3. การเปลี่ยนรูปวัสดุโดยการดึง

นิยามคำว่า เส้นลวด (Wire) มีลักษณะรูปทรงหน้าตัดเป็นวงกลม เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก และสามารถดัดงอได้ ปกติการดึงขึ้นรูปเส้นลวด (Wire Drawing) นี้ สามารถทำการผลิตด้วยการขึ้นรูปเย็นได้ โดยการดึงเส้นลวดที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่กว่าผ่านแบบแผ่นได 

รูปที่ 17 แบบแผ่นไดและลักษณะการดึงขึ้นรูปเส้นลวดผ่านแผ่นไดใช้งาน

รูปที่ 18 เครื่องจักรกลใช้งานสำหรับการดึงขึ้นรูปเส้นลวด

จากรูปที่ 17 และ 18 แบบแผ่นไดจะมีลักษณะเป็นช่องเปิดรูปกรวย ขั้นตอนการดึงเริ่มจากส่วนปลายของเส้นลวดตามทิศทางการดึงจะถูกลดขนาดโดยกำหนดให้เส้นลวดนี้แทรกตัวผ่านแบบแผ่นไดเปิด จากนั้นที่ส่วนปลายนี้จะถูกยึดคงที่ไว้และดึงผ่านแบบแผ่นไดต่อไป สำหรับเส้นลวดที่ผ่านการดึงแล้วจะม้วนจัดเก็บล้อมรอบไว้กับล้อทรงกระบอกของเครื่องจักรกล

การเตรียมเส้นลวดก่อนการดึง วัตถุดิบหรือวัสดุควรจะมีความเหนียวอย่างเพียงพอ เนื่องจากต้องถูกดึงด้วยภาระแรงดึงสูงสุด ด้วยเหตุนี้เส้นลวดอาจจำเป็นต้องผ่านการอบอ่อนอย่างเหมาะสม เพื่อให้เส้นลวดนั้นสามารถยืดและอ่อนตัวได้ ขณะรับภาระแล้วเส้นลวดจะถูกดึงผ่านแผ่นไดช่องเปิดรูปกรวยและเคลื่อนที่ออกไป 

ในที่นี้ไม่จำเป็นต้องให้ภาระเพื่อผลักเส้นลวดเข้าสู่แผ่นไดทางด้านขาเข้า และเพื่อให้ง่ายต่อการเข้าไปยังแผ่นไดที่ส่วนปลายของเส้นลวดต้องทำให้มีขนาดเล็กเพื่อสะดวกต่อการเข้าไปยังแผ่นได ดังนั้นบริเวณส่วนปลายนี้อาจทำด้วยเครื่องมืออย่างง่ายดังเช่น การตีส่วนปลายด้วยค้อน เป็นต้น   

ลักษณะอื่นๆ ของการเตรียมเส้นลวด ก็คือ ควรต้องทำความสะอาดและหล่อลื่นเส้นลวดขณะที่ถูกดึงผ่านแผ่นได โดยการทำความสะอาดจะช่วยกำจัดคราบสกปรกและสนิมที่เกาะอยู่กับผิวของเส้นลวดที่อาจมีผลกระทบต่อแผ่นไดขณะทำงาน และผลจากการสัมผัสระหว่างแผ่นไดกับโลหะที่ผ่านการดึง การหล่อลื่นสามารถช่วยลดปัญหาจากภาระที่กระทำขณะทำงานได้

วิธีการบางอย่างที่นำมาใช้หล่อลื่น ก็คือ เส้นลวดที่เคลือบผิวบางๆ ด้วยสารประกอบที่มีเหล็กอยู่ (Ferrous Hydroxide) เมื่อทำปฏิกิริยากับปูน (Lime Act) จะช่วยเพิ่มการหล่อลื่นได้ วิธีการนี้เรียกว่า "Sulling" และถ้าเคลือบผิวเส้นลวดด้วยสังกะสีฟอสเฟสหรือแมงกานีส จะช่วยให้เกิดการหล่อลื่นเพื่อลดความเสียดทานและภาระการดึงขณะทำงานด้วย วิธีการนี้เรียกว่า "Phosphating"   

อีกวิธีการหนึ่งที่นำมาใช้ก็คือ การเคลือบด้วยปูน หรือที่เรียกว่า "Limting" ซึ่งภายหลังที่ปูนเกาะยึดแน่นบนผิวแล้วจะแห้งลง ปริมาณของปูนที่เคลือบผิวขณะนั้นจะอยู่ในสภาพเป็นกลางและเพิ่มการหล่อลื่นจากผิวของเส้นลวดไปยังแผ่นได สำหรับวิธีการทั่วไป ปกติการหล่อลื่นจะใช้สารละลายที่เป็นสบู่และเส้นลวดที่บางมากๆ เช่น ทองแดง ใช้การเคลือบด้วยไฟฟ้าเพื่อลดความเสียดทาน        

แผ่นไดที่ใช้งานสำหรับการดึงขึ้นรูปเส้นลวดจะได้รับผลกระทบอย่างมากเนื่องจากความเค้นและการเสียดสีที่สูง ดังนั้นวัสดุแผ่นไดที่นำมาใช้ต้องผ่านการชุบแข็ง ดังเช่น เหล็กกล้าเครื่องมือหรือเหล็กกล้าผสม เป็นต้น และบางครั้งอาจใช้แผ่นไดที่ทำจากเหล็กหล่อในช่วงเวลาสั้น สำหรับแผ่นไดที่เป็นทังสเตนคาร์ไบด์ส่วนมากใช้กับการผลิตปริมาณมากและเส้นลวดที่มีขนาดกลาง เนื่องจากอายุการใช้งานยาวนาน 2 ถึง 3 เท่า ของแผ่นไดที่ทำจากเหล็กกล้าผสม ส่วนแผ่นไดที่เป็นเพชรใช้กับการผลิตเส้นลวดที่มีขนาดเล็กมากๆ และสำหรับทางการค้าการผลิตวิธี

การนี้ใช้แผ่นไดทังสเตนคาร์ไบด์เพื่อการผลิต แสดงดังตารางที่ 5 ตามขนาดที่ปรากฏของตัวอักษร แสดงดังรูปที่ 19 บางครั้งวัสดุอาจสูญเสียความเหนียวไประหว่างการดึงขึ้นรูปเส้นลวด หรือช่วงทำการดึงขึ้นรูปซ้ำๆ กันหลายครั้งจนได้ขนาดสุดท้าย ด้วยเหตุนี้การอบอ่อนจึงจำเป็นอย่างมากเพื่อให้วัสดุยังคงมีความเหนียวอยู่ และความเร็วใช้งานในการดึงขึ้นรูปที่แนะนำสำหรับวัสดุโลหะและไม่ใช่โลหะอยู่ที่ 10 และ 30 m/s ตามลำดับ

รูปที่ 19 แผ่นไดใช้งานทางการค้าทำจากทังสเตนคาร์ไบด์

การดึงขึ้นรูปเพลา (Rod Drawing) เป็นการผลิตที่เหมือนกับการดึงขึ้นรูปเส้นลวด แต่มีส่วนแตกต่างกันก็คือ ขนาดเตรียมแบบแผ่นไดใหญ่กว่า เพราะว่าขนาดเพลาจะมากกว่าเส้นลวด นอกจากนี้การดึงขึ้นรูปเพลาด้วยเหตุที่ไม่สามารถม้วนเข้าด้วยกันได้ โดยต้องดึงให้เป็นแนวเส้นตรง และตัดให้ได้ความยาวที่เหมาะสม หรือเป็นไปตามมาตรฐานการผลิตของแต่ละสมาคมที่กำหนด

รูปที่ 20 การขึ้นรูปท่อโดยใช้ก้านกระทุ้ง

สำหรับการดึงขึ้นรูปท่อ (Tube Drawing) อาจเป็นการผลิตที่คล้ายกับการดึงขึ้นรูปเพลา ยกเว้นเฉพาะบางส่วนที่แตกต่างออกไป นั่นคือ การขึ้นรูปส่วนภายในของรูจำเป็นต้องใช้ก้านกระทุ้งที่เรียกว่า เพลาแมนเดรล (Mandrel Shaft) หรือเพลาขนาน (Parallel Shaft) แสดงดังรูปที่ 20 การดึงขึ้นรูปท่อเริ่มจากการเตรียมท่อที่มีขนาดมากกว่าขนาดสุดท้ายที่กำหนด

ต่อจากนั้นจะถูกป้อนเข้าไปยังด้านหน้าแบบแผ่นไดจนได้ขนาดที่สมบูรณ์ ในที่นี้การดึงขึ้นรูปท่ออาจต้องทำหลายครั้งซ้ำๆ กันจนได้ขนาดสุดท้ายที่แน่นอน และอาจจำเป็นต้องผ่านการอบอ่อนกับการปรับแนวเส้นตรง เช่นเดียวกันจากแนวทางปฏิบัติของการดึงขึ้นรูปท่อ

ถ้ากรณีที่ไม่มีเพลาแมนเดรลอยู่ภายใน เรียกว่า การลดขนาด (Sinking) ซึ่งวัตถุดิบจะมีขนาดมากโดยทั่วไปเรียกว่า ท่อนหรือแท่ง (Bar) เครื่องมือหรืออุปกรณ์จะมีน้ำหนักมากและใช้กับการผลิตวัตถุดิบที่เป็นท่อนแนวเส้นตรงเท่านั้น เครื่องมือสำหรับการดึงขึ้นรูปเพลานี้ ประกอบด้วย ลูกกลิ้งลำเลียงหลายชุด โดยวัตถุดิบจะถูกป้อนเข้าไปยังด้านหน้าแบบแผ่นได (Die Head) จากนั้นดึงผ่านแผ่นไดและลำเลียงวางบนล้อเลื่อนรองรับ (Carriage) และภายหลังการดึงขึ้นรูปเพลาสมบูรณ์แล้วจะส่งถ่ายไปยังตำแหน่งอื่นๆ ต่อไป 

* อินเตอร์ทูล เทคโนโลยี, บริษัท. ชิ้นส่วนมาตรฐาน แม่พิมพ์ปั้มโลหะ. 1994 และ 1995.
* P N RAO. Manufacturing Technology. Tata McGraw-Hill Companies, Inc. New Delhi. 2002.  
* George E. Dieter. Mechanical Metallurgy. McGraw-Hill Companies, Singapore National Printers Ltd. 1987 and 1988.
* George E. Totten, Kiyoshi Funatani and Lin Xie. Handbook of Metallurgical Process Design. Marcel Dekker, Inc. U.S.A. 2004.