ชิ้นส่วนที่ผลิตโดยวิธีการดึงลึกมีคุณสมบัติสำคัญอย่างไร และนำไปใช้ในลักษณะใดบ้าง

กระบวนการดึงลึก: วิธีการสร้างชิ้นส่วนโลหะประสิทธิภาพสูง

กระบวนการดึงลึกจะเปลี่ยนแผ่นโลหะแบนให้กลายเป็นชิ้นส่วนกลวงที่มีความแข็งแรงและแม่นยำ เป็นกระบวนการขึ้นรูปแบบเย็นที่ใช้แรงกดทับอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับแต่งวัสดุโดยไม่ต้องใช้การเชื่อมหรือตะเข็บ ด้วยเหตุนี้จึงเหมาะมากสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์ การบิน และการผลิตเครื่องมือแพทย์ เมื่อบริษัทต่างๆ สามารถผสมผสานการออกแบบแม่พิมพ์ที่ชาญฉลาดเข้ากับความรู้เกี่ยวกับโลหะชนิดต่างๆ ได้อย่างลงตัว พวกเขาก็สามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนได้หลากหลาย จุดเด่นที่สำคัญคือ ยังสามารถควบคุมความคลาดเคลื่อนได้แม่นยำถึง +/- 0.005 นิ้ว และเกิดของเสียในกระบวนการผลิตเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

การดึงลึกคืออะไร? ภาพรวมพื้นฐานของเทคนิคการขึ้นรูปโลหะแผ่น

การดึงลึก (Deep drawing) คือกระบวนการที่ผู้ผลิตใช้แรงดันจากเครื่องมือพันช์ดึงแผ่นโลหะแบนเข้าไปในช่องแม่พิมพ์ (die cavity) เพื่อสร้างชิ้นส่วนที่มีความสูงมากกว่าความกว้างของมัน ซึ่งแตกต่างจากการดึงตื้น (shallow drawing) ที่สามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงง่าย ๆ ได้ในครั้งเดียว ส่วนการดึงลึกนั้น โลหะจะต้องผ่านหลายขั้นตอนโดยใช้แม่พิมพ์ที่มีรูปร่างเปลี่ยนไปทีละลำดับ เพื่อไม่ให้วัสดุฉีกขาดหรือเกิดรอยย่นที่ไม่น่าพึงประสงค์ระหว่างกระบวนการ โดยทั่วไป โรงงานส่วนใหญ่พบว่าวิธีนี้เหมาะกับโลหะที่ยืดตัวได้ดี เช่น สแตนเลสและโลหะผสมอลูมิเนียม วัสดุเหล่านี้สามารถลดขนาดได้มากโดยไม่เกิดการแตกหัก แม้ว่าจะไม่มีใครผลักดันให้มันเกินขีดจำกัดที่ส่งผลต่อคุณภาพการผลิต

บทบาทของแรงกลและการออกแบบแม่พิมพ์ที่แม่นยำในการขึ้นรูปชิ้นส่วนที่ดึงลึก

การใช้แรงทางกลที่ควบคุมได้ในช่วงประมาณ 50 ถึง 2,000 ตัน ร่วมกับแม่พิมพ์หลายขั้นตอน ช่วยให้การไหลของวัสดุสม่ำเสมอตลอดกระบวนการขึ้นรูป เมื่อพูดถึงความแม่นยำ ผู้ผลิตต่างพึ่งพาแม่พิมพ์ที่มีพื้นผิวขัดเงา ซึ่งช่องว่างรัศมีจะต้องน้อยกว่า 10% ของความหนาจริงของวัสดุ เพื่อลดปัญหาแรงเสียดทาน สำหรับสายการผลิตที่มีปริมาณสูง เพลทที่เคลือบไนโตรเจนกลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐาน เนื่องจากช่วยลดปัญหาการสึกหรอแบบติดกันได้อย่างมาก และอย่าลืมบทบาทของซอฟต์แวร้จำลองขั้นสูงในปัจจุบัน โปรแกรมเหล่านี้สามารถทำนายตำแหน่งที่ความเครียดจะเกิดขึ้นในวัสดุได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้วิศวกรมอบแบบแม่พิมพ์ที่สามารถแก้ไขข้อบกพร่องในการผลิตที่พบบ่อย เช่น การเกิดริมขอบไม่สม่ำเสมอ (earing) หรือผนังบางเกินไปในบางพื้นที่

คุณสมบัติของวัสดุส่งผลต่อการเตรียมแผ่นวัสดุและการขึ้นรูปได้อย่างไร

วิธีการเตรียมแผ่นโลหะขั้นต้นนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลัก 3 ประการ ได้แก่ ความแข็งของวัสดุ โครงสร้างเกรน และความยืดหยุ่นก่อนที่วัสดุจะขาด ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้งานกับโลหะที่ผ่านการอบอ่อน (annealed metals) ซึ่งมีค่าการยืดตัว (elongation) อย่างน้อย 40% เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 แบบดั้งเดิม เราสามารถขึ้นรูปให้มีลักษณะลึกมากกว่าเมื่อเทียบกับโลหะผสมที่มีความแข็งสูงกว่า โดยทั่วไปแล้วตัวยึดแผ่นโลหะ (blank holders) จะใช้แรงกดประมาณ 10 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ของแรงรวมที่ใช้ในการขึ้นรูป เพื่อควบคุมการไหลของโลหะให้เหมาะสมในระหว่างการขึ้นรูป นอกจากนี้ สารหล่อลื่นยังมีบทบาทสำคัญในการลดการสึกหรอของพื้นผิว ในกรณีที่ใช้วัสดุที่ยืดตัวได้ไม่ดี ผู้ผลิตมักจะแทรกขั้นตอนการอบอ่อนช่วงระหว่างกระบวนการดึงขึ้นรูป (drawing operations) เพื่อฟื้นฟูความยืดหยุ่นของวัสดุ ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตชิ้นงานที่มีอัตราส่วนความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง (depth to diameter ratios) สูงได้ บางครั้งสามารถสูงถึง 3:1 ในสภาพแวดล้อมการผลิตจริง

คุณสมบัติหลักของชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยวิธี Deep Drawing: ความแม่นยำ ความแข็งแรง และความสมบูรณ์แบบไร้รอยต่อ

ชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยการดึงลึกมีความโดดเด่นในงานที่ต้องการความแม่นยำของรูปร่าง ความแข็งแรงของโครงสร้าง และความสม่ำเสมอในการผลิต ลองมาดูคุณสมบัติเด่นและข้อจำกัดของกระบวนการนี้

ความแม่นยำทางมิติสูงและความสม่ำเสมอสำหรับงานที่ต้องการความทนทานแน่นหนา

การดึงลึกสามารถควบคุมความคลาดเคลื่อนได้ละเอียดถึง ±0.01 มม. ซึ่งสำคัญมากสำหรับหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงและตัวเครื่องมือแพทย์ที่ต้องการการปิดผนึกแน่นหนาไร้การรั่วซึม การใช้ชุดแม่พิมพ์หลายขั้นตอนร่วมกับแม่พิมพ์ที่ผลิตด้วยเครื่องจักร CNC ทำให้ความแปรปรวนต่ำกว่า 50 ไมครอนตลอดการผลิตมากกว่า 10,000 ชิ้น ช่วยลดขั้นตอนการตกแต่งสำหรับอุตสาหกรรมเช่นการบินและอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก

รูปร่างที่ซับซ้อนสร้างขึ้นผ่านหลายขั้นตอนการขึ้นรูปต่อเนื่อง

กระบวนการนี้เปลี่ยนแผ่นโลหะแบนให้กลายเป็นรูปร่างลักษณะถ้วยที่มีความลึกมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 5 เท่า โดยใช้แม่พิมพ์ต่อเนื่อง 4–12 ขั้นตอน สามารถสร้างขอบก้นแนวรัศมี ผนังแบบมีขั้นบันได และลักษณะรูปร่างที่ไม่สมมาตรโดยไม่ต้องเชื่อม ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยการตัดดัดเชื่อม ตัวอย่างเช่น กล่องป้องกันสัญญาณรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ (EMI shielding cans) ที่มีความหนาผนังเพียง 0.5 มม. และร่องล็อกที่ซับซ้อนแสดงถึงศักยภาพนี้ได้อย่างชัดเจน

ความแข็งแรงเชิงโครงสร้างที่เพิ่มขึ้นจากการแปรรูปเย็นและการจัดแนวเกรนโลหะ

การแปรรูปเย็นในระหว่างการดึงเพิ่มความแข็งของวัสดุขึ้น 15–30% พร้อมทั้งจัดแนวเกรนโลหะตามทิศทางของแรงที่กระทำ สิ่งนี้ทำให้ชิ้นส่วนที่ผลิตขึ้นมามีความต้านทานต่อการเกิดความล้าได้สูงกว่าทางเลือกที่เป็นแบบเชื่อมถึง 2–3 เท่า ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วจากตัวอย่างที่ใช้ในตัวเครื่องตรวจจับของรถยนต์ที่สามารถทนต่อการทดสอบด้วยอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงได้มากกว่า 100 รอบ ในช่วงอุณหภูมิ -40°C ถึง 150°C

กรณีที่ชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยการดึงลึกอาจให้ผลลัพธ์ต่ำกว่าที่คาดหวัง: การเปรียบเทียบกับทางเลือกที่เป็นแบบเชื่อมหรือกลึง

ชิ้นส่วนที่มีผนังบาง (<0.3 มม.) มีความเสี่ยงที่จะเกิดรอยย่นในระหว่างกระบวนการดึงลึก ทำให้ชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยการตัดและเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่า สำหรับการผลิตจำนวนน้อย (<500 ชิ้น) มักนิยมใช้วิธีกลึง เนื่องจากต้นทุนค่าแม่พิมพ์ที่ต่ำกว่า แม้ว่าจะมีปริมาณวัสดุที่เสียทิ้งเพิ่มขึ้น 40–60% เมื่อเทียบกับประสิทธิภาพในการใช้วัสดุของกระบวนการดึงที่ใกล้เคียงกับรูปร่างสุดท้าย

การเลือกวัสดุเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดของชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยการดึงลึก

วัสดุที่นิยมใช้ในการดึงลึก: สแตนเลส, ไทเทเนียม, ทองเหลือง, ทองแดง และโลหะผสม

คุณค่าที่แท้จริงของชิ้นส่วนที่ผลิตโดยวิธีการดึงลึก (deep drawn parts) ขึ้นอยู่กับวัสดุที่นำมาใช้ในการผลิตเป็นสำคัญ ปัจจุบันเหล็กกล้าไร้สนิม (stainless steel) ถูกใช้เกือบทุกหนแห่งในอุปกรณ์การแพทย์และเครื่องจักรสำหรับแปรรูปอาหาร คิดเป็นสัดส่วนประมาณ 72% ของแอปพลิเคชันทั้งหมด เนื่องจากไม่มีใครต้องการให้โลหะเกิดสนิมหรือเกิดปฏิกิริยาเคมีในระหว่างกระบวนการฆ่าเชื้อ เมื่อพูดถึงเครื่องบินและยานอวกาศ ไทเทเนียม (titanium) ถือเป็นวัสดุอันดับหนึ่ง เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงเมื่อเทียบกับน้ำหนักตัวของมัน วัสดุชนิดนี้สามารถลดน้ำหนักได้ราว 30% โดยไม่สูญเสียความทนทาน ซึ่งเป็นเรื่องสำคัญมากเมื่อต้องเผชิญกับวงจรสัมผัสแรง (stress cycles) ซ้ำๆ สำหรับงานที่ต้องการความนำไฟฟ้าที่ดี ทองแดง (copper) และเหล็กกล้าซิงค์ (brass) ถือเป็นวัสดุที่ยากจะเอาชนะด้วยค่าความนำไฟฟ้าระดับ 100% IACS ที่โดดเด่น นอกจากนี้ อลูมิเนียมอัลลอย (aluminum alloys) ยังให้สมดุลที่ดีอีกด้วย โดยมีค่าความแข็งแรงอยู่ระหว่าง 150 ถึง 200 MPa และยังคงสามารถขึ้นรูปเป็นชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อนได้ง่าย

การประเมินความสามารถในการขึ้นรูป (Formability) ความเหนียว (Ductility) และความแข็งแรง (Strength) สำหรับการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพสูง

ประสิทธิภาพของวัสดุขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่วัดค่าได้ 3 ประการดังนี้

• ความสามารถในการขึ้นรูป (การยืดตัว >40% สำหรับภาชนะลึกตามมาตรฐาน ASTM E8)
• ความยืดหยุ่น (ค่า n >0.45 ซึ่งบ่งชี้การกระจายแรงดึงที่สม่ำเสมอ)
• ความแข็งแรงหลังการขึ้นรูป (อัตราการแข็งตัวจากการทำงานสูงถึง 300 MPa ในเหล็กกล้าออสเทนนิติก)

อลูมิเนียม 3003 มีความสามารถในการดึงลึกได้มากกว่าเหล็กกล้าอ่อนถึง 50% ก่อนที่จะเกิดการคอหอย (necking) แต่เหล็กกล้าสแตนเลส 304 ยังคงมีความแข็งแรงดึง (tensile strength) สูงกว่าอลูมิเนียมถึง 2.3 เท่าหลังการขึ้นรูป การเปรียบเทียบนี้มีผลต่อการเลือกวัสดุ: หัวฉีดน้ำมันที่ต้องการการดึงลึกเป็นพิเศษจะให้ความสำคัญกับความสามารถในการรับแรงดันระเบิดของเหล็กกล้าสแตนเลสที่ 1,200 MPa มากกว่าความเบาของอลูมิเนียม)

กรณีศึกษา: การเปลี่ยนจากอลูมิเนียมมาใช้เหล็กกล้าสแตนเลสในตัวเครื่องอุปกรณ์ทางการแพทย์

เมื่อผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ชั้นนำพบปัญหาการล้มเหลวในการฆ่าเชื้อซ้ำๆ (อัตราปฏิเสธ 12%) ในตัวเครื่องอลูมิเนียม การเปลี่ยนมาใช้เหล็กกล้าสแตนเลส 316L สามารถแก้ไขปัญหาสำคัญสามประการได้

1. ความสามารถในการยอมรับทางชีวภาพ : ผ่านการทดสอบพิษต่อเซลล์ตามมาตรฐาน ISO 10993-5 ที่ระดับสารสกัด 0.5%
2. ความทนทานต่อการฆ่าเชื้อด้วยเครื่อง Autoclave : ทนต่อรอบการฆ่าเชื้อได้มากกว่า 3,000 รอบ เมื่อเทียบกับข้อจำกัดที่ 800 รอบของอลูมิเนียม
3. เสถียรภาพทางมิติ : รักษาความคลาดเคลื่อน ±0.025 มม. ภายใต้การทดสอบเปลี่ยนอุณหภูมิที่ 135°C

ข้อมูลหลังการเปลี่ยนแปลงแสดงให้เห็นว่าข้อบกพร่องในการผลิตลดลง 35% และอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ยาวนานขึ้น 19% — ปัจจัยสำคัญที่สนับสนุนการเพิ่มขึ้นของต้นทุนวัสดุถึง 28%

ข้อดีของชิ้นส่วนที่ผลิตโดยวิธีการอัดรีดลึก (Deep Drawn Parts) ในอุตสาหกรรมการผลิตจำนวนมาก

ประสิทธิภาพด้านต้นทุนและการสูญเสียวัสดุน้อยที่สุดในการผลิตจำนวนมาก

การขึ้นรูปด้วยแรงดึงลึก (Deep drawing) เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก เนื่องจากช่วยลดวัสดุที่สูญเสียไปในกระบวนการผลิต เมื่อใช้วิธีนี้ ผู้ผลิตสามารถใช้แผ่นโลหะได้ตั้งแต่ประมาณ 92 ถึงเกือบ 98 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งดีกว่าวิธีการกลึงแบบดั้งเดิมที่มักจะใช้ได้เพียงประมาณ 60 ถึง 75 เปอร์เซ็นต์ การใช้แม่พิมพ์แบบโปรเกรสซีฟ (Progressive dies) ทำให้ชิ้นส่วนถูกขึ้นรูปให้ใกล้เคียงกับรูปร่างสุดท้ายตั้งแต่เริ่มต้น จึงไม่จำเป็นต้องทำการตัดแต่งเพิ่มเติมในภายหลัง อีกทั้งยังช่วยประหยัดต้นทุน โดยบริษัทต่างๆ รายงานว่าค่าใช้จ่ายด้านวัสดุต่อหน่วยลดลงประมาณ 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อผลิตมากกว่า 100,000 ชิ้นต่อปี ซึ่งทำให้กระบวนการขึ้นรูปด้วยแรงดึงลึกเป็นที่นิยมสำหรับการผลิตเช่น หัวฉีดเชื้อเพลิง ที่ต้องการความแม่นยำสูงและผลิตในปริมาณมาก

ลดความจำเป็นในการทำงานขั้นที่สอง ส่งผลให้ประหยัดพลังงานและเวลา

การขึ้นรูปดึงลึกแบบสโตรกเดียวช่วยลดขั้นตอนรอง 4–6 ขั้นตอนที่มักจำเป็นสำหรับชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อ เช่น การเจียร การขัดเงา และการทดสอบรั่ว โดยเมื่อเปลี่ยนจากชิ้นส่วนประกอบแบบเชื่อมหลายขั้นตอนมาใช้โครงสร้างแบบดึงลึกชิ้นเดียวในระบบ HVAC จะช่วยลดการใช้พลังงานลง 55% กระบวนการเย็นยังเพิ่มความแข็งแรงของชิ้นงาน 25–40% จึงลดความจำเป็นในการเสริมความแข็งแรงหลังการผลิต

ศักยภาพในการขยายกำลังการผลิตและระบบอัตโนมัติในไลน์การผลิตแบบ Deep Drawing ในปัจจุบัน

ระบบถ่ายชิ้นงานอัตโนมัติในปัจจุบันสามารถทำรอบการผลิตได้ภายในเวลาไม่ถึง 8 วินาทีสำหรับชิ้นงานที่มีรูปทรงซับซ้อน เช่น กระป๋องป้องกันสัญญาณรบกวน (EMI) ที่มีลักษณะกรวย โรงงานชั้นนำมีการผสานระบบวัดด้วยเลเซอร์แบบอินไลน์และระบบปรับแต่งแม่พิมพ์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI สามารถควบคุมความสม่ำเสมอของมิติได้สูงถึง 99.96% สำหรับล็อตที่ผลิตมากกว่า 500,000 ชิ้น ความสามารถในการขยายระบบอัตโนมัตินี้ช่วยให้ ROI เร็วขึ้น 18–22% เมื่อเทียบกับกระบวนการทำงานแบบผสมผสานระหว่างการตัดเฉือนและการกลึง

การสร้างสมดุลระหว่างต้นทุนการตั้งค่าเริ่มต้นที่สูงกับผลตอบแทนระยะยาว

แม้การลงทุนในแม่พิมพ์ความแม่นยำจะมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 50,000–200,000 ดอลลาร์ แต่ต้นทุนต่อหน่วยลดลงถึง 60–80% หลังจากผลิตเกิน 10,000 หน่วย ซัพพลายเออร์ Tier 1 ในอุตสาหกรรมยานยนต์สามารถลดต้นทุนของชิ้นส่วนกล่องแบตเตอรี่จาก 4.82 ดอลลาร์/หน่วย (CNC) เป็น 1.09 ดอลลาร์/หน่วย ที่ปริมาณการผลิตปีละ 250,000 หน่วย โดยการเปลี่ยนมาใช้กระบวนการดึงลึก

การประยุกต์ใช้ชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยกระบวนการดึงลึกในอุตสาหกรรมหลัก

ชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยกระบวนการดึงลึกนำเสนอทางออกทางวิศวกรรมที่แม่นยำ ในจุดที่ความแข็งแรง ความสม่ำเสมอของมิติ และการประกอบที่ไร้รอยต่อ มีความสำคัญ อุตสาหกรรมต่างๆ ใช้ประโยชน์จากชิ้นส่วนเหล่านี้เพื่อตอบสนองข้อกำหนดในการใช้งานที่เข้มงวด พร้อมทั้งลดความซับซ้อนในการประกอบ

การใช้งานในยานยนต์: หัวฉีดน้ำมัน, เซ็นเซอร์, และชิ้นส่วนปกป้อง

ในรถยนต์ในปัจจุบัน ผู้ผลิตต้องพึ่งพาชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยกระบวนการดรอว์ลึก (deep drawn parts) อย่างมาก เพื่อให้ระบบเชื้อเพลิงทำงานได้อย่างเหมาะสม และรับรองความถูกต้องของค่าที่เซนเซอร์วัด ตัวอย่างเช่น หัวฉีดเชื้อเพลิง (fuel injectors) ซึ่งต้องการความแม่นยำสูงมากในระดับไมครอน เพื่อให้สามารถฉีดเชื้อเพลิงได้อย่างถูกต้องภายใต้ภาระงานของเครื่องยนต์ที่แตกต่างกัน ขณะเดียวกัน ตัวเรือนของเซนเซอร์จะต้องทำจากวัสดุที่ไม่เป็นสนิมหรือเสื่อมสภาพง่าย นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมเหล็กกล้าไร้สนิม (stainless steel) จึงมีความสำคัญเมื่อชิ้นส่วนเหล่านี้ต้องเผชิญกับความร้อนและเกลือถนน (road salt) ใต้ฝากระโปรงรถ จุดเด่นของกระบวนการดรอว์ลึกคือการผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้ให้เป็นชิ้นเดียวที่ไม่มีรอยเชื่อม ซึ่งมีความสำคัญอย่างมากต่อเกราะป้องกันระบบส่งกำลัง (transmission shields) เนื่องจากชิ้นส่วนดังกล่าวต้องเผชิญกับแรงสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องระหว่างการขับขี่ และจุดอ่อนที่เกิดจากรอยเชื่อมอาจนำไปสู่การเกิดความเสียหายในระยะยาว

การประยุกต์ใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ: ชิ้นส่วนและข้อต่อที่มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง

ในการผลิตอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ บริษัทมักเลือกใช้ชิ้นส่วนไทเทเนียมและอลูมิเนียมที่ผ่านกระบวนการดรอว์ลึก (deep drawn) สำหรับผลิตชิ้นส่วนข้อต่อระบบไฮดรอลิกและตู้ควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการบิน (avionics enclosures) เนื่องจากกระบวนการแปรรูปเย็น (cold working) สามารถเพิ่มแรงดึง (tensile strength) ของวัสดุเหล่านี้ได้ระหว่าง 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับตัวเลือกที่ผลิตด้วยวิธีทั่วไป ซึ่งความแตกต่างนี้มีความสำคัญอย่างมากต่อชิ้นส่วน เช่น แขนยึดปีกเครื่องบิน (wing brackets) ที่ต้องรับแรงที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในระหว่างการบิน อีกตัวอย่างหนึ่งคือ ตัวเรือนดรอว์ลึกผนังบางที่ใช้ในเครื่องบันทึกข้อมูลการบิน (flight data recorders) ชิ้นส่วนเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันยอดเยี่ยมของเทคนิคนี้ในการรักษาความหนาที่สม่ำเสมอที่ 0.1 มม. แม้บนรูปทรงโค้งที่มีความซับซ้อน ความแม่นยำที่ได้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อเกี่ยวข้องกับความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือที่ไม่สามารถยอม compromise ได้

อุปกรณ์ทางการแพทย์: ตู้ควบคุมที่มีคุณสมบัติเข้ากันได้กับร่างกายมนุษย์ (Biocompatible) และทนทานต่อการกัดกร่อน

ตัวเรือนเครื่องมือผ่าตัดได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติที่ทนต่อการฆ่าเชื้อในตู้อัดไอน้ำของเหล็กกล้าไร้สนิม 316L ที่ผ่านการดึงเย็นลึก ซึ่งสามารถคงความสมบูรณ์ของพื้นผิวได้ตลอดวงจรการฆ่าเชื้อ 500 ครั้งขึ้นไป ผู้ผลิตอุปกรณ์ที่ใช้ฝังในร่างกายใช้กระบวนการนี้เพื่อสร้างตัวเรือนแบตเตอรี่จากไทเทเนียมที่ปิดสนิท โดยการจัดแนวโครงสร้างเกรนของโลหะเพื่อป้องกันการแตกร้าวจากแรงดันในระยะยาวเมื่อฝังในร่างกาย

อิเล็กทรอนิกส์และการสื่อสาร: ตัวกรองสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI Shielding) และตัวขั้วต่อ

โลหะผสมทองแดง-นิกเกิลที่ผ่านการดึงเย็นลึกสามารถให้การป้องกันสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) รอบทิศทางในชิ้นส่วนเสาอากาศ 5G ให้ค่าการลดทอน (attenuation) สูงถึง 85 เดซิเบลในความถี่สูงสุด 40 กิกะเฮิรตซ์ กระบวนการนี้ยังสามารถผลิตตัวขั้วต่อแบบไร้รอยต่อสำหรับพอร์ตชาร์จไฟแรงดันสูงในรถยนต์ไฟฟ้า (EVs) โดยมีความคลาดเคลื่อนทางมิติไม่เกิน ±0.05 มม. ซึ่งช่วยให้เกิดช่องว่างของฉนวนไฟฟ้าที่เหมาะสมในดีไซน์ที่มีขนาดกะทัดรัด

คำถามที่พบบ่อย

การดึงเย็นลึก (Deep drawing) ใช้ทำอะไร?

การดึงลึกถูกนำมาใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงแผ่นโลหะแบนให้กลายเป็นชิ้นส่วนที่มีช่องว่าง โดยมักใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์ อากาศยาน และการผลิตเครื่องมือแพทย์ เนื่องจากสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรงและแม่นยำโดยไม่มีรอยเชื่อมหรือตะเข็บ

วัสดุใดบ้างที่เหมาะสมสำหรับการดึงลึก

วัสดุที่ใช้ในการดึงลึกโดยทั่วไป ได้แก่ สแตนเลส เทอร์เทเนียม ทองเหลือง ทองแดง และโลหะผสมอลูมิเนียม การเลือกใช้วัสดุขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการ เช่น ความสามารถในการขึ้นรูป ความเหนียว และความแข็งแรงของชิ้นงานสำเร็จรูป

ชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยวิธีการดึงลึกมีข้อดีอย่างไร

ชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยวิธีการดึงลึกมีความแม่นยำสูงในเชิงมิติ มีความแข็งแรงทางโครงสร้าง และการสร้างชิ้นงานแบบไร้ตะเข็บ นอกจากนี้ยังช่วยลดของเสียจากวัสดุ ลดขั้นตอนการผลิตขั้นที่สอง และสามารถปรับขยายการผลิตได้ง่าย

ควรหลีกเลี่ยงการดึงลึกเมื่อใด

การดึงลึกอาจไม่เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีผนังบางน้อยกว่า 0.3 มิลลิเมตร เพราะมีความเสี่ยงที่จะเกิดรอยย่น สำหรับการผลิตจำนวนน้อยกว่า 500 ชิ้น การกลึงอาจเป็นทางเลือกที่ประหยัดกว่า