Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
IMPROVEMENT OF ESSENTIAL PROPERTIES OF RESIN COATED SAND FOR HOLLOW CORE PRODUCTION
Year (A.D.)
2017
Document Type
Thesis
First Advisor
นภัสสวงศ์ โอสถศิลป์
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Industrial Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมอุตสาหการ
DOI
10.58837/CHULA.THE.2017.1423
Abstract
งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุงค่าคุณสมบัติที่สำคัญของทรายเคลือบเรซินที่ใช้ในกระบวนการผลิตไส้แบบกลวง โดยวิธีการหาค่าการปรับตั้งเครื่องจักรที่เหมาะสมของปัจจัยที่อยู่ภายในกระบวนการผสม ซึ่งคุณสมบัติที่ตรวจสอบจะประกอบไปด้วยคุณสมบัติทั้งแปดดังนี้คือ ความทนแรงดัดโค้ง ปริมาณการสูญเสียหลังการเผา อุณหภูมิต่ำสุดที่ทรายเริ่มเซตตัว แก๊ส การขยายตัวทางความร้อน ความโก่งงอของชิ้นงาน พีลแบค และความหนาของผนัง งานวิจัยนี้เริ่มต้นจากการวิเคราะห์หาปัจจัยนำเข้าโดยอาศัยเมทริกซ์ความสัมพันธ์ของสาเหตุและผลในการจัดลำดับความสำคัญของปัจจัย จากนั้นจึงใช้การออกแบบพื้นผิวผลตอบแบบส่วนประสมกลางชนิด Face-Centered (CCF) เพื่อทดสอบความมีนัยสำคัญของปัจจัยทั้ง 6 ปัจจัยที่ศึกษา ที่ส่งผลกระทบต่อค่าคุณสมบัติที่สำคัญของทรายเคลือบเรซินทั้งแปดคุณสมบัติ จากนั้นสร้างสมการความพันธ์ระหว่างปัจจัยนำเข้าที่มีนัยสำคัญกับตัวแปรตอบสนองโดยอาศัยเทคนิคการคัดเลือกตัวแปรอิสระแบบขั้นตอนชนิดวิธีลดตัวแปรอิสระ จากนั้นจึงหาค่าการปรับตั้งเครื่องจักรที่เหมาะสมด้วยเทคนิคการหาค่าที่เหมาะสม ซึ่งได้สภาวะที่เหมาะสมของปัจจัยในขั้นตอนการผสมคือ อุณหภูมิของวัตถุดิบตั้งต้นเท่ากับ 120 ºC เวลาในการปล่อยตัวประสานเท่ากับ 4 วินาที เวลาในการปล่อยสารละลายที่ช่วยเพิ่มความแข็งแรงเท่ากับ 45 วินาที เวลาในการเริ่มเปิดระบบระบายความร้อนด้วยอากาศเท่ากับ 8 วินาที ระยะเวลาในการระบายความร้อนด้วยอากาศเท่ากับ 100 วินาที และเวลาในการปล่อยสารที่ช่วยให้ทรายไหลตัวเท่ากับ 9 วินาที หลังจากนั้นจึงทำการทดสอบเพื่อยืนยันผลที่ได้จากค่าการปรับตั้งเครื่องจักรใหม่ พร้อมทั้งจัดทำแผนควบคุม วิธีการปฏิบัติงาน และใบตรวจสอบ เพื่อใช้ในการควบคุมปัจจัยในกระบวนการผสมและค่าคุณสมบัติที่สำคัญของทรายเคลือบเรซินให้อยู่ในเกณฑ์การยอมรับที่ทางโรงงานกำหนดไว้ ผลการปรับปรุงที่ได้จะใช้ค่าดัชนีชี้วัดความสามารถของกระบวนการ (Cpk) เป็นตัวเปรียบเทียบค่าคุณสมบัติก่อนปรับปรุงและหลังปรับปรุง โดยพบว่าค่า Cpk ของความทนแรงดัดโค้งมีค่าเพิ่มขึ้นจาก -0.69 เป็น 0.54 ค่า Cpk ของปริมาณการสูญเสียหลังการเผามีค่าเพิ่มขึ้นจาก 0.01 เป็น 1.12 ค่า Cpk ของอุณหภูมิต่ำสุดที่ทรายเริ่มเซตตัวมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 0.78 เป็น 1.18 ค่า Cpk ของแก๊สมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 0.38 เป็น 1.29 ค่า Cpk ของการขยายตัวทางความร้อนมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 0.53 เป็น 0.54 ค่า Cpk ของความโก่งงอของชิ้นงานมีค่าเพิ่มขึ้นจาก -0.28 เป็น 0.01 ค่า Cpk ของพีลแบคมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 0.06 เป็น 0.26 และค่า Cpk ของความหนาของผนังมีค่าเพิ่มขึ้นจาก -0.07 เป็น 0.75 นอกจากนี้ยังช่วยให้ทางโรงงานสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายไปได้เท่ากับ 236,058.91 บาทต่อปี
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
This research aims to improve essential properties of resin coated sand used in hollow core production by finding the optimal levels of factors in the mixing process. The essential properties of resin coated sand were bending strength, loss of ignition, melting point, gas, thermal expansion, bend, peel back, and shell thickness. This research started from prioritizing and screening process factors by using the Cause and Effect matrix. Then, the Central Composite Design of Face-Centered (CCF) type was employed to test the significance of these six factors onto the essential properties of resin coted sand. Next, Stepwise Regression analysis with Backward Elimination technique was performed to construct the regression models between process factors and responses. After that, the optimal condition of these factors was obtained using the optimization technique. It was found that the optimal condition of the mixing process was at the temperature of starting material of 120 ºC, the time to release binder of 4 seconds, the time to release hardener solution of 45 seconds, the time to start air cooling system of 8 seconds, the air cooling time duration of 100 seconds, and the time to release a substance that helps flow ability of sand of 9 seconds. Finally, the optimal process factor levels were verified in the real plant scale. Finally, the control plan, work instruction and check sheet were created to control process factors and essential properties of resin coated sand after improvement. After improvement, the process capability index (Cpk) was used to compare the properties of resin coated sand before and after improvement. It was found that the Cpk of bending strength increased from -0.69 to 0.54, the Cpk of loss of ignition increased from 0.01 to 1.12, the Cpk of melting point increased from 0.78 to 1.18, the Cpk of gas increased from 0.38 to 1.29, the Cpk of thermal expansion increased from 0.53 to 0.54, the Cpk of bend increased from -0.28 to 0.01, the Cpk of peel back increased from 0.06 to 0.26, and the Cpk of shell thickness increased from -0.07 to 0.75. Moreover, the improvement can possibility save the production cost up to 236,058.91 baht per year.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
จริยาจิรวัฒนา, จักรพันธ์, "การปรับปรุงค่าคุณสมบัติที่สำคัญของทรายเคลือบเรซินสำหรับทำไส้แบบกลวง" (2017). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 1913.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/1913