Témata
Zdroj: Siemens

Porto patří k největší průmyslové oblasti Portugalska. Od roku 1956 zde sídlí přední světový výrobce strojů technologie tváření – společnost Adira.

Roman Dvořák

Je absolventem oboru Strojírenská technologie Fakulty strojní ČVUT v Praze, kde studuje kombinovanou formu doktorského studia. V roce 1997 nastoupil do vydavatelství Vogel Publishing na post odborného redaktora vznikajícího strojírenského titulu MM Průmyslové spektrum. V roce 1999 přijal nabídku od německého vlastníka outsourcingovat titul do vlastního vydavatelství. 

Hana Janišová

Vystudovala Divadelní fakultu AMU. Většinu svého profesního života pracovala jako redaktorka v rozličných periodikách nebo na PR pozicích ve firmách různého zaměření, naposled z oblasti informačních technologií.
Osobně jí jsou blízká nejen témata týkající se techniky a technologií, ale například také z oblasti sociální nebo školství a další.
Pro MM Průmyslové spektrum pracuje od roku 2017. Její stěžejní mimopracovní aktivitou je ochrana zvířat.

Mezi jejich klíčové produkty, které vyvážejí do více než 60 zemí světa, patří ohraňovací lisy, nůžky, laserové řezací stroje a technologická řešení na míru zákazníkům. Společnost se v poslední době zaměřuje na vývoj a výrobu laserových technologií pro aditivní výrobu: Laser Metal Fusion (laserové tavení založené na práškovém loži) AddCreator

Společnost Adira vyvinula stroj AddCreator, který je schopen vyrábět velké díly technologií aditivní výroby Laser Metal Fusion. (Zdroj: Siemens))

Laser Metal Fusion

Jedná se o technologii aditivní výroby, jejíž vývoj byl započat v roce 1995. Využívá laserový nebo elektronový paprsek k tavení a roztavení kovového prášku. Na rozdíl od Laser Metal Deposition (generativní laserové práškové navařování) technologie Laser Metal Fusion kovový prášek plně roztaví a vytvoří pevnou homogenní hmotu. Tento proces může rychle a přesně vytvářet geometricky složité a vysoce pevnostní díly. Tato, inženýry společnosti Adira originálně vyvinutá, implementace aditivní technologie výroby práškové fúze Adira se nazývá tiled laser melting, což lze přeložit jako dlaždicové laserové natavování.


Názorná vizualizace konstrukčního řešení sestavy stroje AddCreator.


Customizace výroby velkých dílů

Tiago Oliveira, vedoucí marketingu společnosti Adira, k této technologii uvádí: „Jedinečnou vlastností AddCreatoru je schopnost aplikovat technologii tiled laser melting na výrobu rozsáhlých komponent. Vyvinuli jsme mobilní modulární komoru, která se pohybuje po práškovém loži. Z hlediska plánování výroby jsou větší komponenty rozděleny do menších segmentů. Pomocí námi vyvinutých způsobů skenování se skenovací pole překrývají, a zaručují tak optimální ‚tisk’ dlaždic. Výsledkem jsou vysoce přesné a homogenní části.”

Kombinace výroby velkých komponentů a přesnosti laserového systému 100 mikronů přispívá k zájmu výrobců o AddCreator v různých průmyslových segmentech. Jedním z příkladů je letecký průmysl pro výrobu turbínových rotorů. Tyto komponenty mají zakřivené geometrie a složité vnitřní komory, a jejich výroba tradičními obráběcími technologiemi je velmi nákladná.

Druhý stupeň vysokotlaké letecké turbíny průměru 700 mm je kompletně vyrobený aditivní technologií stroje AddCreator. Původních 20 montovaných dílů je nahrazeno jedním. (Zdroj: Adira)

SolidEdge ve vývoji stroje

Společnost Adira úspěšně využívá nástroj Solid Edge již několik let pro návrh svých strojů technologie zpracování plechů. Nyní získané zkušenosti aplikují na vývoj stroje AddCreator. Ten se sestavuje z konstrukčních dílů, krytování, portálového systému pro umístění stavební komory a vysoce přesné elektromechanické podsestavy. Podle slov projektového manažera AddCreator João Paulo Santose vytvořili pomocí Solid Edge přesný 3D CAD model kompletního stroje s více než 15 000 komponenty. Solid Edge jim umožňuje přesně pracovat na této rozsáhlé sestavě. Zdejší projektanti mohou například určit, že konkrétní oblasti sestavy jsou „neaktivní“, pokud jsou zaměřeny na jiné oblasti. To zlepšuje interaktivitu systému pro jejich designéry.

Konstruktéři společnosti Adira pomocí SolidEdge navrhli přesný 3D CAD model kompletního stroje AddCreator s více než 15 000 komponenty. (Zdroj: Siemens)

João také popisuje některé výhody, kterých Adira dosahuje pomocí synchronní technologie uvnitř Solid Edge – synchronní technologie nám umožňuje navrhovat rychleji a snadněji provádět změny. Například se jedná o schopnost pracovat s CAD daty třetích stran. Jeden z jejich partnerů jim poskytuje STEP soubory komponentů, které pro ně vyvíjí a vyrábí. Pomocí synchronní technologie přistupují ke kompletnímu 3D návrhu, používají jej ve svých sestavách a přímo upravují inteligentní funkce.

Konstruktéři společnosti Adira velmi často navrhují projekty na míru. (Zdroj: Siemens)

Adira a Siemens

Do budoucna plánuje společnost Adira využívat další možnosti Solid Edge. Patří mezi ně generativní návrh, technické publikace, návrh elektrických obvodů a vylepšené možnosti správy dat. Firma ve svých strojích používá řídicí jednotky Siemens Simatic. Užší integrace mechanických, elektrických a softwarových aspektů jejich návrhů je další oblastí, kde Adira vidí zajímavé možnosti pro budoucí spolupráci se společností Siemens.

Na to, jak vidí aditivní výrobu v ČR, jsme se zeptali Ing. Tomáše Duby, ředitele obchodního úseku Řídicí systémy a pohony pro obráběcí a speciální stroje a roboty společnosti Siemens v Česku. Příklad použití technologie aditivní výroby i budoucí směr vývoje v této oblasti, včetně dopadů na průmysl, jsou na základě výše uvedené případové studie a rozhovoru více než zřejmé. Co pro mne osobně zůstává neznámou, je, jak na tento trend zareagují naši čeští výrobci. Oblast obráběcích a tvářecích strojů je dlouhodobě naší strojařskou chloubou a významných exportním artiklem. Kromě dlouhodobé tradice se v tomto odvětví můžeme opřít o silné kompetence na půdě technických univerzit. Tady se mi ale zdá, že dochází právě te k bodu zlomu. Akademická sféra jako kdyby lépe pochopila budoucí trend směřování výrobní technologie a již dávno se vrhla kromě vlastní výuky v oblasti aditivní výroby i do její praktické implementace formou aplikovaného výzkumu. Moc bych si přál, aby naši tradiční výrobci strojů v oblasti aditivní výroby nezaspali a využili této technologie k posílení svých exportních pozic. Chtěl bych proto na našem trhu ještě letos vidět nové projekty, které vzniknou a vstoupí mezi zavedené výrobce, aby je vyzvaly na souboj.
ZÁZRAKY NA POČKÁNÍ

O aditivní výrobě lze bez nadsázky říci, že jí patří přední místo mezi technologiemi budoucnosti. O rozhovor jsme proto požádali špičkového odborníka – Dr. Karstena Heusera, viceprezidenta obchodní oblasti Aditivní výroba v rámci Siemens Digital Industries.

MM: Jaké jsou trendy v oblasti aditivní výroby, které dnes společnost Siemens sleduje na trhu?

K. Heuser: V dnešní době pozorujeme tři hlavní trendy. Prvním je využití špičkových softwarových simulačních nástrojů pro návrh efektivnějších produktů, například při snižování hmotnosti či zlepšování procesu.

Druhým trendem je, že aditivní výroba mění způsob výroby. Jednak zvyšuje flexibilitu a produktivitu průmyslových společností, jimž umožňuje tisk nástrojů, součástek, uchopovacích nástrojů atd. doslova přes noc. A dále převádí několik montážních kroků do jedné vytištěné části.

A tím třetím je pak fakt, že aditivní výroba přináší nové obchodní modely, jako jsou individualizované produkty (např. helmy, ortézy, boty, brýle atd.) nebo obchodní model digitálních náhradních dílů, tedy tisk náhradního dílu, kdykoli a kdekoli potřebujete, místo udržování velkých servisních center plných náhradních dílů.

Tyto trendy vyžadují velice efektivní softwarové nástroje a platformy, stejně jako vysoce stabilní a efektivní proces aditivní výroby přímo ve výrobě. Společnost Siemens podporuje tyto trendy integrovaným řešením v rámci celého hodnotového řetězce.

Karsten Heuser

„V dnešní době pozorujeme tři hlavní trendy v aditivní výrobě.“

Dr. Karsten Heuser pracuje ve společnostech skupiny Siemens na různých manažerských pozicích více než 20 let. Aktuálně působí jako viceprezident obchodní oblasti Aditivní výroba v rámci Siemens Digital Industries, kterou zároveň vede po odborné stránce. Za oblast aditivní výroby je členem poradního výboru německé Asociace strojírenského průmyslu (VDMA).
Dr. Heuser dosáhl v oblasti fyziky titulu Ph.D. na augsburské univerzitě a je rovněž absolventem postgraduálního studia Advanced Management na berlínské ESMT (Evropská škola managementu a technologie).

MM: Které konkrétní nové obchodní modely přináší aditivní výroba na trh?

K. Heuser: Uvedu dva příklady. Siemens nedávno uzavřel partnerství s návrhářem obuvi a skupinou výrobců strojů. Toto konsorcium vyvinulo koncept s cílem najít nový způsob návrhu mezipodešve obuvi s využitím nejnovějšího softwaru pro navržení mezipodešve pro lepší výkon. Díky spolupráci s odborníky ze Siemensu pro oblast plánování výroby bylo vyvinuto digitální dvojče vysoce flexibilní a velmi efektivní výroby. Software propojuje všechny procesy, řídí sledovatelnost a každou sekundu monitoruje stav každého kroku procesu pomocí technologií Siemens. Stroje tiskárny, odprašování, povrchové úpravy i intralogistika – vše bylo automatizováno pomocí technologie Siemens Totally Integrated Automation (TIA). Díky tomu mohla vzniknout první virtuální továrna AM Polymer, která byla založena a otevřena v listopadu 2020. Zákazníci dnes mají možnost využít tento úspěšný projekt a výsledek pro jejich vlastní výrobní projekty v mnohem větším měřítku za přijatelné náklady. Také jsme vyvinuli nové finanční modely v kombinaci s digitálním dvojčetem továrny a leasingové modely, které zákazníkům umožňují, aby aditivní výroba byla pro ně dostupnější.

Druhým příkladem je projekt individualizovaných cyklistických přileb realizovaný v roce 2020 se startup firmou HEXR, která vyvinula skenovací aplikaci pro digitalizaci hlavy zákazníka pomocí běžného chytrého telefonu během několika minut. Sken hlavy je následně nahrán jako digitální dvojče do cloudu a 3D továrna vytiskne přilbu přímo na míru zákazníkovi. I v tomto případě Siemens spolupracoval s dalšími firmami na vývoji konceptu pro rozsáhlejší výrobu při zachování vysoké flexibility pro lot-size-one výrobu.

MM: Jak by průmyslové společnosti měly promítnout tyto nové obchodní modely do svých obchodních strategií?

K. Heuser: Je to o spolupráci v tzv. ekosystému s dalšími partnery, místo vymýšlení něčeho, co už vymysleli jiní. Například Siemens nabízí své know-how i služby nováčkům v oboru – ať už se jedná o vývoj strategie aditivní výroby, nebo identifikaci relevantních částí aditivní výroby, které mohou být vytištěny v budoucnu, či optimalizace brownfieldových center aditivní výroby a výrobních zařízení za účelem snížení nákladů a zvýšení výroby až po plánování kompletních továren aditivní výroby. Díky našemu integrovanému softwarovému systému od návrhu po výrobu můžeme pomoci a plně podporovat technická oddělení i kolegy ve výrobě na cestě za úspěšnou budoucností aditivní výroby. Jde o to rychle začít v menším rozsahu, být experimentální s nadšeným odborným týmem a oddaným managementem, a spolupracovat s předními partnery, jako je Siemens.

MM: Jaká je podle vašeho mínění budoucnost aditivní výroby?

K. Heuser: Za 10 let bude aditivní výroba běžnou výrobní technologií v mnoha průmyslových odvětvích a pro mnoho různých aplikací. Doplní dnešní metody výroby. Nové materiály také odemknou potenciál nových možností využití. Například i digitální navrhování materiálu bude možné díky 3D tisku. Výrobní metody budou však záviset na potřebě aplikací, a ne vždy bude aditivní výroba řešením.

Související články
MM Podcast: Každé vítězství má svůj příběh

Olga Girstlová byla v 90. letech nepřehlédnutelnou součástí vznikajícího podnikatelského prostředí tehdejšího Československa. Společně se svým otcem a manželem založili v květnu 1990 společnost GiTy. Vsadili na komoditu s obrovským potenciálem technologického růstu. Po 15 letech manželé Girstlovi však dospěli k rozhodnutí společnost prodat a dále se věnovat jiným komoditám, jako například ekologickému stavitelství. 

CIMT 2021 plně prezenční

Zatímco je celý svět paralyzovaný restrikcemi proti šíření koronaviru covid-19, v Pekingu byl dnes zahájený veletrh obráběcích a tvářecích strojů China International Machine Tool Show CIMT 2021 v plné prezenční formě a téměř shodného rozsahu, jako ročníky předešlé. Ve stejný den a po celý týden, jako Hannover Messe Digital Edition – průmyslový veletrh v plně digitální platformě.

Hannover Messe 2021

Inovace, vytváření sítí a sdílení zkušeností ve věku průmyslové transformace – to jsou klíčová motta, která představují letošní ročník digitálního Hannover Messe, na kterém více než 1 800 vystavovatelů představí svá řešení pro výrobu a energetické systémy budoucnosti. Od umělé inteligence po robotiku, od ochrany klimatu po vodík. Nejdůležitější světový průmyslový veletrh plní svoji roli jako inovační a síťová platforma a vytváří uprostřed koronové pandemie globální platformu pro výměnu zkušeností v době průmyslové transformace.

Související články
MM Podcast: Glosa - God Save the Queen

V naivní představě ekonomického perpetuum mobile zaměstnáváme v poměru k reálné ekonomice nejvyšší počet lidí ve státní a veřejné správě v rámci nejrozvinutějších zemí OECD. Rakovinotvorný rozbujelý a nevýkonný úřednický aparát, vědomě bojkotující vznik e-státu, dokonale paralyzuje správu věcí veřejných. A jeho solidarita s aktuálně zdecimovaným privátním sektorem? Home office na 100 % mzdy, její valorizace, statisícové odměny na MF za ušetřené miliardy (…). 

Související články
V hlavní roli strojař

Fakulta strojní VŠB-TUO se pro letošní rok v rámci náborové kampaně vrací k úspěšné sérii V hlavní roli strojař. Kampaň komunikuje myšlenku, že strojaři jsou hvězdy hrající hlavní roli v moderním světě. Jejím cílem je zlepšit vnímání oboru strojírenství, posílit brand fakulty, a samozřejmě také nalákat uchazeče ke studiu strojařiny.

Chytrá kombinace systémů

Vývoj obráběcích technologií v minulém století nabral na obrátkách. Dnes jsme tuto technologii dotáhli téměř k dokonalosti – jsme schopni vyrobit předměty libovolných tvarů v přesnostech na tisíciny milimetru. Dalo by se říct, že pro zlepšení zde už příliš prostoru nezbývá, přesto nás přední výrobci obráběcích strojů a nástrojů pravidelně přesvědčují o opaku. Progresivní a inovativní přístup společnosti Ceratizit je toho jen dalším důkazem. Nedávno na trh uvedla přesnou vyvrtávací hlavu Komflex z produktové řady Komet, která umožňuje automatickou korekci průměru v případě vyvrtávání přesných otvorů. Jak to nástroj dokáže, upřesňuje v následujícím rozhovoru technický ředitel společnosti Ceratizit Česká republika Ing. Jan Gryč.

MSV ve znamení materiálů i technologií

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro Mekku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, mimo lidi z dalších oborů, setkají i výrobci plastů a též špičkových zařízení pro plastikářskou výrobu. Na naše otázky odpovídají Pavel Tuláček, jednatel společnosti Gorilla Machines, a David Svoboda, jednatel Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery Česko.

Aditivně s nadzvukovou rychlostí

Společnost Hermle je známá především pro svá přesná pětiosá obráběcí centra a nadstandardní servis. Už málokdo ví, že vyvinula také stroj pro aditivní výrobu kovových dílů. Přestože je i tato technologie založena na postupném vrstvení kovového prášku na součást, nedochází zde ke spékání prášku laserovým paprskem, ale kovový prášek je tryskou doslova nastřelován na díl nadzvukovou rychlostí. Na detaily jsme se zeptali technického zástupce společnosti Hermle Pavla Němečka.

Názorové fórum odborníků

Respondenty jsme požádali o jejich názor na podobu budoucích technologií. Současná situace přinesla mnoho omezení, mezi jinými postihla také dodavatelské řetězce, znemožnila včasné dodávky do výrobních podniků a přinesla vyšší nároky na bezpečnost zaměstnanců. Jaké nové technologie podle vás mají v současné situaci největší potenciál se prosadit?

Svařování mědi pomocí vláknového laseru

Rychlý rozvoj v oblasti elektromobility vede ke zvýšení poptávky po svařování mědi. To, co ji činí pro danou aplikaci ideální (tj. vysoká elektrická a tepelná vodivost), ji zároveň činí obtížně svařitelnou konvenčními vláknovými lasery. Díky vyšší efektivitě, zhruba dvojnásobné, někteří výrobci zkoušejí používat zelené pevnolátkové lasery. Výsledkem je stabilnější a méně citlivý proces, než jaký byl možný u standardních vláknových laserů.

Procesně stabilní zpracování recyklátů

Do roku 2025 si Evropská unie klade za cíl ročně více než zdvojnásobit používání recyklátů při výrobě plastových výrobků [1, 2]. K dosažení tohoto cíle jsou kromě závazku firem působících na trhu a vyšší kapacity při zpracování plastového odpadu zapotřebí především nové technologie zpracování. Recykláty je nutné používat v daleko větší míře a v ještě vyšších poměrech. S novými procesy vstřikování na jedné straně a inteligentní podporou na straně druhé sleduje výrobce vstřikovacích strojů Engel různé a často velmi slibné přístupy. Výroba boxů a kontejnerů ukazuje na velký potenciál.

Uplatnění kovového 3D tisku

Společnost Misan z Lysé nad Labem se aditivními technologiemi kovových dílů zabývá a tato zařízení v České republice distribuuje už osm let. Dalo by se říct, že je jedním z průkopníků s těmito technologiemi na českém trhu. Z toho pochopitelně vyplývají také její bohaté zkušenosti s touto relativně mladou výrobní disciplínou. Na otázky, kde tyto technologie nacházejí uplatnění a v jakých oblastech mohou vyniknout, jsme se ptali aplikačního inženýra pro kovové aditivní technologie Jana Hudce.

Fórum výrobních průmyslníků

Jaké zásadní problémy vám současná doba přináší do chodu firmy, jak se je snažíte řešit a s jakým výsledkem?

Fórum děkanů strojních fakult

Dnešní otázka je v podobném duchu jako ta z minulého vydání, ale tentokráte míří do rezortu Ministerstva průmyslu. Pokud byste byl jmenován ministrem průmyslu a obchodu, jaký první krok byste ve své funkci realizoval směrem k podpoře aplikovaného výzkumu a vývoje?

Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členy naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit