ล้อเจียร Diamond และ CBN คืออะไร
Diamond & CBN Grinding Wheel หรือ ล้อเจียรเพชรและ CBN เป็นเครื่องมือตัดเฉือนความแม่นยำสูง ที่ออกแบบมาเพื่อการเจียรวัสดุแข็งพิเศษ เช่น คาร์ไบด์ (Carbide), เซรามิก, PCD, PCBN, แก้ว, เหล็กแข็งชุบแข็ง และโลหะผสมชนิดพิเศษ
Diamond Wheel (ล้อเจียรเพชร) ใช้สำหรับเจียรวัสดุที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น คาร์ไบด์ แก้ว และเซรามิก
CBN Wheel (ล้อเจียร CBN) หรือ Cubic Boron Nitride เหมาะสำหรับเจียรวัสดุเหล็กแข็ง เช่น HSS (High Speed Steel) และโลหะที่ผ่านการชุบแข็ง
คุณสมบัติของเพชรและ CBN (Diamond and CBN of Feature)
เพชร (DIAMOND)
เพชร ซึ่งเป็นวัสดุที่แข็งที่สุดในธรรมชาติ มีความแข็งแบบ Knoop สูงกว่าวัสดุขัดทั่วไป เช่น ซิลิคอนคาร์ไบด์ หรือ อะลูมินา ประมาณ 3–4 เท่า แต่เพชรจะเริ่มเกิดการออกซิไดซ์ในอากาศที่อุณหภูมิประมาณ 600°C ซึ่งจะเร่งการสึกหรอของเพชรที่เกิดจากความร้อนขณะเจียรวัสดุที่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบ ดังนั้น เพชรจึงไม่เหมาะสำหรับการเจียรวัสดุที่มีฐานเป็นเหล็ก
CBN (Cubic Boron Nitride)
CBN เป็นวัสดุที่ไม่พบในธรรมชาติ มีความแข็งประมาณครึ่งหนึ่งของเพชร แต่แข็งกว่าซิลิคอนคาร์ไบด์ (SIC) หรืออะลูมินา (Al₂O₃) เกือบ 2 เท่า CBN มีเสถียรภาพทางความร้อนดีเยี่ยม แม้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1300°C และเหมาะสำหรับการเจียรวัสดุที่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบ
การเพิ่มคุณภาพโครงสร้างของโลหะในระหว่างการเจียร
เมื่อใช้วัสดุขัดทั่วไป การสึกหรอของหินจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากชิ้นงาน (เช่น เหล็กชุบแข็ง เหล็กทำแม่พิมพ์)มีความแข็งสูงและต้านการสึกหรอสูง แรงเสียดทานระหว่างเจียรทำให้เกิดแรงตึงบนผิวชิ้นงาน ซึ่งจะลดความแข็งแรงของวัสดุและทำให้เกิดรอยแตกร้าวจากการเจียรหรือไหม้จากความร้อน แต่ CBN จะช่วยรักษาความละเอียดของใบมีดเจียร และลดความร้อนจากแรงเสียดทาน ซึ่งส่งผลให้โครงสร้างโลหะมีคุณภาพดีขึ้น
ขอบเขตการใช้งาน (Scope of Application)
Diamond (ล้อเจียรเพชร)
Tungsten ทังสเตน
Carbide and Steel คาร์ไบด์และเหล็ก
Cermets เซอร์เมท
Titanium Alloys ไทเทเนียมอัลลอย
Cast Iron เหล็กหล่อ
Ceramics เซรามิก
Ferrite เฟอร์ไรต์
Glass แก้ว
Crystal, Gem Stone คริสตัล, อัญมณี
PCD / PCBN / CVD เพชรสังเคราะห์
Stone หินธรรมชาติ
Concrete คอนกรีต
Tiles, Roofing Tile กระเบื้อง, แผ่นหลังคา
Plastics incl. Fiber Reinforced พลาสติกเสริมใย
CBN (ล้อเจียร CBN)
High Speed Steel เหล็กสปีดสูง
Tool Steel เหล็กเครื่องมือ
Alloy Tool Steel เหล็กเครื่องมือผสม
Bearing Steel เหล็กลูกปืน
Stainless Steel สแตนเลส
Chromium Steel เหล็กโครเมียม
Case Hardened Steel เหล็กชุบแข็งผิว
Super Alloy ซูเปอร์อัลลอย
Heat Resistant Steel เหล็กทนความร้อน
Special Cast Iron เหล็กหล่อพิเศษ
Alnico อัลนิโก
Inconel อินโคเนล
Die Steelsเหล็กแม่พิมพ์
Cast Ironsเหล็กหล่อ
ประเภท Bond สำหรับล้อเจียร Diamond & CBN
| ประเภท Bond | โครงสร้าง / ความหมาย | คุณสมบัติเด่น | วัสดุที่เหมาะสม | ตัวอย่างการใช้งาน | เหมาะกับงานแบบไหน | ความแม่นยำในการเจียร | ข้อควรระวัง / ข้อจำกัด |
| Resin (B) | ใช้เรซิน (Phenolic / Polyimide) เป็นวัสดุยึดเกาะ | เจียรเร็ว ราคาถูก แต่งง่าย คมตลอดอายุล้อ | คาร์ไบด์, PCD, เฟอร์ไรต์, เซรามิก, ควอตซ์ | เจียร insert, endmill, แม่พิมพ์ | เจียรทั่วไป + เร็ว | ปานกลาง–สูง | อายุล้อสั้นกว่าประเภทอื่น สึกเร็ว |
| Metal (M) | ใช้โลหะผสม เช่น Bronze หรือ Nickel เป็นวัสดุยึดเกาะ | คงรูปดี ทนความร้อนสูง ทนต่อแรงตัด เหมาะกับงานหนัก | PCD, คาร์ไบด์, Zirconia, Sapphire | เจียร PCD tooling, เจียรหนัก | ต้องการความทนทาน + คมแม่นยำ | ปานกลาง | แต่งล้อได้ยาก ราคาสูง |
| Vitrified (V) | ใช้สารยึดเกาะแบบเซรามิก (Glass Bond) | คงรูปดี เจียรเย็น ระบายความร้อนได้ดี เหมาะกับการเจียรแม่นยำ และแห้ง (Dry) | HSS, Tool steel, Inconel, Stainless steel | เจียรแม่พิมพ์, งาน CNC แม่นยำ, งาน dry | แม่นยำสูงสุด เจียรเย็นได้ | สูงมาก | เปราะ แตกง่าย ราคาแพง ไม่เหมาะกับงานกินเนื้อเยอะ |
| Electroplated (E/P) | เคลือบเม็ดเพชรเดี่ยวไว้บนโครงล้อด้วยไฟฟ้า | คมมาก เจียรเร็ว ไม่ต้องแต่งล้อ ใช้งานทันที | ควอตซ์, ไทเทเนียม, กราไฟต์, แซฟไฟร์ | เจียรรูใน, เจียรออปติก, เจาะลึก | คมที่สุด เหมาะกับงานเฉือนเร็ว | สูง (ขึ้นกับงาน) | ใช้ได้ครั้งเดียว อายุล้อสั้น ไม่สามารถแต่งล้อหรือนำกลับมาใช้ใหม่ได้ |
| Hybrid (HY) | ผสมระหว่าง Resin และ Metal / Vitrified | สมดุลทั้งความคม ความทน แม่นยำ ใช้งานกับเครื่อง CNC ได้ดี | Fine PCD, คาร์ไบด์แท่ง, เราเตอร์บิต | งาน CNC เจียรละเอียด งานแม่พิมพ์ละเอียด | สมดุลที่สุด เจียรต่อเนื่องได้ดี | สูง | ราคาสูง ต้องใช้กับเครื่องแม่นยำและแข็งแรง |
เปรียบเทียบประเภท Bond เพื่อการตัดสินใจใช้งาน
| คุณสมบัติ / ประเภท Bond | Resin | Metal | Vitrified | Electroplated | Hybrid |
| ความแข็งของ Bond | ต่ำ (ยืดหยุ่น) | สูง | สูงมาก (เปราะ) | ไม่มี Bond | ปานกลาง-สูง |
| ความคมในการเจียร | สูง (เจียรเร็ว) | ปานกลาง | ปานกลาง | สูงมาก | สูง |
| คงรูปทรงของล้อ | ปานกลาง | สูง | สูงมาก | ต่ำ | สูง |
| อายุการใช้งานล้อ | สั้น (ถูกกว่า) | ยาว | ยาว | สั้น (ใช้แล้วทิ้ง) | ยาว |
| ความสามารถการแต่งล้อ | แต่งง่าย | แต่งได้ยาก | แต่งละเอียดได้ | ไม่สามารถแต่ง | แต่งได้ (บางรุ่น) |
| การระบายความร้อน | ปานกลาง | ต่ำ | ดีมาก | ดี | ดี |
| ความเร็วรอบที่เหมาะสม | ต่ำ-กลาง | กลาง | กลาง-สูง | ต่ำ | กลาง-สูง |
| รองรับแรงเฉือนสูง | ไม่ได้ดีมาก | ดี | ดีมาก | ต่ำ | ดี |
| เหมาะกับเครื่องเจียรแบบ | Manual, Universal | CNC, Semi-auto | CNC แม่นยำสูง | เครื่องเจียรพิเศษ | CNC High-precision |
| เหมาะกับวัสดุ | คาร์ไบด์, PCD | PCD หนา, Cermet | เหล็กชุบแข็ง, HSS | งานบาง, โปรไฟล์ซับซ้อน | คาร์ไบด์แข็ง, งาน CNC |
| ข้อดีเด่น | คม เจียรง่าย ราคาย่อมเยา | คงรูปดี ทนการสึก | แม่นยำสูง เหมาะกับงานละเอียด | คมจัด ใช้ทันที | สมดุล คม+ทน |
| ข้อควรระวัง | สึกเร็ว ไม่ทนร้อน | ระบายร้อนแย่ ใช้กับเหล็กไม่ได้ | เปราะ ห้ามกระแทก | ใช้ได้ครั้งเดียว | ราคาสูง ต้องเลือกให้ตรงกับเครื่อง |
| บำรุงรักษา / ควบคุม | เปลี่ยนบ่อย ตั้งง่าย | ควบคุม dressing ยาก | ต้องมีระบบระบายร้อนดี | ใช้แล้วเปลี่ยน | ต้องตั้งค่าให้เหมาะกับเครื่อง |
ประเภทวัสดุขัดและเปรียบเทียบคุณสมบัติเด่น(Type of Abrasives & Key Property Comparison)
| รหัส | ชื่อวัสดุ | คำอธิบายวัสดุ | คุณสมบัติเด่น | การใช้งานหลัก | ช่วงความแข็งของวัสดุที่เจียร (Workpiece Hardness Range) \[HV ≈ HRC\] |
|---|---|---|---|---|---|
| D | Natural Diamond | เพชรธรรมชาติที่มีความแข็งสูงที่สุดในบรรดาวัสดุขัด ให้ผิวละเอียดมาก เหมาะกับงานที่ต้องการความเที่ยงตรงและเรียบเงา เช่น แม่พิมพ์หรือชิ้นส่วนแก้ว | ให้ผิวงานที่ละเอียดระดับไมครอน แต่ไม่ทนต่อความร้อนสูง | เจียรคาร์ไบด์ เซรามิก แก้ว วัสดุเปราะ และหินมีค่า | HV 1200–2500 ≈ HRC 85–100+ |
| SD | Synthetic Diamond | เพชรสังเคราะห์ที่ผ่านกระบวนการควบคุมคุณภาพ มีความสม่ำเสมอสูงและต้นทุนต่ำกว่าเพชรธรรมชาติ เหมาะกับการผลิตจำนวนมาก | ให้คุณภาพเจียรใกล้เคียง D แต่มีอายุการใช้งานและต้นทุนเหมาะสมกว่า | เจียรคาร์ไบด์, PCD, ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ | HV 1000–2200 ≈ HRC 78–95 |
| SDC | Synthetic Diamond Coating | เพชรสังเคราะห์ที่เคลือบโลหะเพื่อเพิ่มแรงยึดเกาะกับวัสดุประสาน (bond) ทำให้ล้อมีความแข็งแรงมากขึ้นและไม่หลุดร่อนง่าย | ให้ความมั่นคงในงานเจียรต่อเนื่อง หรือแรงเฉือนสูง โดยไม่สูญเสียรูปทรง | เจียรแม่พิมพ์โลหะผง, คาร์ไบด์แบบหนา, ชิ้นงาน PCD | HV 1000–2300 ≈ HRC 80–97 |
| CBN | Cubic Boron Nitride | วัสดุขัดที่มีความแข็งรองจากเพชร แต่ทนต่ออุณหภูมิสูงและไม่ทำปฏิกิริยากับเหล็ก ใช้ในงานที่เพชรไม่สามารถใช้งานได้ | ทนความร้อนสูงมาก เหมาะกับการเจียรเหล็กที่ชุบแข็งหรือมีคาร์บอนสูง | เจียร HSS, Tool Steel, แม่พิมพ์โลหะชุบแข็ง | HV 600–850 ≈ HRC 55–67 |
| CBNC | CBN Coating | CBN ที่ผ่านการเคลือบโลหะเพื่อเพิ่มแรงยึดเกาะกับโครงล้อ และเพิ่มความแข็งแรงในสภาวะการใช้งานต่อเนื่องหรือแรงกระแทกสูง | เหมาะกับเครื่องเจียร CNC ที่มีความเร็วสูงและต้องการความแม่นยำ | เจียรเหล็กกล้าพิเศษ เช่น Inconel, Stainless, Die Steel | HV 550–900 ≈ HRC 50–68 |
| รหัส | ชื่อวัสดุ | ประเภท | ความแข็ง (Hardness) |
ความทนความร้อน (Thermal Resistance) |
ความทนการสึก (Wear Resistance) |
เหมาะกับวัสดุประเภทใด (Best for) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D | Natural Diamond | เพชรธรรมชาติ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ★★★★★ | คาร์ไบด์, แก้ว, เซรามิก |
| SD | Synthetic Diamond | เพชรสังเคราะห์ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ | คาร์ไบด์, PCD |
| SDC | Synthetic Diamond Coating | เพชรเคลือบโลหะ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | คาร์ไบด์, งานเจียรต่อเนื่อง |
| CBN | Cubic Boron Nitride | CBN | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | เหล็กแข็ง, HSS |
| CBNC | CBN Coating | CBN เคลือบ | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | เหล็กกล้าพิเศษ, งานต่อเนื่อง |
ล้อเจียร Semiconductor Back-Grinding
ล้อเจียรชนิดนี้ใช้สำหรับกระบวนการเจียรด้านหลังเวเฟอร์ (Back-Grinding) ซึ่งเป็นขั้นตอนหลังจากการผลิตแผ่นวงจร (FAB) ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ จุดประสงค์คือทำให้เวเฟอร์ บางลง เบาขึ้น และมีขนาดเล็กลง เพื่อให้เหมาะกับการประกอบเป็นชิปประเภท MCP (Multi-Chip Package) ที่มีความหนาแน่นสูง ล้อเจียรประเภทนี้มักใช้กับวัสดุราคาแพง เช่น เวเฟอร์ซิลิคอน (Silicon Wafers) และ เวเฟอร์แซฟไฟร์ (Sapphire Wafers) ซึ่งต้องการความแม่นยำสูงและผิวเรียบเป็นพิเศษ
💡 เวเฟอร์คืออะไร? เวเฟอร์ (Wafer)
คือแผ่นบางทรงกลมที่ผลิตจากวัสดุกึ่งตัวนำผลึกเดี่ยว เช่น ซิลิคอน (Silicon) หรือ แกลเลียมอาร์เซไนด์ (Gallium Arsenide) เวเฟอร์ต้องมี ความเรียบสูงระดับไมครอน และปราศจากฝุ่นหรือความผิดเพี้ยนบนผิว เพราะแม้ความเบี้ยวเพียง 2 ไมครอนในเวเฟอร์ขนาด 6 นิ้ว ก็ส่งผลต่อความแม่นยำของวงจรได้ทันที
- Chip / Die ส่วนที่ตัดจากเวเฟอร์เป็นชิปแต่ละตัว
- Scribe Line ช่องว่างสำหรับเลเซอร์ตัดระหว่างชิป
- TEG (Test Element Group) พื้นที่ทดสอบคุณภาพไฟฟ้าของวงจร
- Edge Die ขอบเวเฟอร์ซึ่งมักมีความคลาดเคลื่อน
- Flat Zone ด้านตัดตรง ใช้จัดแนวบนเครื่อง
ขนาดเม็ดขัด (Grit Size) และความเข้มข้น (Concentration) สำหรับหินเพชรเจียร
ขนาดเม็ดขัด (Grit size) คือ ขนาดของอนุภาคเพชรหรือคาร์ไบด์ โดยวัดจากตะแกรง (Mesh #) เช่น #16 ถึง #400 และแบบไมครอน (Micron, µm) สำหรับขนาดที่ละเอียดกว่า #400
ความเข้มข้น (Concentration) จะนับเป็น 100% เมื่อล้อเจียรมีเพชร 4.4 กะรัตอยู่ในพื้นที่ 1 cm³ (โดยทั่วไป 100% = 25% ของปริมาตรทั้งหมด)
💡 คำแนะนำสำหรับผู้ใช้งาน:
1. ความเข้มข้นสูง จะช่วยให้ล้อมีอายุการใช้งานนานขึ้น และได้ผิวงานที่เรียบกว่า แต่แรงเจียรจะลดลง
2. ความเข้มข้นต่ำ ทำให้แรงเจียรสูงขึ้น แต่ผิวจะหยาบและอายุล้อสั้นลง
3. เม็ดขัดหยาบ ช่วยเพิ่มแรงเจียร และยืดอายุล้อ
4. เม็ดขัดหยาบเกินไป อาจทำให้ผิวชิ้นงานเสียจากรอยกัดที่ใหญ่เกินไป
วิธีสั่งซื้อล้อเจียรเพชรและ CBN (Diamond & CBN Wheels)
ระบุรูปทรงและขนาดของล้อตามแคตตาล็อกหรือแนบแบบวาด (Drawing) หากเป็นรูปพิเศษ
เลือกประเภทสารขัด: เพชร (Diamond) หรือ CBN
ระบุขนาดเม็ดขัด (Mesh Size) ตามตาราง Grit Size
ระบุความแข็งของบอนด์ที่ต้องการ
ระบุค่าความเข้มข้นของเพชรหรือ CBN
ระบุประเภทบอนด์: Resin (B), Vitrified (V), Metal (M), Electroplated (E)
ระบุจำนวนที่ต้องการสั่งและวันที่ต้องการรับของ
ให้ข้อมูลชิ้นงาน เช่น วัสดุ ความแข็ง ความเรียบผิวที่ต้องการ
ให้ข้อมูลเครื่องจักร เช่น ชื่อรุ่น ประเภท และกำลังเครื่อง
ระบุเงื่อนไขการเจียร เช่น ความเร็ว รอบโต๊ะ ความลึก ระบบหล่อเย็น ฯลฯ
ประเภทของสารขัด | Grit Size | เกรดความแข็ง (Grade of Hardness) | ค่าความเข้มข้น (Concentration) | ประเภทบอนด์ (Type of Bond) | ชื่อบอนด์ (Bond Name) | การใช้งานแบบแห้ง/เปียก (Dry/Wet) | |
D : Natural diamond SD : Synthetic diamond SDC : Synthetic coating diamond CBN : Cubic Boron Nitride CBNC : Cubic Boron Nitride coating TC : Tungsten carbide TS : Tungsten carbide + Steel ST : Steel CRM : Ceramic CM : Cermet | #20 | #400 | J : Soft L : ↑ N : Mid P : ↓ R : Hard | 25 = 1.1 ct/cc 50 = 2.2 ct/cc 75 = 3.3 ct/cc 100 = 4.4 ct/cc 125 = 5.5 ct/cc 150 = 6.6 ct/cc 175 = 7.7 ct/cc 200 = 8.8 ct/cc | B : Resin M : Metal V : Vitrified E/P : Electroplated | Bond number | D : Dry W : Wet W/D : Mixed |
#30 | #500 | ||||||
#40 | #600 | ||||||
#50 | #800 | ||||||
#60 | #1000 | ||||||
#80 | #1200 | ||||||
#100 | #1500 | ||||||
#120 | #1800 | ||||||
#140 | #2000 | ||||||
#170 | #3000 | ||||||
#230 | #8000 | ||||||
#270 | #12000 | ||||||
#325 | #14000 | ||||||
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
คู่มือการใช้งานล้อเจียร Diamond & CBN แบบมืออาชีพ (สรุป)
1. Peripheral Speed (ความเร็วรอบขอบล้อ)
| ประเภทบอนด์ | Diamond แห้ง | Diamond เปียก | CBN แห้ง | CBN เปียก |
|---|---|---|---|---|
| Vitrified | 700–1200 m/min | 1200–1800 | 800–1200 | 1200–2400 |
| Resin | 700–1200 | 1200–1800 | 900–1500 | 1200–2400 |
| Electroplated | 700–1200 | 1200–2400 | 900–1400 | 1200–2400 |
| Metal | 500–1000 | 900–1200 | 900–1200 | 1200–1800 |
สูตรคำนวณ: V = π × D × N
2. Cutting Depth (ความลึกในการเจียร)
| Mesh Size | Depth (mm) | ประเภทงาน | Depth (µm) |
|---|---|---|---|
| #100–#120 | 0.02–0.03 | ขัดหยาบ (Rough) | 20–30 |
| #140–#170 | 0.01–0.02 | ลับคม (Lapping) | 10–20 |
| ≥ #230 | ≤ 0.01 | ขัดเงา (Polish) | 5–10 |
3. Grinding Fluid (ของเหลวเจียร)
ควรใช้แบบเปียก → ลดความร้อน, ยืดอายุล้อ
ใช้ น้ำ + น้ำมันกันสนิม + EP additive อัตราส่วน 1:20
หลีกเลี่ยงน้ำล้วนกับล้อเพชร
4. Maintenance (การบำรุงรักษาเครื่อง)
เครื่องต้องมีแรงม้าเพียงพอ ลดแรงสั่น
ตรวจสอบแกนหมุนและพื้นโต๊ะเป็นประจำ
ช่วยรักษาคุณภาพผิวชิ้นงานและอายุล้อเจียร
5. Truing & Dressing
| Grit ล้อเจียร | Truing Stone (หยาบกว่า) | Dressing (ละเอียดกว่า) |
|---|---|---|
| > #80 | C46 / WA60 | WA120 / Lapping stick |
| #100–#200 | C60 / WA120 | WA200 / Lapping stick |
| #230–#325 | GC120 / WA200 | – |
| > #400–#1000 | GC200 / GC300+ | – |
ข้อดีของการ Truing + Dressing:
ผิวเรียบ, ลดแรงเจียร, ไม่มีรอยสั่น, เพิ่มอัตราขจัดชิ้นงาน
6. ค่า Roughness ตามเบอร์ล้อ (Ra)
| Mesh Size | Ra (µm) | Rmax (Resin/Metal) |
|---|---|---|
| #140/170 | 0.54 | 3.3 / 4.0 |
| #230/270 | 0.34 | 2.0 / 2.3 |
| #325/400 | 0.24 | 1.4 / 1.7 |
| #400/500 | 0.14 | 0.8 / 1.0 |
| #1200 | 0.03 | 0.2 / 0.3 |
