วัสดุต่าง ๆ ซึ่งแม้เลเซอร์จะนับเป็นหนึ่งใน “พลังงานสะอาด” แต่ยังพบ “ข้อจำกัด” ในด้านต่าง ๆ อาทิ “การสะท้อนแสง” ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญในการ “ควบคุมความร้อน” เป็นต้น
มหาวิทยาลัยมหิดลพร้อมมอบองค์ความรู้เพื่อการพัฒนาเศรษฐกิจและอุตสาหกรรมชาติด้วยความรับผิดชอบต่ออนาคตของโลก
- สัมภาษณ์ สร้างภาพประกอบ และเขียนข่าวโดย ฐิตินวตาร ดิถีการุณ นักประชาสัมพันธ์ (ชำนาญการ) โครงการงานประชาสัมพันธ์ภายใน / พันธกิจพิเศษ งานสื่อสารองค์กร กองบริหารงานทั่วไป สำนักงานอธิการบดี มหาวิทยาลัยมหิดล โทร. 0-2849-6208
About Author
