คณะนักวิจัยและวิศวกรห้องปฏิบัติการวิศวกรรมการหล่อ หน่วยวิจัยการออกแบบและวิศวกรรม ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ(เอ็มเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ซึ่งประกอบด้วย ดร.จุลเทพ ขจรไชยกูล นักวิจัยอาวุโสและผู้อำนวยการหน่วยวิจัยการออกแบบและวิศวกรรม ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ พร้อมด้วย นายอมรศักดิ์ เร่งสมบูรณ์ นายสมภพ เพชรคล้าย นายฤทธิไกร สิริชัยเวชกุล นายวิทยา สามิตร และนายนครินทร์ มูลรินทร์ วิศวกรวิจัยพัฒนา ห้องปฏิบัติการวิศวกรรมการหล่อ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ คิดค้น “เทคโนโลยีการตรวจวัดคุณภาพของอะลูมิเนียมเหลวสำหรับการผลิตงานหล่อคุณภาพสูง” ซึ่งเครื่องมือดังกล่าวได้รับการคัดเลือกจากมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในพระบรมราชูปถัมภ์ รับรางวัล “นักเทคโนโลยีดีเด่น ประเภททีม ประจำปี 2555”
ดร.จุลเทพ ขจรไชยกูล ผู้อำนวยการหน่วยวิจัยการออกแบบและวิศวกรรม ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ ตัวแทนคณะทำงานเปิดเผยว่า เทคโนโลยีการตรวจวัดคุณภาพของอะลูมิเนียมเหลวสำหรับการผลิตงานหล่อคุณภาพสูง เป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับผู้ประกอบการหล่ออะลูมิเนียมที่ต้องมีอุปกรณ์ตรวจวัด วิเคราะห์ รวมถึงการใช้ซอฟต์แวร์ควบคุมชุดคำสั่งเพื่อให้ได้งานที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น และจากการสำรวจสถานภาพของอุตสาหกรรมหล่ออะลูมิเนียมในประเทศไทยพบว่า ผู้ประกอบการส่วนใหญ่เป็นอุตสาหกรรมขนาดกลางและขนาดย่อม ซึ่งมีข้อจำกัดทั้งในเรื่องขององค์ความรู้และเงินลงทุนในการจัดหาเครื่องมืออุปกรณ์ตลอดจนชุดคำสั่งต่างๆ มาใช้ในการควบคุมและประกันคุณภาพสินค้า ขณะที่เครื่องมืออุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่นั้นนำเข้าจากประเทศญี่ปุ่นมีราคาสูงมากและควบคุมคุณภาพได้เพียงบางส่วนเท่านั้น โดยพบว่าอัตราของเสียจากการหล่อโดยใช้เครื่องนำเข้าโดยที่ขาดความรู้ความเข้าใจที่ถูกต้อง อยู่ในระดับที่สูงกว่าร้อยละ 10 ขึ้นไป ทำให้ผู้ประกอบการต้องแบกรับภาระต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้น
“ตลาดหลักของอุตสาหกรรมหล่ออะลูมิเนียมคือ อุสาหกรรมยานยนต์ ถือว่าเป็นอุตสาหกรรมหลักที่มีปริมาณการผลิตค่อนข้างสูง รองลงมาคืออุตสาหกรรมเครื่องอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งจากเครื่องมืออุปกรณ์และชุดคำสั่งที่ผู้ประกอบการมีอยู่พบว่า มีอัตราของเสียจากการหล่อในลักษณะของรูพรุนจากก๊าซเจือปนอยู่เป็นจำนวนมากส่งผลให้เกิดการหล่อที่เนื้อไม่เต็ม ทำให้ขาดความสมบูรณ์ของเนื้องานและมีโครงสร้างทางโลหะวิทยาที่ไม่เหมาะสม เนื่องจากเครื่องมือดังกล่าวควบคุมคุณภาพได้เพียงบางส่วนเท่านั้น ซึ่งในการผลิตงานหล่ออะลูมิเนียมต้องการสมบัติทางกลสูง จำเป็นต้องมีการควบคุมคุณภาพของโลหะเหลว โดยเฉพาะสัดส่วนปริมาณไฮโดรเจนที่ละลายในอะลูมิเนียมขณะหลอมเหลว หากมีการละลายปนเปื้อนสูงจะส่งผลให้งานหล่อที่ผลิตได้มีสมบัติทางกลต่ำและไม่สามารถนำไปใช้งานได้อย่างปลอดภัย โรงงานที่ผลิตงานหล่ออะลูมิเนียมจึงต้องมีวิธีตรวจวัดการละลายของไฮโดรเจนในโลหะเหลวที่มีประสิทธิผลและประสิทธิภาพ ซึ่งเครื่องที่พัฒนาขึ้นได้เองจากนักวิจัยไทยได้มีการพัฒนาคุณภาพและตอบโจทย์ข้อนี้ได้ตรงตามเป้าหมาย โดยที่ผู้ประกอบการขนาดกลางและขนาดเล็กสามารถเข้าถึงเทคโนโลยีได้โดยไม่ต้องอาศัยความรู้ความเชี่ยวชาญด้านเทคนิคระดับสูง รวมทั้งช่วยลดอัตรางานเสียจากปัญหาการละลายของไฮโดรเจนในโลหะเหลวได้อย่างมีประสิทธิผล”
ทั้งนี้ ผลงานที่ ดร.จุลเทพ และคณะ ทำการวิจัยและพัฒนา มีด้วยกัน 3 ชิ้น คือ 1.เทคโนโลยีการตรวจวัดคุณภาพของอะลูมิเนียมเหลวสำหรับการผลิตงานหล่อคุณภาพสูง (Liquid Aluminum Assessment Technology for Production of High Integrity Aluminum Casting) ซึ่งได้จดสิทธิบัตรการประดิษฐ์และลิขสิทธิ์เครื่องหมายการค้าในชื่อ alRite-RPT by MTEC โดยได้ถ่ายทอดเทคโนโลยีให้บริษัทเอกชนในประเทศนำไปติดตั้งใช้งานจริงถึง 9 บริษัท อยู่ในช่วงทดลองใช้งานอีก 5 บริษัท รวมเป็นจำนวนเครื่องทั้งหมด 17 ชุด โดยที่ได้รับการยอมรับจากผู้ประกอบการต่างประเทศถึงประสิทธิภาพในการใช้งาน 2. เทคโนโลยีการตรวจวิเคราะห์ลักษณะทางโลหะวิทยาของอะลูมิเนียมหล่อขณะแข็งตัวก่อนการผลิต (Technology for Real-Time Evaluation of Metallurgical Concerns Prior to Production Casting of Aluminum Alloys) ซึ่งเป็นระบบเครื่องมือวิเคราะห์ทางความร้อนที่ช่วยให้ทราบถึงคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์อะลูมิเนียมที่ได้ขณะยังหลอมเหลว ทำให้สามารถปรับปรุงคุณสมบัติตามต้องการได้โดยสะดวกและเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตสูงขึ้น และ 3. เทคโนโลยีการป้อนจ่ายโลหะเหลวเพื่อการหล่องานสำหรับศึกษาสมบัติทางกลของอะลูมิเนียมผสม (Mold Filling Technology for Preferable Flow of Liquid Metal Developed for Study of Mechanical Properties of Aluminum Alloys) ซึ่งทั้งสองผลงานหลังได้มีการประยุกต์ใช้งานจริงในภาคอุตสาหกรรมในการช่วยพัฒนาคุณภาพผลิตภัณฑ์ เพิ่มประสิทธิภาพ และลดต้นทุนได้เป็นอย่างมาก
อย่างไรก็ตาม ดร.จุลเทพ ยังกล่าวอีกว่า งานวิจัยชิ้นนี้นอกจากจะก่อให้เกิดเทคโนโลยีที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้ประกอบการอุตสาหกรรมการหล่ออะลูมิเนียมแล้ว เทคโนโลยีเหล่านี้ยังสร้างความน่าเชื่อถือให้กับผู้ประกอบการและคุณภาพที่ผู้บริโภคพึงได้รับด้วย ซึ่งในปัจจุบันแต่ละประเทศโดยเฉพาะในทวีปเอเชียมีการแข่งขันงานหล่ออะลูมิเนียมในอุตสาหกรรมยานยนต์เพิ่มสูงขึ้น ผู้ประกอบการไทยจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องปรับตัวเพื่อให้เข้ากับกลไกตลาดที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ดังนั้นความสามารถในการลดของเสียจากกระบวนการผลิตจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผู้ประกอบการ เพราะหากสามารถลดของเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตได้จะช่วยให้ลดต้นทุนการผลิตและได้สินค้าที่มีคุณภาพสูงกว่าคู่แข่งจากประเทศเพื่อนบ้านอย่างจีน และอินโดนีเซียอีกด้วย