สำนักงานจัดการสิทธิเทคโนโลยี
Technology Licensing Office
การผลิตโฟมโลหะแบบเซลล์เปิดที่มีต้นทุนต่ำ และสามารถควบคุมความพรุนและขนาดโพรง
 
ดาวน์โหลดเอกสาร
นักวิจัย
ดร. สมพงษ์ ศรีมโนเสาวภาคย์
นายไพบูลย์ วัฒนพรภัณฑ์
หน่วยงาน
ห้องปฏิบัติการการขึ้นรูปโลหะใกล้ร่างสุดท้าย
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ
รูปแบบความร่วมมือที่เสนอ
เสาะหาผู้รับอนุญาตใช้สิทธิเพื่อการผลิตและจำหน่ายผลิตภัณฑ์
สถานภาพสิทธิบัตร
• คำขอรับความคุ้มครองสิทธิบัตรการประดิษฐ์ เรื่อง “อุปกรณ์ผลิตวัสดุจากแม่แบบร่างที่มีโครงสร้างพรุนด้วยความดันสูญญากาศที่มีอัตราการผลิตสูง” เลขที่คำขอ 1201005748 ยื่นคำขอเมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน 2555
• คำขอรับความคุ้มครองสิทธิบัตรการประดิษฐ์ เรื่อง “องค์ประกอบแม่แบบร่างสำหรับผลิตไส้แบบและโฟมโลหะและกรรมวิธีการเตรียม” เลขที่คำขอ 1401005691 ยื่นคำขอเมื่อวันที่ 26 กันยายน 2557
• คำขอรับความคุ้มครองสิทธิบัตรการประดิษฐ์ เรื่อง “กระบวนการสร้างแม่พิมพ์สำหรับผลิตโฟมโลหะ” เลขที่คำขอ 1401005912 ยื่นคำขอเมื่อวันที่ 30 กันยายน 2557
รหัสโครงการ
TT-2559-134
ที่มา ข้อมูลเบื้องต้น ความสำคัญของปัญหา
โฟมโลหะเป็นวัสดุที่แข็งแรงกว่าโฟมที่ทำจากวัสดุอื่น นอกจากนี้ยังมีจุดเด่น เช่น ดูดซับเสียงและแรงกระแทก ทำให้สามารถประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายโลหะที่ถูกนำมาผลิต เป็นโฟมโลหะมีหลายชนิดด้วยกันโดยที่นิยมใช้มากที่สุดคือโฟมอะลูมิเนียม ปัจจุบันถูกนำไปใช้ในหลายอุตสาหกรรม เช่น ยานยนต์และการขนส่ง ก่อสร้างและที่อยู่อาศัย การทหาร เฟอร์นิเจอร์และตกแต่ง โดยใช้ในโครงสร้างที่ต้องรับแรงกระแทก ดูดซับเสียง น้ำหนักเบาและสวยงาม

ปัจจุบันโฟมอะลูมิเนียมมีขายและใช้งานในต่างประเทศแต่ยังคงมีปริมาณการใช้งานที่ไม่มาก สาเหตุหลักประการหนึ่งที่จำกัดการใช้งานโฟมอะลูมิเนียม คือ ราคาขายที่สูง โดยราคาขายที่แตกต่างกันของโฟมอะลูมิเนียมต่างๆ สะท้อนถึงต้นทุนวัตถุดิบและการผลิต ซึ่งวัตถุดิบที่มีราคาแพงสำหรับการผลิตโฟมอะลูมิเนียม ได้แก่ สารก่อฟอง สารเพิ่มความหนืดและผงอะลูมิเนียม ส่วนขั้นตอนการผลิตที่สิ้นเปลืองพลังงานมาก ซึ่งทำให้การผลิตโฟมอะลูมิเนียมมีต้นทุนการผลิตสูง ได้แก่ การอบสารก่อฟองที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานานเพื่อหน่วงการสลายตัวเป็นก๊าซของสารก่อฟอง เป็นต้น ดังนั้นการผลิตโฟมอะลูมิเนียมโดยตรงจากน้ำโลหะแทนการใช้ผงอะลูมิเนียม และการใช้สารที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าโลหะอะลูมิเนียม ที่สามารถแยกออกด้วยการละลายในตัวทำละลายเป็นสารที่ช่วยทำให้เกิดโพรงแทนการใช้สารก่อฟอง จะสามารถช่วยลดต้นทุนวัตถุดิบและการผลิตของโฟมอะลูมิเนียม

เอ็มเทคได้พัฒนาวิธีการผลิตโฟมอะลูมิเนียมโดยใช้สารที่สามารถทนอุณหภูมิสูง ละลายน้ำได้ และขึ้นรูปเป็นอนุภาคทรงกลมขนาดต่างๆเป็นแม่แบบของโพรงในอะลูมิเนียมวิธีนี้ช่วยให้ควบคุมโครงสร้างโฟมให้มีโพรงขนาดต่างๆได้ส่วนความพรุนของโฟมสามารถควบคุมได้ด้วยการใช้เทคโนโลยีสุญญากาศช่วยในการทำให้โลหะอะลูมิเนียมหลอมเหลวแทรกเข้าภายในช่องว่างระหว่างอนุภาคทรงกลม โดยเมื่อใช้ร่วมกับแม่พิมพ์ที่ออกแบบเฉพาะจะสามารถควบคุมความพรุนของโฟมโดยควบคุมปริมาณโลหะในช่องว่างระหว่างอนุภาคทรงกลมซึ่งโฟมอะลูมิเนียมที่ทีมวิจัยผลิตได้มีความพรุนไม่ต่ำกว่า 64%
สรุปเทคโนโลยี
กระบวนการผลิตโฟมอะลูมิเนียมที่พัฒนาขึ้น เป็นกระบวนการที่ โดยใช้สารที่สามารถทนอุณหภูมิสูง ละลายน้ำได้ และขึ้นรูปเป็นอนุภาคทรงกลมขนาดต่างๆ สำหรับทำให้เกิดโพรงในโลหะอะลูมิเนียม โดยสารนี้ประกอบด้วยวัตถุดิบ 4 ชนิด โดย 2 ใน 4 เป็นวัสดุที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และหนึ่งในวัตถุดิบดังกล่าวเป็นวัสดุเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรม ซึ่งส่วนผสมของสารที่ประกอบด้วยวัตถุดิบต่างๆดังกล่าวมีลักษณะพิเศษอีกประการหนึ่ง คือ สามารถใช้เครื่องจักรขึ้นรูปเป็นทรงกลมได้โดยแทบไม่ติดพื้นผิวของเครื่องจักร ทำให้สามารถผลิตเป็นอนุภาคทรงกลมขนาดต่างๆได้อย่างรวดเร็ว การผลิตโฟมอะลูมิเนียมใช้เทคโนโลยีสุญญากาศช่วยในการทำให้โลหะอะลูมิเนียมหลอมเหลวแทรกเข้าภายในช่องว่างระหว่างอนุภาคทรงกลม โดยสามารถควบคุมปริมาณโลหะในช่องว่างระหว่างอนุภาคทรงกลมด้วยการใช้แม่พิมพ์ที่ออกแบบเฉพาะร่วมกับการใช้เทคโนโลยีสุญญากาศ หลังจากโลหะเย็นตัวเป็นของแข็ง จึงละลายอนุภาคทรงกลมออกด้วยน้ำ ทำให้ได้โลหะอะลูมิเนียมที่มีความพรุนและขนาดโพรงที่ควบคุมได้
จุดเด่นของเทคโนโลยี
• โฟมโลหะที่ได้มีโครงสร้างโพรงเป็นแบบเปิด (Open-cell) ซึ่งผู้ผลิตสามารถควบคุม และสามารถผลิตชิ้ให้มีรูปร่างตามต้องการ
• ต้นทุนการผลิตต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการผลิตที่ใช้สารก่อฟอง สารเพิ่มความหนืดและผงอะลูมิเนียมเป็นวัตถุดิบ
• ผลิตภัณฑ์โฟมโลหะที่ได้สามารถประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย เช่น ดูดซับเสียง (Sound absorption) รับแรงกระแทก (Energy absorption) น้ำหนักเบา (Lightweight) ถ่ายเทความร้อน (Thermal management) และตกแต่ง (Decoration)
สนใจสอบถามข้อมูล
สำนักงานจัดการสิทธิเทคโนโลยี (TLO) สวทช.
โทรศัพท์: 02564 7000 ต่อ 1617
โทรสาร: 02564 7003
E-mail: ipbiz@nstda.or.th