มข.เปิดตัวจักรยานทำจากผ้าไหม

กองบริหารงานวิจัย ร่วมกับคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น เผยผลงานวิจัย เรื่อง “จักรยานจากผ้าไหม คันแรกของโลก (The World’s first Bicycle Silk)”  ผลงานของ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.พนมกร ขวาของ และอาจารย์ สุธา ลอยเดือนฉาย อาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น  ณ  อาคารสิริคุณากร  มหาวิทยาลัยขอนแก่น

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.พนมกร ขวาของ อาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น เผยว่า  การวิจัยเรื่อง “จักรยานจากผ้าไหม คันแรกของโลก (The World’s first Bicycle Silk)” ได้รับแรงบันดาลใจมาจาก การประยุกต์วัสดุในท้องถิ่นอย่างผ้าไหม ที่นอกจากจะใช้เป็นเครื่องนุ่งห่ม อุปกรณ์ตกแต่งบ้าน การทำเครื่องสำอาง ยังสามารถนำไปต่อยอดเป็นวัสดุทดแทนอื่น ๆ เนื่องจาก ไหมมีลักษณะของโครงสร้าง ที่มีความแข็งแรง การรับแรง เทียบเท่ากับเหล็ก  จากแนวคิดดังกล่าวจึงนำมาสู่การประดิษฐ์โครงรถจักรยานที่มีไหมเป็นส่วนประกอบ
         

สำหรับการประดิษฐ์จักรยานจากผ้าไหมคันแรกของโลก ในครั้งนี้  เป็นการนำวัสดุใหม่มาทดแทน โครงรถจักรยานที่ทำจากคาร์บอน ไฟเบอร์ ที่มีราคาสูง ประมาณโครงละ 40,000-100,000 บาท และน้ำหนักเบา รวมไปถึงการมีค่าการยืดหยุ่นตัวสูงเมื่อเทียบกับโครงอลูมิเนียม ในขณะที่โครงจักรยานไหมมีต้นทุนการผลิตในราคาเพียง 15,000 – 20,000 น. ซึ่งถูกกว่า ถึง 4 เท่า จากการทดสอบพบว่า โครงรถจักรยานที่ทำจากไหมผสมเรซินสามารถรับแรงกด (Load) ได้มากกว่า 1,300 นิวตัน แรงเค้น (Stress) มากกว่า 55  เมกกะปาสคาล และค่าการยืดหยุ่นตัว(Flex Modulus) มากกว่า2,700 เมกกะปาสคาล เมื่อเทียบกับ โครงรถจักรยานอลูมิเนียมที่มีน้ำหนักเท่ากันที่นำมาทำการทดสอบ พบว่าอะลูมิเนียมสามารถรบแรงกด (Load)ได้มากกว่า 750 นิวตัน แรงเค้น (Stress) มากกว่า 12  เมกกะปาสคาล และค่าการยืดหยุ่นตัว(Flex Modulus) มากกว่า 80  เมกกะปาสคาล

“จักรยานที่ทำมาจากคาร์บอนไฟเบอร์ มีน้ำหนักเบา ราคาสูงมาก     แต่โครงรถจักรยานผ้าไหมผสมเรซิ่นที่ประดิษฐ์ขึ้นในครั้งนี้  เป็นการใช้วัสดุใหม่ที่สามารถนำมาทดแทนโครงรถจักรยานชนิดที่ทำจากคาร์บอน ไฟเบอร์ ซึ่งมีต้นทุนที่ถูกกว่า จากการทดสอบพบว่าโครงจักรยานผ้าไหมจะสามารถรับแรงกดได้มากกว่าโครงรถจักรยานที่ทำจากอลูมิเนียม ประมาณ 5 เท่า  การทดสอบแรงดึง พบว่า สามารถรับแรงดึงได้มากกว่าโครงรถจักรยานที่ทำจากอลูมิเนียมได้ประมาณ 8 เท่า  การทดสอบแรงยืดหยุ่น พบว่าโครงจักรยานจากผ้าไหมสามารถยืดหยุ่นตัวได้มากกว่าอะลูมิเนียม ประมาณ 30 เท่า ฉะนั้นจะส่งผลดีกับผู้ขับขี่ คือ น้ำหนักของจักรยานไหมจะมีน้ำหนักเบากว่า จักรยานอลูมิเนียม หากต้องรับแรงในน้ำหนักเดียวกัน และ จักรยานไหมยืดหยุ่นตัวได้ดี เปรียบเสมือนกับจักรยานที่มีโช้คอยู่ในตัว  ทำให้เมื่อยล้าน้อยลง สามารถขับขี่ได้นานขึ้น” 

นอกจากนี้ทางทีมวิจัยได้มีการพัฒนาเรซิ่นและส่วนประกอบวัสดุที่ใช้กับจักรยานผ้าไหมที่สามารถรับแรงได้มากขึ้น โดยเป็นเรซิ่นที่พัฒนามาใช้ทำเป็นแผ่นกันกระแทกที่สามารถรับแรงกระแทกของกระสุนปืนขนาด .357 Maxnum เทียบเท่าระดับ III ของ NIJ โดยเรซินและวัสดุเสริมสามารถทำที่ทำให้น้ำหนักแผ่นกันกระแทกลดลง 25 % และสามารถนำไปใช้ในการทำแผ่นกันกระแทกสำหรับปืน M 16 ได้ (กรณีนี้น้ำหนักยังมากอยู่) ซึ่งเรซินและวัสดุผสมนี้จะถูกนำมาใช้ในการทำโครงจักรยานผ้าไหมเช่นเดียวกัน จะส่งผลให้น้ำหนักจักรยานลดลงได้อีก แต่ยังคงรับแรงได้เท่าเดิม

อาจารย์ สุธา ลอยเดือนฉาย คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น กล่าวถึงขั้นตอนการผลิตโครงจักรยานจากผ้าไหม ว่า เริ่มต้นให้นำโครงจักรยานต้นแบบมาตัดโครงเก่าออกเพื่อใช้ข้อต่อของจักรยานเดิม   ม้วนพันเป็นลักษณะเช่นเดียวกับโครงรถจักรยานแบบที่มีอยู่  จากนั้นใช้เรซินเชื่อมผ้าไหมเข้าด้วยกัน  เมื่อได้ชิ้นส่วนครบจึงประกอบโครงจักรยานที่ทำจากผ้าไหมเข้ากับโครงจักรยานต้นแบบเดิม หลังจากนั้นนำเส้นไหมมาพันโดยรอบโครงจักรยานที่ทำจากผ้าไหม โดยทิ้งไว้ให้เรซินแห้งแข็งตัวเป็นเวลา 3 วัน หลังจากนั้น ขัดผิวสัมผัสให้เรียบเนียนสวยงามด้วยเครื่องกลึง ประกอบโครงจักรยาน  และสร้างเฟรมส่วนที่รับน้ำหนักจากเบาะถึงแกนล้อหลัง โดยน้ำหนักผ้าไหมที่ใส่เรซินเท่ากับน้ำหนักเฟรมอลูมิเนียม เพื่อนำไปทำการทดสอบการยืดหยุ่นตัวเทียบกับเฟรมอูมิเนียม เมื่อแล้วเสร็จจะทดสอบด้วยการขับขี่เป็นขั้นตอนสุดท้าย” อาจารย์ สุธา กล่าว

ปัจจุบันทีมผู้วิจัย ได้จดสิทธิบัตรโครงรถจักรยานที่ทำจากไหมผสมเรซิน (resin)  เป็นทรัพย์สินทางปัญญาของมหาวิทยาลัยขอนแก่นเป็นที่เรียบร้อยแล้ว  ถือได้ว่า จักรยานจากผ้าไหม  เป็นอีกก้าวหนึ่งของการนำวิถีวัฒนธรรม  อย่าง “ผ้าไหม” มาต่อยอดการประดิษฐ์  โดยนำคุณสมบัติความแข็งแรงของไหม มาใช้เป็นวัสดุทดแทน  คาร์บอนไฟเบอร์ ที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานโดยมีความแข็งแรงเทียบเท่ากับเหล็ก ฉะนั้นความสำเร็จของการประดิษฐ์“จักรยานจากผ้าไหม คันแรกของโลก (The World’s first Bicycle Silk)” นี้จึงเป็นที่สะท้อน การคิดค้นนวัตกรรมได้เป็นอย่างดี ที่การสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆไม่จำเป็นต้อง ติดอยู่ในกรอบเดิมๆ  หากหน่วยงานใดสนใจ ติดต่อได้ที่กองบริหารงานวิจัย สำนักงานอธิการบดี อาคาร 2 มหาวิทยาลัยขอนแก่น  โทรศัพท์   0-4320-3176