การม้วนเหล็กแผ่น (Plate Rolling) ดูเหมือนจะเป็นกระบวนการที่เรียบง่ายเพียงแค่การนำแผ่นโลหะผ่านลูกกลิ้งเพื่อดัดโค้ง แต่ในทางวิศวกรรม นี่คือกระบวนการที่ต้องอาศัยการคำนวณที่แม่นยำและการเข้าใจพฤติกรรมของวัสดุอย่างลึกซึ้ง เพราะหากคำนวณรัศมีผิดพลาด หรือเลือกวิธีม้วนที่ไม่เหมาะสม โลหะอาจเกิดการฉีกขาด (Cracking) ยุบตัว หรือเกิดการ "ดีดกลับ" (Springback) จนเสียรูปทรง

บทความนี้จะสอนพื้นฐานการคำนวณ และเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างการม้วนเย็นและการม้วนร้อน เพื่อให้งานม้วนของคุณออกมาสมบูรณ์แบบที่สุด

1. การคำนวณหาความยาวแผ่นก่อนม้วน (Developed Length)

ก่อนจะเริ่มม้วน คำถามแรกคือ "ต้องตัดเหล็กยาวเท่าไหร่เพื่อให้ได้วงกลมตามขนาดที่ต้องการ?"

การคำนวณไม่ได้ใช้เพียงเส้นรอบวงภายนอกหรือภายในเท่านั้น แต่ต้องคำนวณที่ "เส้นสะเทิน" (Neutral Axis) ซึ่งเป็นตำแหน่งที่เนื้อโลหะไม่มีการยืดหรือหดตัว

• สูตรคำนวณเบื้องต้น: L = π × (ID + t)
• L = ความยาวแผ่นเหล็กที่ต้องตัด (Developed Length)
• ID = รัศมีภายในที่ต้องการ (Inside Diameter)
• t = ความหนาของแผ่นเหล็ก (Thickness)
• ทำไมต้องบวก t? เพราะเส้นสะเทินโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณกึ่งกลางความหนาของวัสดุ การคำนวณจากค่าเฉลี่ยนี้จะช่วยให้ขนาดหลังม้วนมีความแม่นยำที่สุด

2. ทำความเข้าใจ "รัศมีดัดขั้นต่ำ" (Minimum Bending Radius)

วัสดุแต่ละชนิดมีขีดจำกัดในการถูกดัดโค้ง หากม้วนให้เล็กกว่า รัศมีดัดขั้นต่ำ เนื้อโลหะด้านนอกจะถูกดึงจนเกินจุดที่มันจะรับได้และเกิดการฉีกขาด

• เกณฑ์โดยประมาณ: สำหรับเหล็กเหนียวทั่วไป (เช่น SS400) รัศมีดัดขั้นต่ำมักจะอยู่ที่ 1.5 ถึง 2 เท่าของความหนา
• ปัจจัยที่มีผล: เกรดของวัสดุ (Yield Strength) และทิศทางของลายเนื้อเหล็ก (Grain Direction) การม้วนตามแนวลายจะทำได้ง่ายกว่าและเสี่ยงต่อการแตกหักน้อยกว่าการม้วนสวนแนวลาย

3. ม้วนเย็น (Cold Rolling) vs. ม้วนร้อน (Hot Rolling)

การเลือกอุณหภูมิในการม้วนมีผลต่อคุณภาพและต้นทุนอย่างมหาศาล:

การม้วนเย็น (Cold Rolling)

• ลักษณะ: ทำที่อุณหภูมิห้อง
• ข้อดี: ผิวงานสวยงาม เรียบเนียน มีความแม่นยำสูง และความแข็งแรงของวัสดุจะเพิ่มขึ้น (Work Hardening)
• ข้อจำกัด: ใช้แรงกดมหาศาล เหมาะกับแผ่นเหล็กที่หนาไม่มากนัก และเสี่ยงต่อการเกิด Springback สูง

การม้วนร้อน (Hot Rolling)

• ลักษณะ: เผาเหล็กให้ร้อนจนถึงจุดวิกฤต (ประมาณ 900°C ขึ้นไป) ก่อนนำเข้าเครื่องม้วน
• ข้อดี: ลดค่า Yield Strength ของเหล็ก ทำให้ม้วนเหล็กที่หนามาก (เช่น 50 มม. ขึ้นไป) ได้ง่ายโดยไม่เกิดรอยแตก
• ข้อจำกัด: ผิวงานจะมีสะเก็ดไฟ (Scale) ไม่เรียบเนียนเท่าม้วนเย็น และควบคุมขนาดได้ยากกว่าเนื่องจากการหดตัวเมื่อเย็นตัวลง

4. ข้อจำกัดและพฤติกรรมของวัสดุแต่ละชนิด

• สแตนเลส (Stainless Steel): มีความแข็งแรงสูงและเกิด Work Hardening ไวมาก ต้องใช้เครื่องม้วนที่มีกำลังสูงกว่าเหล็กทั่วไปในความหนาที่เท่ากัน
• อลูมิเนียม (Aluminum): ม้วนง่ายแต่เปราะแตกได้ง่ายในบางเกรด ต้องระวังเรื่องรอยขีดข่วนจากลูกกลิ้ง
• เหล็กแรงดึงสูง (High-Tensile Steel): มีการดีดกลับ (Springback) สูงมาก ช่างม้วนต้องมีความชำนาญในการ "เผื่อ" รัศมีเพื่อให้ได้ขนาดที่ต้องการหลังนำออกจากเครื่อง

5. เทคนิคป้องกันการเสียรูป: การ Pre-bending

ปัญหาที่พบบ่อยคือส่วนปลายของแผ่นเหล็กมักจะ "แบน" ไม่ยอมโค้งตาม (Flat Ends) เนื่องจากลูกกลิ้งไม่สามารถกดถึง

• วิธีแก้: ต้องทำการ Pre-bending หรือการกดหัว-ท้ายแผ่นให้โค้งก่อนเข้าสู่กระบวนการม้วนหลัก ซึ่งที่ Sangchai Steel เราให้ความสำคัญกับขั้นตอนนี้มากเพื่อให้ได้งานม้วนที่เป็นวงกลมสมบูรณ์แบบ 360 องศา

งานม้วนที่แม่นยำ เริ่มต้นที่ความเข้าใจวัสดุ

ที่ Sangchai Steel เราไม่ได้เพียงแค่รับงานตามสั่ง แต่เรามีทีมวิศวกรที่ช่วยคำนวณและเลือกกระบวนการม้วนที่เหมาะสมกับวัสดุของคุณที่สุด ไม่ว่าจะเป็นงานม้วนเย็นที่เน้นความสวยงาม หรือการจัดการกับวัสดุหนาพิเศษที่ท้าทาย