วัสดุและเครื่องมือพื้นฐาน

วัสดุ หมายถึง สิ่งที่นำมาใช้ทำสิ่งของต่าง ๆ ที่อยู่อาศัยและสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ วัสดุอาจได้มาจากธรรมชาติและมนุษย์สังเคราะห์ขึ้น (จิรวัฒน์ แสงสุรินทร์)

 

สมบัติของวัสดุ

วัสดุธรรมชาติ และวัสดุสังเคราะห์ มีสมบัติเฉพาะตัวที่แตกต่างกันไป ดังนั้นต้องเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมต่อการใช้งาน สมบัติของวัสดุมีหลายด้าน ดังนี้

1. ความยืดหยุ่น

ความยืดหยุ่น หมายถึง ลักษณะที่วัตถุนั้นสามารถกลับคืนรูปร่างทรงเดิมได้ หลังจากแรงที่มากระทำต่อวัตถุหยุดกระทำต่อวัตถุนั้น วัสดุที่ถูกแรงกระทำแล้วสามารถเปลี่ยนรูปร่างหรือขนาดของวัสดุ และเมื่อเราหยุดออกแรงวัสดุนั้นจะกลับคืนสู่สภาพเดิม เรียกว่า วัสดุนั้นมีสภาพความยืดหยุ่น เช่น ถุงมือยาง ยางยืด ฟองน้ำ

วัสดุแต่ละชนิดมีสภาพยืดหยุ่นไม่เท่ากัน บางชนิดต้องออกแรงมาก ๆ สภาพยืดหยุ่นยังคงอยู่ แต่บางชนิดเมื่อออกแรงมากเกินไปก็หมดสภาพยืดหยุ่นได้ ส่วนวัสดุที่เราออกแรงกระทำแล้ว วัสดุเกิดการเปลี่ยนรูปร่างหรือขนาด แต่เมื่อหยุดออกแรง วัสดุไม่คืนสภาพเดิม เราเรียกวัสดุนั้นว่า วัสดุไม่มีความยืดหยุ่น เช่น ดินน้ำมัน ไม้ แผ่นพลาสติก กระดาษ การใช้ความยืดหยุ่นในชีวิตประจำวัน เช่น การใช้ยางรัดผม การใช้ยางยืดทำขอบกางเกง ใช้เส้นเอ็นทำไม้แบดมินตันหรือไม้เทนนิส

 

2.ความแข็ง

ความแข็ง  หมายถึง ความทนทานต่อการตัดและการขูดขีด  วัสดุที่มีความแข็งมากจะทนทานต่อการขูดขีดมาก เช่น ตะปูกับไม้ เมื่อเราเอาตะปูไปขูดกับไม้ จะพบว่า ไม้เกิดรอย นั่นแสดงว่า วัสดุใดที่เกิดรอยจะมีความแข็งน้อยกว่าวัสดุที่ไม่เกิดรอย แสดงว่า ตะปูมีความแข็งมากกว่าไม้

 

3.ความเหนียว

ความเหนียว หมายถึง ความสามารถในการรับน้ำหนักของวัสดุ ดึงขาดยาก  ถ้าเราทำการพิจารณาด้านความเหนียวสามารถทำได้ 2 วิธี คือ ความสามารถในการดึงเป็นเส้น และความสามารถในการตีเป็นแผ่นบางได้

 

4.การนำความร้อน

การนำความร้อน หมายถึง การถ่ายเทพลังงานความร้อนจากอนุภาคหนึ่งสู่อนุภาคหนึ่ง และถ่ายทอดกันไปเรื่อย ๆ ภายในเนื้อของวัตถุ วัสดุแต่ละชนิดสามารถนำความร้อนได้แตกต่างกัน วัสดุที่นำความร้อนได้ดีจะถ่ายเทพลังงานความร้อนได้เร็ว และมาก เมื่อวัสดุชนิดนั้นได้รับความร้อนที่บริเวณใดบริเวณหนึ่ง จะถ่ายโอนความร้อนไปสู่บริเวณอื่นด้วย  วัสดุบางชนิดไม่นำความร้อน เราจึงสามารถจำแนกสมบัติการนำความร้อนของวัสดุได้ 2 ประเภท คือตัวนำความร้อน และฉนวนความร้อน

1.ตัวนำความร้อน คือวัสดุที่ความร้อนผ่านได้ดี ส่วนใหญ่เป็นโลหะ เช่น เหล็ก อะลูมิเนียม เงิน ทอง ทองแดง นิยมมาใช้ทำภาชนะหุงข้าว เช่น หม้อ กาต้มน้ำ กระทะ

2.ฉนวนความร้อน คือ วัสดุที่ความร้อนผ่านได้ไม่ดี หรือไม่สามารถผ่านได้ ส่วนใหญ่เป็นอโลหะ เช่น ผ้า ไม้ ยาง พลาสติก กระเบื้อง นิยมนำมาทำ ด้ามตะหลิว ด้ามหม้อ หูหม้อ ที่จับหม้อ เพื่อป้องกันความร้อน

 

5.การนำไฟฟ้า

การนำไฟฟ้า หมายถึง สมบัติยอมให้ประจุไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ และสามารถแสดงอำนาจไฟฟ้าออกมา  ซึ่งวัสดุแต่ละชนิดมีสมบัติการนำไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ดังนี้

ตัวนำไฟฟ้าคือ วัสดุที่ยอมให้ประจุไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ ได้แก่ โลหะต่างๆ เช่น ทองแดง เงิน เหล็ก อะลูมิเนียม ตัวนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด คือ เงิน (แต่ไม่นิยม เพราะราคาแพง) อโลหะที่สามารถนำไฟฟ้าได้ คือ แกรไฟต์

ฉนวนไฟฟ้าคือ วัสดุที่ไม่ยอมให้ประจุไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหรือผ่านได้น้อยมาก เช่น ไม้ แก้ว กระดาษ ยาง พลาสติก

 

วัสดุน่ารู้

สิ่งของเครื่องใช้ต่าง ๆ ในชีวิตประจำวันทำมาจากวัสดุหลายประเภท ขึ้นอยู่กับความต้องการ และความเหมาะสมกับการใช้งาน ในปัจจุบันมีวัสดุที่พัฒนาขึ้นมาอย่างมากมายเพื่อใช้ทดแทนวัสดุจากธรรมชาติ หรือเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งาน สามารถแยกประเภทได้ดังรูป

 

เครื่องมือพื้นฐาน

ในการสร้างชิ้นงานตามแบบร่างที่ออกแบบไว้ให้มีความถูกต้อง ทั้งรูปร่าง มาตราส่วน และมีความสวยงามนั้น นอกจากจะต้องเลือกวัสดุที่เหมาะสมแล้ว จะต้องเลือกใช้เครื่องมือให้เหมาะสมด้วย เพื่อให้เกิดความปลอดภัย ในบทเรียนนี้ จะเสนอให้นักเรียนรู้จักเครื่องมือสำหรับการวัดขนาด การตัด และการเจาะ

1. เครื่องมือสำหรับการวัดขนาด

เครื่องมือ

คำอธิบาย

  ไมโครมิเตอร์ (Micrometer) เป็นเครื่องมือวัดขนาดชิ้นงานที่มีขนาดเล็ก มีความแม่นยำสูง สามารถแบ่งขนาด 1 เซนติเมตรได้ละเอียด 1,000 เท่า จึงใช้วัดความหนาของวัสดุ เช่น กระดาษ , เส้นผ่านศูนย์กลางของลวด เป็นต้น
เวอร์เนียร์คาลิเปอร์ (Vernier Caliper) เป็นเครื่องมือวัดขนาดอย่างละเอียด ที่ใช้หลักของเวอร์เนียร์สเกลและปากวัด (Caliper) 2 ชุดคือ ชุดปากวัดใน และปากวัดนอก
ไม้บรรทัดวัดองศาหรือใบวัดมุม (Protractor) เป็นเครื่องมือวัดขนาดของมุมเป็นองศาที่มีความละเอียด สามารถวัดมุมได้ตั้งแต่ 0-180 องศา

 

 

2. เครื่องมือสำหรับการตัด

เครื่องมือ

คำอธิบาย

คีมตัดปากเฉียง เป็นเครื่องมือสำหรับการตัดวัสดุชิ้นเล็กที่ไม่แข็ง เช่น สายไฟ เส้นลวด นอกจากนี้ยังสามารถใช้จับหรือดัดงอวัสดุได้
เลื่อยรอ เป็นเครื่องมือสำหรับตัดแต่งไม้ มีฟันละเอียดใช้สำหรับแต่งหน้าไม้ที่ถูกตัดให้ผิวเรียบ
เลื่อยจิ๊กซอ เป็นเลื่อยไฟฟ้าใช้สำหรับตัดไม้ตามแนวที่ต้องการ สามารถตัดในแนวโค้งได้เนื่องจากใบเลื่อยมีขนาดเล็ก
เลื่อยตัดเหล็ก ใช้สำหรับตัดเหล็กหรือโลหะต่างๆ ใบเลื่อยมีความละเอียด การตัดชิ้นงานจะต้องให้แรงมาก
เลื่อยวงเดือน เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มาก เพราะสามารถตัดได้ทั้งแนวตรง และแนวเอียง

 

 

3. เครื่องมือสำหรับการเจาะ

เครื่องมือ

คำอธิบาย

สว่าน เป็นเครื่องมือเจาะรูที่ใช้งานร่วมกับดอกสว่านประเภทต่างๆ สว่านจะมีเฟืองเป็นตัวช่วยขับดอกสว่านให้หมุน

 

 

กิจกรรม

ให้นักเรียนออกแบบเครื่องใช้ 1 ชิ้น โดยการร่างภาพ และลงมือสร้างชิ้นงาน

 

 

 

 

อ้างอิง

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, “เทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี)”, โรงพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, ศูนย์หนังสือแห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2561 หน้า 52-

พิมพ์พร อสัมภินพงศ์, “คู่มือเตรียมสอบวิทยาศาสตร์ ป.5”, เจ้าพระยาระบบการพิมพ์, 2551

เอกรินทร์ สี่มหาศาล และคณะ, “สื่อการเรียนรู้วิทยาศาสตร์พื้นฐาน ป.5”, อักษรเจริญทัศน์ อจท, 2551

CHIN2CHAR, “คำว่า วัสดุ ความหมายของวัสดุ”, http://chinchar-2.blogspot.com/2009/06/blog-post_10.html สืบค้นวันที่ 4 ก.ย. 61

Plastics Intelligence Unit, “วัสดุผสมชีวภาพ Mycobond
“, http://plastic.oie.go.th/ReadArticle.aspx?id=5711 สืบค้นวันที่ 4 ก.ย. 61

Mitutoyo, “Mitutoyo 101-113 Outside Micrometer, Satin-chrome Finish, Ratchet Stop, 0-1″ Range, 0.0001″ Graduation, -0.0001″ Accuracy”, https://www.amazon.com/Mitutoyo-Outside-Micrometer/dp/B00WMLD6IS สืบค้นวันที่ 7 ก.ย. 61

aliexpress.com, “FUJISAN Vernier Caliper 8″ 0-200mm/0.05 1/128in Calipers Micrometer Gauge Stainless Steel Measuring Tools”, https://www.aliexpress.com/store/product/Vernier-Caliper-8-0-200mm-0-05-1-128in-Calipers-Micrometer-Gauge-Stainless-Steel-Measuring-Tools/1455380_32636521798.html สืบค้นวันที่ 7 ก.ย. 61

ziggies.net.au, ”
PROTRACTOR CELCO 10CM 180 DEGREES”, https://www.ziggies.net.au/product/protractor-celco-10cm-180-degrees/ สืบค้นวันที่ 7 ก.ย. 61

ฮาร์ดแวร์ เอ็กซ์เพิร์ต จำกัด, “คีมตัดปากเฉียง มินิ 4-1/4″(110mm) #200183 TACTIX”, http://www.tactixthailand.com/product/369/คีมตัดปากเฉียง-มินิ-4-1-4quot110mm-200183-tactix-2 สืบค้นวันที่ 7 ก.ย. 61

srithaihardware.com, “เลื่อยปังตอ ฟันละเอียด #GGS1610 ตรา หัวนก”, http://www.srithaihardware.com/product_detail.php?category=22&sub_category=97&id=1487 สืบค้นวันที่ 7 ก.ย. 61

สามชัยเพาเวอร์ทูลส์ จำกัด, “เลื่อยจิ๊กซอว์ 4350CT”, https://www.samchaipowertools.com/store/sawing/4350ct/ สืบค้นวันที่ 7 ก.ย. 61

makitathailand.com, “เลื่อยวงเดือน”, http://makitathailand.com/CircularSaws สืบค้นวันที่ 7 ก.ย. 61

gigatools.ph, “Makita MT M8700M 7/8″ (22mm) Rotary Hammer (710W)”, https://www.gigatools.ph/products/makita-mt-m8700m-7-8-22mm-rotary-hammer-710w?variant=29821018113 สืบค้นวันที่ 7 ก.ย. 61