สกว.หนุนวิจัยปรับปรุงโลหะเงินสปริง

นักวิจัย สกว.คิดสูตรอัลลอยผลิตชิ้นส่วนข้อต่อเครื่องประดับเงินเกรด 935 ด้วยดีบุกและอะลูมิเนียมให้มีความแข็งแรง และใช้พลังงานการผลิตลดลง

ลิ้นสปริงเป็นชิ้นส่วนข้อต่อในเครื่องประดับจำพวกสร้อย กำไล และสายนาฬิกา ถือเป็นส่วนประกอบของตัวเรือนในเครื่องประดับเงินที่มีความสำคัญ คุณสมบัติของลิ้นสปริงที่ดีต้องมีคุณภาพความเป็นสปริงสูง แข็งแรง ทนต่อการฉีกขาดหรือหักงอ ขณะเดียวกันต้องมีปริมาณเนื้อเงินตามที่มาตรฐานกำหนด การผลิตลิ้นสปริง

ปัจจุบันมีสองวิธี คือ 1. นำโลหะมาผ่านการขึ้นรูปเย็น แต่มีข้อจำกัดด้านรูปแบบลิ้นสปริงที่ไม่หลากหลาย และการสัมผัสความร้อนในช่วงเชื่อมประสานทำให้สมบัติความเป็นสปริงอาจลดลง และ 2. ใช้ทองแดงและนิกเกิลเป็นส่วนผสม (อัลลอย) เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความเป็นสปริงให้กับลิ้นสปริง แต่ข้อเสียคือมีปริมาณเนื้อเงินเพียง 88% ซึ่งต่ำกว่ามาตรฐาน ผู้บริโภคไม่นิยม

นอกจากนี้ลิ้นสปริงที่มีโลหะนิเกิลทำให้ส่งออกไปยังยุโรปยาก เพราะกฎของสหภาพยุโรประบุไม่ให้ใช้นิเกิลสูงเกินกำหนด เนื่องจากจะแพร่เข้าสู่ผิวหนังผู้สวมใส่และเกิดอาการแพ้ได้

ฝ่ายอุตสาหกรรม สกว.จึง ได้เริ่มสนับสนุนนักวิจัยในโครงการการปรับปรุงโลหะเงินสปริง เกรด 935 ด้วยเบริลเลียม เมื่อปี 2554 เพื่อพัฒนาสูตรอัลลอยด์ที่มีเบริลเรียลเป็นส่วนผสมในการผลิตชิ้นส่วนสปริงเงิน (เกรด 935) รวมทั้งพัฒนารูปแบบและกระบวนการผลิตที่เหมาะสม ผลงานวิจัยทำให้ได้สูตรอัลลอยผสม (ดีบุก ทองแดง และเบริลเลียม) เพื่อใช้ในการผลิตชิ้นส่วนสปริงเงินที่มีความแข็งแรง มีค่าความเป็นสปริงสูง และมีเนื้อเงินไม่ต่ำกว่า 92.5% ตามน้ำหนักมาตรฐานที่กำหนด

รวมทั้งพัฒนาวิธีการผลิตที่อาศัยกลไกการเพิ่มความแข็งแรงและเพิ่มคุณสมบัติสปริงด้วยตะกอน ทำให้ชิ้นส่วนสปริงมีความแข็งแรง มีคุณสมบัติความเป็นสปริงสูง ใช้การอบบ่มที่อุณหภูมิต่ำกว่าเดิมเท่าตัว จึงไม่จำเป็นต้องซื้อเตาอบอุณหภูมิสูง ช่วยลดพลังงานและต้นทุนค่าใช้จ่ายในกระบวนการผลิตได้เป็นอย่างดี รวมทั้งผิวโลหะไม่เกิดออกซิเดชั่น จึงมีความสวยงามและลดความเสี่ยงในการเกิดฝ้าลึกจากการอบชุบและสามารถสร้างชิ้นส่วนเงินสปริงด้วยเครื่องมือและอุปกรณ์ที่มีใช้อยู่แล้วในโรงงาน

อีกทั้งยังลดระยะเวลาในการขัดแต่งผิวด้วย ชิ้นงานที่ได้มีคุณภาพตอบสนองความต้องการของลูกค้าทั้งในด้านสมบัติความเป็นสปริงสูงและมีปริมาณเนื้อเงินตามมาตรฐานสากล ซึ่งผู้ประกอบการร่วมทุนมีความพึงพอใจในผลงานที่ได้เป็นอย่างมาก และนำผลงานไปใช้ประโยชน์เรียบร้อยแล้ว โดยโรงงานผู้ผลิตตัวเรือนสั่งซื้อชิ้นงานส่งออกไปยังผู้ผลิตเครื่องประดับในต่างประเทศ

สำหรับงานที่กำลังดำเนินงานอยู่ในขณะนี้ คาดว่าจะแล้วเสร็จในปี 2558 เป็นการต่อยอดจากองค์ความรู้เดิม โดยมีวัตถุประสงค์สำคัญคือ ลดระยะเวลาในการขัดแต่งผิว ซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายและต้นทุนการผลิต รวมถึง เพิ่มคุณสมบัติกันหมองให้กับชิ้นงานมากขึ้น กระบวนการผลิตที่ไม่ซับซ้อนแต่มีการหล่อแบบประณีต เทคนิคการอบบ่มเพื่อเพิ่มความแข็งแรงด้วยตะกอนให้มีสมบัติความเป็นสปริงสูงขึ้น

เนื้อโลหะเป็นไปตามมาตรฐานกำหนด “เป้าหมายของงานวิจัยนี้ คือ การใช้นวัตกรรมจากงานวิจัยเพื่อสร้างสินค้าใหม่ที่มีคุณสมบัติสูงและราคาถูก เพื่อทดแทนการนำเข้าจากต่างประเทศ และคาดหวังว่าจะสามารถนำไปเป็นชิ้นส่วนของเครื่องประดับต่าง ๆ ทั้งเงิน ทองคำ และทองคำขาว