สกว.จับมือเอกชนหนุนนักวิจัยจุฬาฯ พัฒนาเครื่องอาบเคลือบโลหะแผ่นด้วยแลคเกอร์ เพื่อลดผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้คุณภาพ เวลาสูญเปล่า และการใช้พลังงานสำหรับอุตสาหกรรมกระป๋องโลหะ ช่วยลดต้นทุนการผลิตได้ถึงปีละกว่า 20 ล้านบาท
ปัจจุบัน กระบวนการผลิตกระป๋องโลหะจำเป็นต้องเคลือบผิวกระป๋องด้วยแลคเกอร์ เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของเนื้อโลหะด้านในที่สัมผัสกับอาหารที่บรรจุกระป๋อง หรือใช้รองพื้นกระป๋องด้านนอกก่อนการพิมพ์สี หรือเพิ่มความคงทนและความสวยงามของโลหะแผ่นที่พิมพ์สี โดยการเคลือบผิวโลหะแผ่นด้วยแลคเกอร์ดำเนินการโดยใช้เครื่องอาบเคลือบแลคเกอร์ ซึ่งมีขั้นตอนประกอบด้วยการนำแผ่นเหล็กเข้าเครื่อง การอาบเคลือบแลคเกอร์ การอบด้วยความร้อน และการดึงแผ่นเหล็กออกจากเครื่อง
ผลการสำรวจโรงงานพบว่า กระบวนการผลิตมีประสิทธฺภาพต่ำ และมีปัญหาเรื่องคุณภาพของโลหะแผ่นเคลือบแลคเกอร์ ซึ่งจำแนกลักษณะปัญหาได้เป็น 4 เรื่อง คือ น้ำหนักฟิล์มแลคเกอร์ไม่สม่ำเสมอ ความผิดเพี้ยนของสีที่พิมพ์ ตำหนิกราไฟต์บนฟิล์มแลคเกอร์ และรอยถลอกของฟิล์มแลคเกอร์ ทั้งนี้ปัญหาเรื่องน้ำหนักฟิล์มแลคเกอร์ไม่สม่ำเสมอจะเกิดขึ้นที่ขั้นตอนการอาบเคลือบแลคเกอร์ มีสาเหตุจากการบวมขึ้นของลูกกลิ้งยาง ส่งผลให้ลูกกลิ้งเกิดการเยื้องศูนย์ ปัญหาเรื่องความผิดเพี้ยนของสีที่พิมพ์จะเกิดขึ้นที่ขั้นตอนการอบด้วยความร้อน เนื่องจากความร้อนที่นำมาใช้อบยังคงมีไอระเหยตัวทำละลายเหลือตกค้าง
ขณะที่ตำหนิกราไฟต์บนฟิล์มแลคเกอร์ จะเกิดขึ้นที่ขั้นตอนการอบด้วยความร้อนเช่นเดียวกัน โดยมีสาเหตุจากการเสียดสีกันระหว่างลูกล้อคาร์บอนกับแกนเพลาเกิดเป็นผงกราไฟต์และปลิวไปติดบนแผ่นเหล็ก ส่วนปัญหารอยถลอกของฟิล์มแลคเกอร์จะเกิดขึ้นที่ขั้นตอนการดึงแผ่นเหล็กออกจากเครื่อง เนื่องจากแผ่นเหล็กเคลื่อนตัวออกจากหวีอย่างรวดเร็วทันทีเมื่อสัมผัสกับสายพานที่หมุนอยู่ตลอดเวลา นอกจากนี้โรงงานยังพบปัญหาเรื่องเวลาสูญเปล่าในกระบวนการผลิต ซึ่งเกิดขึ้นจากการติดขัดของแผ่นโลหะที่ส่วนการนำแผ่นเหล็กเข้าเครื่อง รวมถึงปัญหาการใช้พลังงานไฟฟ้าและเชื้อเพลิงสิ้นเปลือง ซึ่งเกิดขึ้นที่ขั้นตอนการอบด้วยความร้อนโดยมีสาเหตุจากโบลเวอร์ดูดอากาศภายในเตาทำงานตลอดเวลาเมื่อไม่มีแผ่นเหล็กป้อนเข้าเตา
โครงการพัฒนานักวิจัยและงานวิจัยเพื่ออุตสาหกรรม (พวอ.) จึงสนับสนุนทุนวิจัยเพื่อการพัฒนาเครื่องอาบเคลือบโลหะแผ่นด้วยแลคเกอร์เพื่อลดผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้คุณภาพ เวลาสูญเปล่า และการใช้พลังงานสำหรับอุตสาหกรรมกระป๋องโลหะ ซึ่งมี ศ. ดร. ไพศาล กิตติศุภกร คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เป็นหัวหน้าโครงการวิจัย โดยมี บริษัท สวอนอินดัสทรี่ส์ (ประเทศไทย) จำกัด ผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์กระป๋องโลหะรายใหญ่ของไทยร่วมสนับสนุนทุนวิจัย
งานวิจัยนี้ได้นำเสนอแนวทางแก้ไขแบ่งออกเป็น 6 เรื่อง คือ 1) ติดตั้งมอเตอร์ปรับตำแหน่งลิฟต์ซ้าย-ขวา อินเวอร์เตอร์ควบคุมมอเตอร์ขับยกระดับลิฟต์ ชุดดูดจับและฉากข้าง เพื่อบังคับทิศทางการป้อนเข้าของแผ่นเหล็กให้อยู่ในแนวตรง เพื่อลดเวลาสูญเปล่าจากการติดขัดของแผ่นเหล็ก 2) เปลี่ยนการกดแบบเกลียวเร่งมาใช้กระบอกลมเพื่อควบคุมการกดของตัวลูกกลิ้งยางเพื่อแก้ปัญหาน้ำหนักฟิล์มเคลือบไม่สม่ำเสมอ 3) ติดตั้งระบบหัวเผาไหม้โดยใช้เชื้อเพลิงและก๊าซออกซิเจนจากอากาศเพื่อลดปัญหาความผิดเพี้ยนของสีที่อาบเคลือบ 4) เปลี่ยนใช้ลูกล้อแบบตลับลูกปืนทนความร้อนสูงเพื่อลดตำหนิกราไฟต์บนแผ่นเหล็กเคลือบแลคเกอร์ 5) ใช้มอเตอร์ที่ควบคุมการทำงานโดยอาศัยการตรวจจับตำแหน่งการเคลื่อนที่ของหวีและติดตั้งชุดใส่พาเลทไม้แบบกึ่งอัตโนมัติเพื่อลดรอยถลอกของชั้นฟิล์มแลคเกอร์ และ 6) ติดตั้งอินเวอร์เตอร์เพื่อควบคุมความเร็วรอบการหมุนของมอเตอร์พัดลมดูดอากาศร้อนทิ้งเพื่อลดการใช้พลังงานไฟฟ้าและเชื้อเพลิง
เมื่อเสร็จสิ้นการปรับปรุง คณะผู้วิจัยได้เก็บข้อมูลสำหรับประเมินผลโดยเปรียบเทียบกับข้อมูลช่วงก่อนดำเนินการปรับปรุง พบว่าแนวทางการปรับปรุงดังกล่าวสามารถลดปริมาณแผ่นเหล็กเสียที่เกิดขึ้นจากการติดขัดของแผ่นเหล็ก น้ำหนักฟิล์มเคลือบไม่สม่ำเสมอ ความผิดเพี้ยนของสีที่อาบเคลือบ ตำหนิกราไฟต์บนแผ่นเหล็กเคลือบแลคเกอร์ และรอยถลอกของชั้นฟิล์มแลคเกอร์ได้ 58%, 98%, 100% 92% และ 91% ตามลำดับ และยังช่วยให้ประหยัดการใช้พลังงานไฟฟ้าและพลังงานเชื้อเพลิงได้ 47% และ 11% ตามลำดับ
“กระบวนการผลิตที่ไม่ได้คุณภาพ จะทำให้ผลิตภัณฑ์ของบริษัทฯ มีความเสี่ยงสูงที่จะถูกปฏิเสธการรับสินค้าหรือถูกส่งคืนสินค้าในภายหลัง ซึ่งสร้างความเสียหายมูลค่ามหาศาลให้แก่บริษัท หรืออาจจะต้องนำกลับไปผลิตซ้ำกรณีที่ตรวจพบในระหว่างการพิมพ์สีและการอาบเคลือบ อย่างไรก็ตาม บริษัทฯ มีประสบการณ์ทำงานร่วมกับคณะผู้วิจัยในการปรับปรุงกระบวนการผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการผลิตที่สะอาดในอดีต จึงมั่นใจในความรู้ความสามารถของคณะผู้วิจัยต่อการแก้ไขปัญหาเรื่องคุณภาพของโลหะแผ่นเคลือบแลคเกอร์ได้”
ผลจากงานวิจัยดังกล่าว ช่วยลดเวลาสูญเปล่าในขั้นตอนการป้อนแผ่นเหล็กที่มักติดขัดตรงส่วนการนำแผ่นเหล็กเข้าเครื่องได้เฉลี่ยวันละ 30 นาที และลดระยะเวลาสูญเสียจากการปรับตำแหน่งซ้าย-ขวาแผ่นเหล็กที่วางบนลิฟต์ก่อนยกขึ้น รวมทั้งปรับตำแหน่งฉากข้างประคองแผ่นเหล็กด้วยคน คิดเป็น 20 วินาทีต่อแผ่นเหล็ก 1,000 แผ่น หรือวันละ 23 นาที นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการทำงานให้แก่เครื่องอาบเคลือบแลคเกอร์ได้ทุกประเภทของงาน โดยเฉพาะงานเคลือบที่ต้องการคุณภาพสูง ทำให้ดำเนินการผลิตในสภาวะงานอาบเคลือบจำนวนน้อย ประมาณ 500-1,000 แผ่น และต้องการสินค้าภายใน 3-4 วัน ซึ่งปัจจุบันมีแนวโน้มของงานอาบเคลือบในลักษณะนี้มากขึ้น”
งานวิจัยนี้ ยังช่วยลดจำนวนพนักงานที่ใช้สำหรับการคัดแยกแผ่นเหล็กเสียจากความผิดเพี้ยนของสีที่อาบเคลือบและการคัดแยกแผ่นเหล็กเสียจากตำหนิกราไฟต์ ได้เท่ากับ 1 คน และ 2 คน ตามลำดับ รวมถึงใช้อินเวอร์เตอร์ช่วยลดต้นทุนการใช้ไฟฟ้าและแก๊สธรรมชาติในกระบวนการอบด้วยความร้อนในกรณีใช้ไฟฟ้าเมื่อคิดต่อปริมาณแผ่นเหล็กที่ป้อนเข้าลงได้จาก 0.0124 เป็น 0.0066 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อแผ่น และจาก 0.0333 เป็น 0.0295 ลูกบาศก์เมตรต่อแผ่น กรณีใช้แก๊สธรรมชาติ “งานวิจัยนี้นับว่าได้นำองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมมาแก้ไขโจทย์ปัญหาของภาคอุตสาหกรรมการผลิตกระป๋องโลหะอัตโนมัติ ซึ่งเมื่อประเมินความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์แล้วพบว่าสามารถทำให้บริษัทฯ ประหยัดค่าใช้จ่ายไปได้ถึงปีละกว่า 20 ล้านบาท
