เกียร์ทองเหลือง: การกลึง CNC และการเจาะฟันเฟือง สำหรับผลิตภัณฑ์อัจฉริยะจากจีน

ในด้านต่างๆ เช่น ส่วนประกอบยานยนต์ อุปกรณ์เสียงคุณภาพสูง และเครื่องมือวัดความแม่นยำ ส่วนเฟืองทองแดง ซึ่งมีคุณสมบัติทนการสึกหรอได้ดีและการนำไฟฟ้าที่ดี ได้กลายเป็นชิ้นส่วนการส่งกำลังหลักที่ขาดไม่ได้

1 โอกาสอุตสาหกรรมในบริบทการเมืองปัจจุบัน

ในการประชุมสมัชชาประชาชนแห่งชาติที่จัดในเดือนมีนาคมปีนี้ เจิ้งซานเจี้ ผู้อำนวยการคณะกรรมการพัฒนาและปฏิรูปแห่งชาติ ได้ระบอย่างชัดเจนว่าจีนมีความมั่นใจเต็มเปี่ยมในการบรรลุเป้าหมายการเติบโตทางเศรษฐกิจประมาณร้อยละ 5 โดยเน้นว่าแรงขับเคลื่อนการผลิตคุณภาพใหม่กำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการผลิตอย่างครอบคลุม

ในปี 2024 เศรษฐกิจของจีนเติบโตเพิ่มขึ้นร้อยละ 5 เมื่อเทียบกับปีก่อน โดยการผลิตรถยานยนต์พลังงานใหม่รายปีเกินกว่า 13 ล้านหน่วย ซึ่งจัดอยู่ในกลุ่มแนวหน้าของเศรษฐกิ้ใหญ่ทั่วโลก

ท่ามกลางคลื่นการอัปเกรดอุตสาหกรรมทั่วโลก กระทรวงพาณิชย์ได้ย้ำเพิ่มเติมถึงความสำคัญของการส่งเสร่งการบริโภคคุณภาพสูงและการอัปเกรดอุตสาหกรรมในช่วงการประชุมสองสภา

2 หลักการทางวิทยาศาสตร์สำหรับการคัดเลือกวัสดุ

เหตุผลที่เฟืองทองเหลืองมีบทบาทในด้านการส่งกำลังแบบความแม่นยำสูงนั้นอยู่ที่คุณสมบัติของวัสดุที่มีความเฉพาะตัว ทองเหลือง ซึ่งเป็นโลหะผสมของทองแดงและสังกะสี ไม่เพียงแต่มีความแข็งแรงและทนทานสูง แต่ยังมีความเหนียว ความต้านทานต่อการเหนื่อยล้าได้ดี และมีสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ

ในการประยุกต์ใช้งานจริง คุณสมบัติการหล่อลื่นในตัวของวัสดุนี้ช่วยลดการสูญเสียจากแรงเสียดทานในระบบส่งกำลังอย่างมาก ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ดีขึ้น

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานที่ไวต่อเสียงรบกวน เช่น อุปกรณ์เสียงระดับไฮเอนด์ และเครื่องมือความแม่นยำสูง คุณสมบัติเรื่องแรงเสียดทานต่ำและการต้านทานการกัดกร่อนของเฟืองทองเหลือง ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการดำเนินงานที่มีเสถียรภาพยาวนาน

3 กระบวนการแปรรูปเฟืองทองเหลืองด้วยความแม่นยำสูง

ภายในปี 2025 เทคโนโลยีการกลึงเกียร์ได้ก้าวเข้าสู่ขั้นตอนการพัฒนาใหม่ ตามรายงานการวิจัยอุตสาหกรรม กระบวนการแปรรูปเฟืองทองเหลืองแบบเป็นระบบสามารถแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอนสำคัญ

ตั้งแต่การออกแบบดิจิทัลเริ่มต้นจนถึงการตรวจสอบผลิตภัณฑ์สุดท้าย แต่ละขั้นตอนต้องอาศัยการควบคุมอย่างแม่นยำ

• การออกแบบและโปรแกรมด้วย CAD/CAM

ขั้นตอนแรกในการผลิตเฟืองทองเหลืองคือการสร้างแบบจำลองด้วย CAD (Computer-Aided Design) ตามการติดตามศึกษาโครงการผลิตความแม่นยำ 47 โครงการ ขั้นตอนนี้คิดเป็นเวลาโดยเฉลี่ย 18% ของกระบวนการทั้งหมด แต่มีคะแนนผลกระทบต่อคุณภาพสูงถึง 9.2 คะแนน

นักออกแบบจำเป็นต้องพิจารณาพารามิเตอร์หลัก เช่น มอดูลัสของเฟือง จำนวนฟัน และมุมแรงดัน เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์สุดท้ายจะตรงตามข้อกำหนดที่แม่นยำของสถานการณ์การใช้งาน

• การกลึงด้วยเครื่อง CNC สำหรับงานกึ่งสำเร็จรูป

ภายใต้คำแนะนำของโปรแกรม CAM (Computer-Aided Manufacturing) แท่งทองเหลืองจะถูกยึดบนเครื่องกลึง CNC เพื่อทำการกึ่งสำเร็จรูป

เครื่องมือตัดเคลื่อนที่ตามเส้นทางที่ถูกโปรแกรมไว้ล่วงหน้าอย่างแม่นยำ เพื่อขึ้นรูปแท่งให้กลายเป็นชิ้นงานเบื้องต้นของเฟือง งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าการกลึงเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการขึ้นรูปชิ้นงานเบื้องต้นของเฟืองที่มีรูปร่างเรียบง่ายและต้องการความแม่นยำสูง

• กระบวนการเจาะสลักแบบแม่นยำ

การกัดเกียร์ด้วยฮอบเป็นกระบวนการหลักในการกลึงเกียร์ทองแดง โดยใช้วิธีการกัดแบบเจเนอเรท ฮอบและชิ้นงานจะเลียนแบบการเคลื่อนที่ของการมีฟันสัมผุก ค่อยกัดออกมาเป็นรูปร่างฟันเกียร์ที่แม่นยำ

สำหรับเกียร์ที่มีโมดูลัสขนาดเล็กถึงกลาง เครื่องกัดเกียร์สามารถทำการผลิตจำนวนมากที่มีประสิทธิภาพสูงและความแม่นยำสูง

• เทรนด์ใหม้ของการเครื่องจักรแบบบูรณาคืน

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี อุปกรณ์เช่นเครื่อง "GE25CF Hobbing and Chamfering Integrated Machine" ที่เปิดตัวใหม้จาก Nidec Machine Tool สามารถทำการกัดเกียร์และลบลักษ์ขอบในเครื่องเดียวกัน ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพและความแม่นยำในการผลิตอย่างมาก

เครื่องประเภทนี้ใช้โหลดเดอร์แบบวงแหวนในการเปลี่ยนชิ้นงาน ทำให้สามารถดำเนินการกัดเกียร์และลบลักษ์ขอบแบบซิงโครนัส

4 ระบบควบคุมคุณภาพและการตรวจสอบ

ความแม่นยำของเกียร์ทองแดงขึ้นไม่เพียงจากการกลึง แต่ยังต้องพึ่งระบบควบคุมคุณภาพที่เข้มงวด จำเป็นต้องมีการวัดและการประเมินที่แม่นยำในหลายขั้นตอนระหว่างการประมวลงาน

แม้ว่าขั้นตอนการตรวจสอบระหว่างกระบวนการใช้เวลาเพียง 7% แต้มต่อคุณภาพของขั้นตอนนี้สูงถึง 9.4 คะแนน

อุตสาหกรรมโดยทั่วใช้อุปกรณ์ขั้นสูง เช่น เครื่องวัดพิกัด (coordinate measuring machines) และเครื่องมือตรวจสอบเกียร์ เพื่อรับประกันว่าทุกผลิตภัณฑ์สอดคล้องกับมาตรฐานสากล

5 การปรับปรุงเทคโนโลยีและการเพิ่มประสิทธิภาพ

การเปลี่ยนผ่านสู่ดิจิทัลในภาคการผลิตสะท้อนไม่เพียงแค้อัปเกรดอุปกรณ์ แต่รวมถึงการปรับปรุงกระบวนการและการเพิ่มประสิทธิภาพ ตามการศึกษาเปรียบเทียบระหว่างกระบวนการแบบดั้งเดิมกับที่ได้ปรับปรุง บริษัทที่ใช้กระบวนการที่มีโครงสร้างได้บรรลุการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ

การเปลี่ยนแปลงที่เด่นที่สุดคือการลดเวลาตั้งเครื่องจักรลง 41% โดยส่วนใหญ่เกิดจากขั้นตอนที่ได้มาตรฐานและระบบเครื่องมือที่ตั้งล่วงหน้า การดำเนินการเพื่อการปรับปรุงแบบนี้ลดเวลาที่ไม่สร้างผลอย่างตรง ทำให้บริษัทสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของความต้องการตลาดได้อย่างยืดหยุ่นมากขึ้น

การลดข้อผิดพลาดในการเขียนโปรแกรมโดยเฉพาะน่าประทับใจอย่างยิ่ง—ด้วยการใช้ซอฟต์แวร์จำลองและการตรวจสอบ บริษัทต่างๆ สามารถลดข้อผิดพลาดในการเขียนโปรแกรมลงร้อยเปอร์เซ็นต์ 67% ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีนี้ได้ปรับปรุงอัตราความถูกต้องของชิ้นงานในครั้งแรกอย่างมาก

6 ทิศทางนโยบายและอนาคตอุตสาหการ

ในเดือนกรกฎาคม 2025 ที่ประชุมผู้บริหารคณะรัฐมนั ได้พิจารณามาตรการเพื่่งเร่งการเพาะพัฒนาและเปิดเผยสถานการณ์ต่างๆ เพื่อส่งเสร่งการประยุกต์ใช้สถานการณ์ใหม้ในวงกว้าง

ที่ประชุมเน้นว่าจำเป็นต้องใช้ประโยชน์อย่างเต็มศักยภาพจากข้อได้เปรียบของจีนในด้านตลาดขนาดใหญ้และการมีสถานการณ์การใช้งานที่หลากหลาย โดยเน้นการเปิดทรัพยากรสถานการณ์ต่างๆ และดำเนินการตรวจสอบต้นแบบเพื่อนวัตกรรม

นอกจากนี้ ที่ประชุมผู้บริหารคณะรัฐมนัในเดือนตุลาคม ชี้ให้เห็นถึงความจำเป็นในการลึกย้ำการปฏิรูปในสาขาสำคัญๆ และขยายการเปิดกว้างในระดับสถาบัน เพื่อเพิ่มการเปิดกว้างของตลาดสินค้า

ทิศทางนโยบายเหล่านี้ให้การสนับสนุนในระดับมหภาคต่ออุตสาหกรรมการผลิตแม่นยำ เช่น อุตสาหกรรมเฟืองทองเหลือง ในสภาพแวดล้อมการค้าระหว่างประเทศที่เปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งในปัจจุบัน จีนกำลังเชื่อมโยงกับกฎระเบียบเศรษฐกิจและการค้าสากลระดับสูงผ่านการเปิดกว้างเชิงสถาบัน เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการพัฒนาที่เอื้ออำนวยมากขึ้นสำหรับอุตสาหกรรมการผลิต

เฟืองทองเหลืองชิ้นหนึ่งที่ผ่านกระบวนการทั้งหมดเรียบร้อยแล้ว ได้แก่ "กลึงด้วยเครื่อง CNC + การฟันเฟือง" หมุนช้าๆ ภายใต้เครื่องตรวจสอบเฟือง รายงานการทดสอบแสดงว่าตัวชี้วัดทั้งหมด ได้แก่ ความคลาดเคลื่อนรูปร่างฟันเฟือง ความคลาดเคลื่อนทิศทางฟันเฟือง และความคลาดเคลื่อนระยะห่างฟัน เด่นชัดเป็นสีเขียว ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานแห่งชาติระดับความแม่นยำเกรด 6

เฟืองชิ้นนี้จะถูกประกอบเข้าไปในอุปกรณ์อัตโนมัติระดับสูงที่ใช้เพื่อตลาดส่งออก ความเรียบเนียนในการส่งกำลังและอายุการใช้งานของมันจะส่งผลโดยตรงต่อชื่อเสียงในตลาดต่างประเทศของเครื่องจักรทั้งเครื่อง

สำหรับอุตสาหกรรมการผลิตทั่วโลก การเดินทางของการกลึงแม่นยำของเฟืองทองเหลืองได้เปลี่ยนจากเพียงกระบวนการผลิตหนึ่งไปสู่ภาพสะท้อนขนาดย่อของขบวนการปรับปรุงอุตสาหกรรมระดับชาติและการเสริมสร้างขีดความสามารถในการแข่งขันระหว่างประเทศ