Research

กว่าจะมาเป็นล้อกลมๆ ที่หมุนได้


ดร.ชิดชนน์ สารรักษ์

ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร

e-mail: chidchon_s@yahoo.com

กว่าจะมาเป็นล้อกลมๆ ที่หมุนได้...

ถ้าพูดถึงยานพาหนะ หลายๆ คนคงนึกถึงรถ.... ไม่ว่าจะเป็นรถจักรยาน รถจักรยานยนต์ รถยนต์ รถบรรทุก รถกระบะ รถตู้ ฯลฯ รวมไปถึงเครื่องบิน ซึ่งการที่จะทำให้ยานพาหนะเหล่านี้เคลื่อนที่ไปได้นั้น ส่วนประกอบที่สำคัญส่วนนึงนั้นคงหนีไม่พ้นยางล้อ ซึ่งยานพาหนะแต่ละประเภทก็จะใช้ยางที่มีขนาดและคุณสมบัติแตกต่างกันไป แต่พวกเรารู้หรือไม่ว่ากว่าจะมาเป็นยางล้อนั้น วัตถุดิบและกระบวนในการผลิตนั้นเป็นอย่างไร วันนี้จะมาเล่าแบบสรุปสั้นๆ ให้เข้าใจง่ายๆ กัน ... พร้อมไหม ? เราไปดูกันเลย

ก่อนอื่นเรามาดูกันว่าวัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิตยางล้อมีอะไรกันบ้าง ??? วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิตยางล้อนั้นประกอบด้วย ยางธรรมชาติ (เมืองไทยเรามีเยอะ มันคือยางจากต้นยางพารานั้นเอง) ยางสังเคราะห์ (เมืองไทยของเราก็มีนะ ได้มาจากการนำน้ำมันปิโตรเลียมมาผ่านกระบวนการเช่นเดียวกับการผลิตพลาสติก) ผงคาร์บอนและผงซิลิกา (ถ่านดำปิ้ดปี๋กับทรายขาวละเอียด) เส้นลวดโลหะและเส้นใยเสริมแรง (เพิ่มความแข็งแกร่งของโครงล้อกันหน่อย) และสารเคมีบางตัว (กำมะถัน ช่วยเพิ่มความแข็งให้กับยาง) วัตถุดิบที่กล่าวมาข้างต้น แสดงดังรูปที่ 1 ตามลำดับจากซ้ายไปขวา

รูปที่ 1 วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิตยางล้อ [1]

ก่อนที่จะไปดูขั้นตอนกระบวนการผลิตยางล้อ เรามาดูกันหน่อว่ายางล้อ (รถยนต์) สีดำๆ ถ้าผ่าออกมาดูนั้น จะมีส่วนประกอบสำคัญอะไรกันบ้าง ตามมาดูที่ละส่วนกันเลยค่ะ ... จากรูปที่ 2 แสดงส่วนประกอบต่างๆ ของล้อซึ่งประกอบด้วย 5 ส่วนหลักๆ คือ 

  • หน้ายาง (Tread) คือ ส่วนประกอบที่อยู่นอกสุดของยาง เป็นส่วนเดียวที่สัมผัสผิวถนน โดยที่หน้ายางจะประกอบไปด้วยดอกยางและร่องยางเพื่อทำหน้าที่ในการยึดเกาะถนน
  • แก้มยาง (Side wall) คือ ส่วนด้านข้างสุดของยาง ที่ไม่ได้สัมผัสพื้นผิวถนนขณะที่รถวิ่งอยู่ แต่เป็นส่วนที่มีความยืดหยุ่นมากที่สุดของยางในขณะที่ใช้งาน
  • โครงยาง (Body ply) คือ ส่วนประกอบหลักของยาง ซึ่งมีบทบาทสำคัญที่ทำให้ล้อคงรูปร่าง และรักษาความดันลมภายในยาง เพื่อให้ยางสามารถรับน้ำหนักบรรทุกได้ รวมทั้งต้องทนทานต่อแรงกระแทก หรือสั่นสะเทือนจากถนนที่มีต่อยางได้ดี
  • เข็มขัดรัดหน้ายาง (Belt) คือ ชั้นที่อยู่ระหว่างหน้ายาง (Tread) กับโครงยาง (Carcass ply หรือ Body ply) ในกรณียางธรรมดา (Bias Tire) เรียกว่า “ผ้าใบเสริมหน้ายาง (Breaker)” แต่ในกรณียางเรเดียล (Radial Tire) เรียกว่า “เข็มขัดรัดหน้ายาง (Belt)” ซึ่งทำหน้าที่เพิ่มความแข็งแรง ให้กับหน้ายาง ให้ยางสามารถรับแรงกระแทกได้ดี และป้องกันไม่ให้โครงยางชำรุดเสียหายจากสิ่งอันตรายต่างๆ จากพื้นถนน
  • ขอบยาง (Bead) คือ บริเวณปลายของโครงยาง ซึ่งประกอบด้วยกลุ่มของเส้นลวดเหล็กกล้า (High Carbon Steel) ที่ช่วยยึดส่วนปลายทั้ง 2 ข้างของโครงยางไว้ ทำให้มีความแข็งแรงและสามารถยึดแน่นสนิทดีกับกระทะล้อเมื่อนำไปใช้งานสำหรับยางรถยนต์ที่ไม่ใช้ยางใน (Tubeless Tire) ขอบยางเป็นส่วนที่สำคัญอย่างยิ่ง ที่จะต้องทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้ลมยางรั่วซึมออกมา

รูปที่ 2 ส่วนประกอบของยางล้อ [2]

เมื่อเราเห็นภาพโดยรวมของส่วนประกอบยางล้อกันแล้ว คราวนี้เรามาดูขั้นตอนกระบวนการผลิตกันหน่อย ขั้นตอนการผลิตยางล้อ ประกอบด้วย 6 ขั้นตอน [3-4] ดังนี้

1) การผสมและบดยาง [Mixing and milling] ยางดิบ ทั้งยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์ จะถูกบดผสมกับสารเคมีที่สัดส่วนแตกต่างกันไป เพื่อให้ได้สูตรยางที่แตกต่างกัน

2) การทอขึ้นรูปโครงโลหะและเส้นใยเสริมแรง [Weaving] การเพิ่มความแข็งแรงของล้อทำได้โดยเสริมด้วยโครงโลหะ รวมถึงเส้นใยเสริมแรงในแต่ละชั้นของเนื้อยาง โดยในขั้นตอนนี้เส้นลวดโลหะจะถูกทอให้เป็นเส้นที่ใหญ่ขึ้นเพื่อใช้เป็นส่วนประกอบของโครงยาง ขอบยาง รวมทั้งเข็มขัดรัดหน้ายาง และเส้นใยเสริมแรงถูกทอเป็นผืนแล้วส่งต่อไปยังขั้นตอนถัดไป

3) การกดอัดและฉาบ [Extruding and calendering] ยางที่ผสมแล้ว ถูกอัดรีดให้เรียบและฉาบบนผ้าใบเส้นใยเสริมแรง และเส้นลวดโลหะที่ถูกทอจากขั้นตอนก่อนหน้า หลังจากนั้นถูกตัดเป็นชิ้นๆ เป็นส่วนประกอบต่างๆ ของล้อ

4) การสร้างยาง [Building] เป็นขั้นตอนการนำส่วนต่างๆ ที่เตรียมไว้มาประกอบทีละชั้น ขึ้นรูปให้ได้เป็นยางล้อออกมา

5) การอบยาง [Curing and vulcanizing] ยางที่ประกอบขึ้นรูปออกมาเป็นล้อแล้วจะขาดขั้นตอนนี้ไม่ เพราะสมบัติของยางนั้นยังไม่เสถียร ยางล้อจำเป็นต้องผ่านขั้นตอนการอบบ่มด้วยความร้อน (จากน้ำร้อนหรือไอน้ำร้อน) เพื่อให้โครงสร้างของยางเกิดการเชื่อมโยง (cross linked) ส่งผลให้ยางที่เหนียวและยืดหยุ่นมากเกินไปมีความแข็งมากขึ้น

6) การตรวจสอบคุณภาพ [Inspection and finishing] ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนสุดท้ายที่สำคัญและขาดไม่ได้ ซึ่งก็คือการตรวจสอบคุณภาพก่อนที่จะจัดเก็บเข้าคลังสินค้าต่อไป โดยรายละเอียดของขั้นตอนในกระบวนการผลิตยางล้อ (รถยนต์) แสดงดังรูปที่ 3

รูปที่ 3 ขั้นตอนในกระบวนการผลิตยางล้อ [4]

 

เป็นยังไงกันบ้างคะ .... กว่าจะได้ล้อกลมๆ ที่หมุนได้ มันไม่ง่ายเลยใช่ไหมคะ เรารู้ที่มาและการผลิตของยางล้อกันแล้ว ในฐานะผู้บริโภค เราก็ควรที่จะรู้จักการเลือกใช้ยางให้เหมาะสมกับรถและการใช้งานของเรา ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่ควรคำนึงถึง ไว้มาเล่าให้ฟังกันต่อในครั้งถัดไปนะคะ

 

เอกสารอ้างอิง

[1] ชิดชนน์ สารรักษ์, เอกสารประกอบการสอนวิชา กระบวนการวิศวกรรมเคมี, 2563.

[2] https://www.bridgestone.com/products/basic_knowledge/structure/

[3] https://www.deestone.com/whydeestone/production.aspx#.X7ZCXrdS-1s

[4] http://automobileconsultant.blogspot.com/2014/03/automobile-tyre-making.html

<< ย้อนกลับ