Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษาการตัดวัสดุเปราะชนิดมีรูพรุน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

A study of machaining on brittle porous material

Year (A.D.)

2001

Document Type

Thesis

First Advisor

สมชาย พัวจินดาเนตร

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมอุตสาหการ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2001.1403

Abstract

ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยของคุณสมบัติวัสดุเปราะชนิดมีรูพรุน กับแรงในการตัดเจาะ ผงวัสดุ HA ที่ใช้ในงานวิจัยได้จากการสังเคราะห์โดยปฏิกิริยาทางเคมี ระหว่าง Ca(NO3)2 (NH4)2HPO4 และ NH4OH นำผงที่สังเคราะห์ได้ผสมกับแป้ง ที่ส่วนผสมระหว่าง 1% ถึง 5% โดยปริมาตร แล้วอัดลงในแม่พิมพ์ด้วยแรงอัดระหว่าง 2 ถึง 10 MPa หลังจากนั้นนำไปเผาเพื่อให้อนุภาคของผงเชื่อมติด ที่อุณหภูมิ 1100 ํC เป็นระยะเวลา 3 ชั่วโมง นำชิ้นงานที่ได้ทดสอบคุณสมบัติดังต่อไปนี้ ความหนาแน่นบัลค์ เปอร์เซ็นต์ความพรุน ความแข็ง ความแข็งแรงดัด และโมดูลัส แล้วนำชิ้นงานทำการทดสอบแรงในการเจาะโดยใช้ Dynamometer สภาวะควบคุมในการเจาะมีดังต่อไปนี้ ความเร็วรอบระหว่าง 130 ถึง 920 rpm อัตราการป้อนตัดระหว่าง 0.035 ถึง 0.14 mm/รอบ ดอกสว่านชนิด High Speed Steel (HSS.) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. นำข้อมูลที่ได้มาวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างแรงในการเจาะ กับคุณสมบัติด้านต่างๆ ของชิ้นงาน จากผลการทดลองพบว่า ชิ้นงานมีความหนาแน่นบัลค์อยู่ระหว่าง 1.48 ถึง 1.83 g/cm3 เปอร์เซ็นต์ความพรุนอยู่ระหว่าง 18.68-42.49% ความแข็งอยู่ระหว่าง 28.20-113.42HV ความแข็งแรงดัดอยู่ระหว่าง 4.00 ถึง 14.36MPa และโมดูลัสอยู่ระหว่าง 0.98 ถึง 2.35GPa จากการทดสอบแรงในการเจาะพบว่าแรงดุน (Thrust Force) อยู่ในช่วงระหว่าง 11.99-21.98N และแรงบิด (Torque) อยู่ในช่วง 10.36-14.89N.mm. ผลจากการวิเคราะห์การถดถอยพบว่า คุณสมบัติความหนาแน่นบัลค์ เปอร์เซ็นต์ความพรุน ความแข็ง ความแข็งแรงดัด และโมดูลัส สามารถใช้ประมาณการแรงในการเจาะวัสดุชิ้นงานได้ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงในการเจาะ กับคุณสมบัติชิ้นงานมีดังต่อไปนี้ เมื่อความหนาแน่นบัลค์ ความแข็ง ความแข็งแรงดัด และโมดูลัสมีค่าสูงขึ้น จะส่งผลให้แรงในการเจาะมีแนวโน้มสูงขึ้น ส่วนเปอร์เซ็นต์ความพรุนเมื่อสูงขึ้น จะส่งผลให้แรงในการเจาะมีแนวโน้มลดลง

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

To study the relations between drilling force and properties of brittle porous material of hydroxyapatite (HA). The hydroxyapatite powder was produced by chemical reaction (Synthesis Process) between Ca(NO3)2, (NH4)2HPO4 and NH4OH. The HA powder was mixed with starch powder ranging from 1 to 5% by volume. The mixed powder was pressed using a single action die in uniaxial press at 2 to 10MPa and then sintered at 1100 ํC with the dwell time of 3hr followed by furnace cooling. The bulk density, %porosity, hardness, bending strength and modulus of sintered porous HA were analyzed. The sintered porous hydroxyapatite were drilled with the running speed of 130 to 920 rpm, feed of 0.035 to 0.14 mm/rev using dynamometer. The diameter of the High Speed Steel (HSS) drill used in this study was 3 mm. The results showed that the properties of the porous hydroxyapatite were ranged from 1.48-1.83 g/cm3 of bulk density, 18.68-42.49% of %porosity, 28.28-113.42 HV of hardness, 4.00-14.36MPa of bending strength and 0.98-2.35GPa of modulus. The results of drilling force test found that the thrust forces were ranged between 11.99 and 21.98N and the torque were ranged between 10.36 and 14.89N.mm. The regression analytical results showed that the drilling forces being the thrust force and the torque increased with increasing bulk density, hardness, bending strength and modulus, whereas drilling forces decreased with increasing %porosity.

Link to Full Text

Share

COinS