SDF® (Simultaneous Dual Frequency) คือเทคโนโลยีสิทธิบัตรของ eldec Induction GmbH ประเทศเยอรมนี ที่ ส่ง MF + HF พร้อมกัน ผ่าน Induction Coil เดียวในเวลาเดียวกัน — ไม่ใช่ส่งทีละ Pulse (Sequential) เหมือนเทคโนโลยีดั้งเดิม ผลลัพธ์คือ Hardness Profile ตาม Contour ของฟันเฟืองอย่างสมบูรณ์ — Tooth Tip + Flank + Root ชุบแข็งครบใน Pulse เดียว ใช้งานจริงในโรงงาน Tier 1 Automotive ทั่วโลก: VW, BMW, Daimler, Bosch, ZF

SDF® คืออะไร

What is Simultaneous Dual Frequency?

ในการชุบแข็งฟันเฟือง (Gear Hardening) ปัญหาคลาสสิกคือ Tooth Tip และ Tooth Root ต้องการพลังงานความร้อนต่างกัน:

เทคโนโลยีดั้งเดิมแก้ปัญหานี้ด้วย 2 แนวทาง: (1) ใช้ความถี่เดียวแล้วยอม Compromise (ฟันแตก หรือ รากไม่แข็ง) หรือ (2) ส่ง MF ก่อน แล้วตามด้วย HF (Sequential Dual Frequency) ซึ่งใช้เวลานานและทำให้ Distortion สะสม

SDF® แก้ปัญหานี้ในระดับฮาร์ดแวร์ — eldec ออกแบบ Inverter ที่ส่งกระแส MF (~10-30 kHz) และ HF (~200-400 kHz) ผสมกันเป็นสัญญาณเดียว ป้อนเข้า Coil เดียว ทำให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีทั้งสองความถี่อยู่ในชิ้นงาน ในเวลาเดียวกัน — Tooth Tip ดูดซับ HF (ตามกฎ Skin Effect) ส่วน Root ดูดซับ MF

Key Insight: Skin Depth (δ) แปรผกผันกับรากที่สองของความถี่ — ตามสมการ δ = 503·√(ρ/μᵣ·f) เมื่อ ρ คือ Resistivity, μᵣ คือ Relative Permeability, f คือ Frequency การ "เลือก" ความถี่ที่เหมาะกับแต่ละบริเวณของชิ้นงานจึงเป็นหัวใจของ Contour Hardening

SDF® vs Sequential vs Single Frequency

Comparison: Hardening Methodology
เทคโนโลยี หลักการ Cycle Time Distortion เหมาะกับ
Single MF (10-30 kHz) ความถี่ต่ำเดียว ปานกลาง ปานกลาง-สูง Through Hardening · Bulk Heating
Single HF (200-400 kHz) ความถี่สูงเดียว ปานกลาง ปานกลาง Surface Hardening ผิวบาง · Spline ผิวเรียบ
Sequential Dual MF ก่อน → HF (สอง Pulse) ยาว สูง (สะสม) Gear ที่ยอม Cycle Time นาน
SDF® (Simultaneous) MF + HF พร้อมกัน (Pulse เดียว) สั้นที่สุด ต่ำที่สุด Gear Tooth Contour Hardening (Mass Production)

เหตุผลที่ SDF® ลด Distortion ได้ดีกว่า Sequential: เมื่อชิ้นงานถูกให้ความร้อนสองรอบใน Sequential (MF แล้ว HF) จะเกิด Thermal Cycle สองครั้ง ทำให้ Residual Stress สะสมและบิดเบี้ยว — SDF® ส่งพลังงานพร้อมกัน Cycle เดียว Heat Affected Zone (HAZ) สมมาตรกับ Tooth Profile

ผลลัพธ์ที่วัดได้

Measurable Outcomes vs Conventional Methods
Grinding Reduction
80%
vs Carburizing ดั้งเดิม
Cycle Time
3-8s
ต่อชิ้น (Gear Module 2-5)
Distortion (Out-of-Round)
5-15µm
vs Carburize 30-50 µm
Energy Efficiency
90-95%
vs Gas Furnace 30-45%

ทำไมประหยัดต้นทุนการผลิตจริง?

ในงาน Mass Production ของ Automotive Transmission Gear (~50,000 ชิ้น/เดือน):

  • ลด Grinding 80% = ลดเครื่อง CNC Grinding Machine 4-5 เครื่อง · ประหยัดต้นทุน Tool/Wheel หลายล้านบาท/ปี
  • ลด Cycle Time 30-50% เทียบ Carburize (Carburize = 2-6 ชั่วโมง/Batch · SDF® = 3-8 วินาที/ชิ้น)
  • ลดการใช้พลังงาน 60-70% เพราะให้ความร้อนเฉพาะ Surface ไม่ใช่ทั้งชิ้น และไม่มี Heat Loss สู่บรรยากาศ
  • ลด CO₂ Emission เปลี่ยนจาก Gas Furnace เป็น Induction = ลด Scope 1 Emission สู่ Scope 2 ที่ควบคุมและลดได้ตาม Grid Decarbonization

การใช้งานหลัก

Primary Applications of SDF® Technology
01
Transmission Gear
เฟืองในกระปุกเกียร์รถยนต์ — Spur, Helical, Bevel — Module 1-10 mm · Pulse เดียว Tooth Tip + Root + Flank ครบ
02
EV Reduction Gear
เฟืองทดรอบ EV Motor — ทำงาน Torque สูง RPM สูง ต้องการ Surface Hardness สม่ำเสมอตลอด Tooth Contour
03
Crankshaft Journal
เพลาข้อเหวี่ยง — ชุบแข็ง Pin/Main Journal โดยรักษา Fillet Radius ไม่ให้ Distortion
04
Cam Lobe
ลูกเบี้ยว Camshaft — Profile ซับซ้อน ต้องการ Hardness ตาม Contour โดยไม่ Distortion
05
Spline Shaft
เพลา Spline ทั้ง Internal และ External · ผิว Spline ต้องการ HF · แกน ต้องการ MF
06
Bevel Gear (Differential)
เฟืองเฟือง Differential รถบรรทุก · Tooth Profile โค้ง 3D ที่ Conventional Method ทำได้ยาก

eldec MIND Series — Hardware ที่รองรับ SDF®

Compatible Induction Hardening Machines

SDF® เป็น Option ที่เพิ่มได้ในทุกรุ่น MIND Series ของ eldec — ขนาด kW เลือกตาม Diameter ของชิ้นงานและ Cycle Time Target:

MIND-S
250 kW · SDF®
Diameter ≤ 200 mm · Small Gear, Spline Shaft, Pinion · Single Station
MIND-M
800 kW · SDF®
Diameter 200-400 mm · Mid-size Transmission Gear · Single/Twin Station
MIND-L
1000 kW · SDF®
Diameter 400-600 mm · Heavy Truck Gear · Twin/Multi Station
MIND-XL
750/1500 kW Dual · SDF®
Diameter > 600 mm · Industrial Gearbox, Wind Turbine Gear

ทุกรุ่นมาพร้อม eQC (Energy Quality Control) — ระบบ Industry 4.0 สำหรับ Real-Time Monitoring ของ kW, kHz, Time, Pyrometer Temperature ทุก Cycle เก็บข้อมูลใน Database สำหรับ SPC Analysis รองรับ Profinet, EtherNet/IP, OPC-UA สำหรับ MES Integration ตามมาตรฐาน IATF 16949 และ VDA 6.3

Coil Design — ปัจจัยสำคัญของความสำเร็จ

SDF® ต้องใช้ Coil ที่ออกแบบเฉพาะเพื่อรองรับสองความถี่พร้อมกันโดยไม่เกิด Cross-Talk หรือ Resonance เสีย — SHINRAI ร่วมกับ eldec Germany ให้บริการ:

SDF® ในประเทศไทย — บริการของ SHINRAI

SDF® Implementation Services in Thailand

SHINRAI Trading and Engineering คือ Official Technical Partner เดียวของ eldec ในประเทศไทย ให้บริการ End-to-End สำหรับการนำ SDF® เข้าสู่โรงงาน: