กระบวนการผลิตล้อกระทะรถยนต์ และชนิดของล้อแม็ก

กระบวนการผลิตกระทะล้อรถยนต์

ว่าด้วยเรื่องของกระบวนการผลิตล้อกระทะรถยนต์

ล้อกระทะ  สามารถแบ่งได้ 3 แบบ คือ แบบล้อกระทะเหล็กกล้าอัดขึ้นรูป แบบล้อกระทะซี่ลวด และล้อกระทะโลหะผสม หรือล้อแมก

ล้อกระทะแบบเหล็กกล้าอัดขึ้นรูป

เป็นล้อกระทะที่ได้รับความนิยมกันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากล้อกระทะมีความแข็งแรงและสามารถต้านต่อการเกิดอุบัติเหตุที่มีแรงกระทำต่อล้อได้เป็นอย่างดี อีกทั้งล้อกระทะแบบนี้สามารถผลิตได้ง่าย และคราวละมาก ๆ โครงสร้างของล้อกระทะประกอบด้วย 2 ส่วน คือ ขอบล้อกระทะ และจานล้อกระทะ โดยขอบล้อกระทะ จะมีลักษณะต่ำตรงกลาง หรือเว้าตรงกลาง

วัตถุประสงค์เพื่อให้ง่ายต่อการถอด-ใส่ยางรถยนต์ และด้านข้างของขอบล้อกระทะจะมีลักษณะเป็นสันนูนยกขึ้น เพื่อป้องกันการเลื่อนไถล หรือป้องกันการหลุดของยาง เมื่อยางมีลมอ่อน และเป็นการช่วยป้องกันการรั่วซึมของลม ส่วนจานล้อกระทะหรือสไปเดอร์ ตรงกลางของจานล้อกระทะจะมีรู เพื่อใส่กับดุมล้อ รอบ ๆ รูใส่ดุมล้อจะมีรูไว้สำหรับร้อยน็อตล้อ ยึดระหว่างล้อกระทะกับดุมล้อ โดยทั่วไปรูเจาะร้อยน็อตจะมี 4-6 รู ขอบล้อกระทะ และจานล้อ จะใช้หมุด หรือวิธีการเชื่อมติด เพื่อยึดทั้ง 2 ส่วนเข้าด้วยกัน ล้อกระทะที่ดี จะต้องไม่เบี้ยวหรือเแกว่งเพื่อป้องกันอันตรายที่เกิดขึ้นกับตัวล้อขณะที่รถแล่น

ล้อกระทะซี่ลวด (Wire Spokes Wheel)

ส่วนล้อกระทะแบบนี้นิยมใช้งานกับรถแข่ง รถสปอร์ต หรือรถจักรยานยนต์ ซึ่งเป็นล้อกระทะที่มีน้ำหนักเบา แต่มีความแข็งแรงสูงมาก สามารถถอดเปลี่ยนล้อได้อย่างรวดเร็ว มีเกลียวล็อกล้ออยู่ตรงกลางอันเดียว ล้อกระทะแบบซี่ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ ส่วนของขอบล้อ ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับขอบล้อกระทะของล้อกระทะแบบเหล็กกล้าอัดขึ้นรูป ส่วนที่สอง คือ ซี่ลวด ซึ่งใช้แทนจานล้อกระทะในล้อแบบเหล็กกล้า ซี่ลวดทำด้วยเหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูงใช้วิธีการยึดแบบไขว้ไปมา โดยทั่วไปซี่ลวดจะรับแรงดึงได้มากกว่าแรงกด ความแข็งแรงของล้อกระทะแบบซี่ลวด ขึ้นอยู่กับขอบล้อกระทะ และการร้อยซี่ลวดระหว่างปลอกสวมดุมล้อ และขอบล้อกระทะ

ล้อกระทะโลหะเบาผสม (Cast Light alloy Wheel) หรือล้อแมก (Mag)

ล้อกระทะรุ่นนี้จะผลิตโดยการหล่อ โดยใช้โลหะเบาผสมกัน คืออะลูมิเนียม กับแม็กนีเซียม ซึ่งทำให้ล้อกระทะแบบนี้ มีน้ำหนักเบา และแข็งแรงกว่าล้อกระทะแบบเหล็กกล้า ในปัจจุบันจึงมีความนิยมใช้ล้อแมกกับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลมากขึ้น เพราะว่าล้อกระทะแบบนี้มีข้อดี กว่าล้อกระทะแบบอื่น ๆ ดังนี้

  1. มีน้ำหนักเบา เมื่อเทียบกับล้อกระทะแบบเหล็กกล้า เนื่องจากการหล่อผสมรวมของ อะลูมิเนียม กับแม็กนีเซียม
  2. ล้อมีความแข็งแรง จากที่กล่าวมาแล้ว โลหะผสมที่หล่อรวมกันทำให้ล้อมีน้ำหนักเบา ส่งผลให้ล้อแบบนี้มีหน้าตัดที่หนากว่าล้อกระทะแบบเหล็กกล้า จึงทำให้ล้อกระทะแบบแมกแข็งแรงกว่าล้อแบบเหล็กกล้าอัดขึ้นรูป
  3. ล้อแมกสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการเกาะถนน อันเนื่องจากล้อแมกมีพื้นที่ของล้อมาก และหน้ากงล้อกว้าง ทำให้สามารถใส่ยางหน้ากว้างได้ ซึ่งเป็นการเพิ่มพื้นที่สัมผัสกับถนนมากขึ้น ส่งผลทำให้รถช่วยเกาะถนนได้ดีขึ้น โดยเฉพาะเวลาที่รถเข้าโค้ง
  4. การระบายความร้อนของล้อได้ดี เมื่อรถมีการเบรก หรือการเลี้ยวโค้งทำให้เกิดความร้อนที่ล้อรถยนต์ โลหะผสมของล้อแมกมีคุณสมบัติในการระบายความร้อนได้ดี เนื่องจากเป็นตัวนำที่ดี ทำให้ช่วยลดความร้อนได้อย่างรวดเร็วกว่าล้อกระทะแบบเหล็กกล้า

นอกจากข้อดีของ ล้อกระทะแบบโลหะผสมเบา หรือล้อแมก แล้ว ล้อกระทะแบบนี้ยังมีข้อเสีย อาจกล่าวโดยสรุปได้ดังนี้

  1. ล้อแมกมักจะทำปฏิกิริยากับละอองของเกลือ
  2. ล้อกระทะแมก มักเกิดการสึกกร่อนเกี่บวกับการแยกตัวทางไฟฟ้า ซึ่งเกิดจากการสัมผัสของเหล็กกล้ากับโลหะเบา แนวทางการแก้ไขโดยการป้องกันการสัมผัสของวัตถุทั้งสองชิ้น โดยการใช้จาระบีทาที่สตัสที่ร้อยยึดล้อกระทะกับดุมล้อ ส่วนในการถ่งล้อ ควรใช้กาวติดตัวถ่วง เพื่อป้องกันการสัมผัสกัน
  3. ล้อกระทะแมก ถึงแม้จะมีน้ำหนักเบา และแข็งแรง แต่เปราะ ดังนั้นเมื่อเกิดการกระแทก หฟรือการประทะอย่างแรง อาจทำให้เกิดการชำรุดเสียหาย ง่าย หรืออาจเกิดอุบัติเหตุแก่ผู้ใช้รถได้

ชนิดของล้อแม็ก

ล้อแม็ก ไม่ได้มีมาตรฐานใดๆบังคับใช้งาน ขึ้นอยู่กับกรรมวิธีผลิตของโรงงานล้วนๆ ยกเว้นแต่ในประเทศเยอรมันและญี่ปุ่นที่มีกฎระเบียบว่า ล้อแม็กที่ผลิตแล้วใช้งานต้องได้มาตรฐานจากรัฐ และสามารถใช้งานได้เป็นอย่างดี ส่วนในสหรัฐอเมริกากำลังพยายาม ทำกฎระเบียบและมาตรฐานให้เท่าเทียบกับในเยอรมันและญี่ปุ่น

ชนิดของล้อแม็กต่างๆ ตามกระบวนการผลิต

ล้อแม็ก มี 2 ชนิด ดังนี้

1.ล้อแม็กแบบชิ้นเดียว (One-piece Cast Wheel)

เป็นล้อแม็กชนิดที่พบมากที่สุด เป็นการขึ้นรูปล้อทั้งวงในแม่พิมพ์โดยใช้อลูมิเนียนเหลว ฟังดูเหมือนง่าย แต่มเป็นศิลปะอย่างแท้จริง

1.1 หล่อแบบใช้แรงโน้มถ่วง (Gravity Casting)

การหล่อแบบนี้เป็นเบสิกพื้นฐานที่สุด สำหรับกระบวนการใส่อลูมิเนียมเหลวลงในแม่พิมพ์ เป็นการเทลงไปในแม่พิมพ์เฉยๆนี่เอง โดยใช้ประโยชน์จากแรงโน้มถ่วงของโลกเราเอง การหล่อแบบนี้ช่วยประหยัดต้นทุนในการผลิต เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วๆไปที่ไม่ได้เน้นว่า น้ำหนักของล้อต้องเบาและแข็งแรงเป็นพิเศษ เพราะการ ใช้แรงโน้มถ่วงเฉยๆ ความหนาแน่นของอลูมิเนียมเหลวในแม่พิมพ์จะไม่มาก ไม่ได้ถูกบีบอัดเหมือนการหล่อในชนิดอื่นๆ โดยปกติล้อชนิดนี้จะมี น้ำหนักมากกว่า ล้อที่ผลิตโดยวิธีอื่น

1.2 หล่อแบบใช้ความดันต่ำ (Low Pressure Casting)

ใช้แรงดันในการฉีดอลูมิเนียมเหลวเข้าไปในแม่พิมพ์ รวดเร็วกว่าแบบแรก ทำให้ได้ล้อแม็กที่มีคุณสมบัติทางกลศาสตร์ที่ดีกว่า คือความหนาแน่นของอลูมิเนียมที่มากกว่าแบบแรก กระบวนการผลิตแบบนี้ จะมีต้นทุนที่สูงกว่าแบบแรก กระบวนการผลิตชนิดนี้เป็นแบบที่ธรรมดาสามัญที่สุด ที่ได้รับการอนุมัติให้จำหน่ายสู่ตลาด O.E.M. อย่างไรก็ดี ผู้ผลิตล้อแม็ก ก็ยังคงพยายามหากระบวนการผลิตที่ดีกว่านี้ เพื่อให้ ล้อน้ำหนักเบาขึ้นและแข็งแรงขึ้น แต่แน่นอนล่ะมันทำให้ต้นทุนสูงขึ้นด้วย

1.3 SPUN-RIM, FLOW-FORMING OR RIM ROLLING

กระบวนการใส่อลูมิเนียมเหลงลงในจะแม่พิมพ์จะใช้แรงดันต่ำ เหมือนแบบที่สอง แต่จะใช้เครื่องจักรพิเศษที่จะหมุนแม่พิมพ์ในตอนเริ่มต้นหล่อ, ให้ความร้อนเพิ่มเติมที่ส่วนด้านนอก ของล้อที่กำลังขึ้นรูป และยังมีตัวกลิ้งเหล็กกล้า ที่จะคอยกดบริเวณขอบของล้อแม็ก เพื่อให้ได้รูปทรงและความกว้างที่ต้องการ การรวมกันของความร้อน, แรงดัน และการหมุน ทำให้บริเวณขอบของล้อแม็กมีความแข็งแกร่งคล้ายกับล้อชนิด Forged โดยไม่ต้องใช้ต้นทุนที่สูงเท่า ล่อชนิดนี้จะผลิตให้ตลาด O.E.M. ที่ต้องการล้อสมรรถนะสูง การผลิตล้อแม็กวิธีนี้ทำให้ได้ล้อที่เบา และแข็งแรงด้วยราคาที่สมเหตุสมผล ผู้ผลิตล้อแม็ก BBS ใช้เทคโนโลยีนี้ในการผลิตล้อแข่งให้กับ Formula 1 และรถอินดี้ RC wheel ของ BBS เป็นล้อในตลาดทั่วไปที่ใช้การผลิตวิธีนี้

1.4 Forged/Semi-solid Forged

เป็นล้อแบบชิ้นเดี่ยวที่เยี่ยมที่สุด Forging เป็นกระบวนการอัดหรือกด อลูมิเนียมชิ้นเล็กๆในสภาวะของแข็งเข้าไปในตัวแม่พิมพ์ ภายใต้แรงดันอันมหาศาล ล้อแม็กที่ผลิตขึ้นจึงมีความหนาแน่นสูงมากๆ แข็งแรงมากๆและก็น้ำหนักเบา แต่ต้นทุนของอุปกรณ์เครื่องมือต่างๆในการผลิตสูงมากๆด้วย ทำให้ราคาล้อชนิดนี้ในตลาดสูงอย่างมาก

1.5semi-solid forged (SSF)

เป็นการผลิตที่จะให้ความร้อน อลูมิเนียมชิ้นเล็กๆในสภาวะของแข็งจนกระทั่งเกือบจะเป็นสภาวะของเหลว จากนั้นจึงบีบอัดเข้าแม่พิมพ์ด้วยความเร็วสูง ล้อแม็กที่ได้จะมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับล้อชนิด Forged แต่ต้นทุนในการผลิตต่ำกว่า เมื่อเราให้ความสำคัญ กับน้ำหนักที่เบาและสมรรถนะ ล้อที่ผลิตแบบ SSF ถื่อว่าคุ้มค่าเป็นอย่างมาก ทุกวันนี้เทคโนโลยีแบบ SSF นี้เป็นของ SSR(Speed Star Racing) จากประเทศญี่ปุ่น เป็นผู้มีลิขสิทธิ์เทคโนโลยี SSF แต่เพียงผู้เดียว

2.ล้อแม็กแบบหลายชิ้น (Multi-Piece Wheel)

ล้อชนิดนี้จะมีชิ้นส่วนประกอบ 2-3 ชิ้นมาประกอบกันเพื่อให้ได้ล้อแม็กที่สมบูรณ์ ล้อชนิดนี้มีขั้นตอนการผลิตหลายแบบ อาทิเช่น ส่วนกลางของล้ออาจใช้การหล่อวิธีต่างๆหรือ Forged ส่วนขอบของล้อ สำหรับ ล้อแบบ3ชิ้น จะใช้การขึ้นรูปแบบการปั่นแผ่นอลูมิเนียม ส่วนขอบของล้อแม็กจะยึดกับส่วนกลางของล้อแม็กด้วยสารผนึก ล้อชนิดนี้ส่วนขอบจะสามารถเปลี่ยนแปลง ให้ขึ้นกับการใช้งานได้ ล้อชนิดนี้เริ่มต้นใช้ในการแข่งรถแต่งปัจจุบันก็มีขายในตลาดทั่วไป นิยมไซท์ตั้งแต่17นิ้ว ล้อชนิด 2 ชิ้นจะคล้ายกับแบบ 3 ชิ้นแต่ว่าจะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงแก้ไขให้เข้ากับการใช้งานได้ เนื่องจากส่วนของขอบล้อแม็กกันส่วนกลางจะยึดติดด้วยการเชื่อมตาย ไม่สามารถแยกออก จากกันได้ แต่ล้อแบบ 2 ชิ้นจะนิยมมากกว่าในตลาดการใช้งานทั่วไป