Cesta k výrobě budoucnosti

V oblasti moderní výroby dochází k neustálým inovacím, které posouvají hranice toho, co je možné. Jednou z nejvýznamnějších je právě hybridní výroba. Cílem společnosti Sinucraft bylo spojit to nejlepší z obou světů do jednoho integrovaného a efektivního výrobního procesu. Vznikl tak hybridní robot, který dokáže nejprve vytisknout složitý tvar, a následně ho, s přesností na desetinu milimetru, obrobit, aby se dosáhlo finální kvality a rozměrové přesnosti. To vše v rámci jednoho pracovního cyklu a na jednom stroji. Sinucraft se, díky tomuto svému řešení, stal jedním z průkopníků v této oblasti.

Sinucraft je ryze česká, inovativní strojírenská firma se sídlem v Pardubicích. Byla založena poměrně nedávno, v roce 2024. Sídlí v pardubickém Semtíně, v části prostor společnosti K2 Machine, která jí poskytla možnost využívat své kanceláře a technologické zázemí.

Zakladatelé si uvědomili, že na trhu existuje poptávka po multifunkčních výrobních řešeních, která by kombinovala výhody velkoformátového 3D tisku s vysokou přesností CNC obrábění. Klasičtí výrobci se zaměřovali buď na 3D tiskárny, nebo na CNC stroje, ale neexistovalo efektivní a flexibilní hybridní řešení. Tento nedostatek vedl k rozhodnutí vytvořit vlastní firmu, která by se na takové stroje specializovala.

Založení společnosti umožnily dlouholeté zkušenosti zakladatelů v oboru průmyslové robotiky. Konkrétně Jiří Samek má více než 10letou praxi v automatizaci a robotice, včetně pětileté pozice obchodního ředitele divize průmyslových robotů ve společnosti Stäubli. Tato profesní zkušenost mu poskytla hluboký vhled do potřeb trhu a mezer, které bylo možné zaplnit.

„Sinucraft vznikl díky ambici nás, zakladatelů, vytvořit CNC stroj využívající šestiosou kinematiku, například pro velkoformátovou 3D aditivní výrobu,“ vzpomíná Jiří Samek, zakladatel a jednatel firmy. „Začal jsem kupovat roboty Staubli a osazovat je extrudérem, a vyrobil tak svou první velkoformátovou 3D tiskárnu. Posléze jsem však narazil na značná omezení v řízení průmyslového robotu, jak ho známe. Proto jsem oslovil Aleše Manycha, který je spoluzakladatelem Sinucraft. Aleš je současně technickým a vývojovým ředitelem, a začali jsme na tom pracovat spolu. Zde díky mnohaleté zkušenosti Aleše Manycha z oblasti vývoje CNC strojů a programování Sinumerik vzniklo společné rozhodnutí budovat spolupráci se společností Siemens. Řídicím systémem Sinumerik z jeho produkce lze ovládat robotické rameno stejně jako CNC stroj.“

Robotické řešení Sinucraft nevzešlo z jednorázového nápadu, ale z dlouhodobého pozorování a snahy překonat limity tradičních výrobních metod. Běžný 3D tisk je skvělý pro rychlou výrobu komplexních geometrických tvarů, ale často trpí na nepřesnosti a horší kvalitu povrchu. Naopak obrábění (například frézování) je synonymem pro preciznost a dokonalou povrchovou úpravu, ale je limitováno komplexitou tvarů, které lze vyrobit, a generuje velké množství odpadu.

„Rozhodli jsme se, že naší cestou je kombinace 3D tisku, obráběcího robotu a systému Sinumerik One , což v praxi znamená využití robotických ramen, která jsou s technologiemi 3D tisku i se systémem Sinumerik kompatibilní,“ vysvětluje Jiří Samek a dodává: „Dnes jsme připraveni stavět CNC stroje, které využívají konvenční šestiosou kinematiku robotu a dělat standardní úlohy bez nutnosti použití obrovských portálových CNC strojů, které jsou svou zástavbou a energetickou spotřebou opravdu nákladnou investicí. Robot si například kdykoli zvládne odložit frézovací vřeteno a místo něj si vzít vřeteno brousicí nebo jinou potřebnou technologii,“ přibližuje Jiří Samek. „Navíc stroj lze kdykoli, a to neomezeně, rozšiřovat o další periferie, jako jsou lineární pojezd či polohovadla,“ dodává.

Základem řešení velkoformátové 3D tiskárny je průmyslový robot se šesti osami, který je vybaven extrudérem různého výkonu pro 3D tisk a zároveň může být doplněn o frézovací vřeteno pro obrábění. Robot se pohybuje s vysokou flexibilitou a precizností v celém pracovním prostoru. Klíčovým technologickým pilířem, který umožňuje tuto synergii, je CNC řídicí systém.

Tradiční roboty jsou často řízeny pomocí vlastních, dedikovaných kontrolerů, které nejsou optimalizované pro komplexní úlohy obrábění, jež vyžadují naprostou přesnost a dynamickou kontrolu. Sinucraft se proto rozhodl integrovat systém Sinumerik One od společnosti Siemens. Sinumerik One není jen běžný CNC systém – je to digitální mozek, který dokáže řídit jak aditivní, tak subtraktivní procesy s nebývalou přesností.

Spojení firem Siemens a Sinucraft je založeno na technologickém partnerství, které je klíčové pro výrobu robotických CNC strojů. Zjednodušeně řečeno, Sinucraft vyvíjí a vyrábí robotická pracoviště, přičemž jejich řízení má na starosti technologie od společnosti Siemens.

„Hybridní výrobu – vytisknu a následně obrobím – lze efektivně realizovat právě jen s CNC strojem řízeným systémem Sinumerik One,“ vysvětluje Samek. „Mimo jiné i proto, že lidé ve výrobních firmách dnes ještě často nejsou na spolupráci s roboty připraveni. Avšak nyní, kdy mají možnost využívat stroje z naší produkce, majitelé těchto firem často říkají: ‚Konečně je tu robot, kterého se naši lidé nebudou bát, protože – díky Sinumeriku – budou ovládat robot systémem, s nímž jsou zvyklí pracovat.‘ Toto zjištění je pro nás velmi silné! A pro nás je velká výhoda, že díky tomu jsme první v Čechách, kdo nekupují kontroler, tedy řídicí jednotku robotu. Koupíme jen ‚železo‘ a připojíme je k našemu Sinumeriku. Sinumerik je mozek!“

A proč vlastně je 3D tisk tak úzce svázán se Sinumerikem?

„Sinumerik má neocenitelnou schopnost měnit dráhu i rychlost robotu a též měnit periferie v rámci externích os,“ vysvětluje Samek. „Pokud je například potřeba změnit rychlost tisku Overriderem, jsem díky Sinumeriku schopen ji změnit přímo v průběhu tisku. To je klíčové právě při 3D tisku, ale stejně tak i při obrábění.“

„Možnost zrychlit nebo zpomalit v průběhu akce, to je vlastnost, kterou má Sinumerik nativně v sobě,“ doplňuje jej Adam Koncer, vedoucí technické podpory ze společnosti Siemens. „Sinumerik je v této oblasti klíčový i v rámci příjmu vstupních dat v G kódu. Je to standard a důležité je, že prakticky každý s ním umí pracovat. Příprava výroby při využití robotu je stejná jako při využití obráběcího stroje. Stejný CAD/CAM pro přípravu výroby. Důvodem jsou složité úkony při obrábění, které nelze naprogramovat takzvaně ‚v ruce‘.“

Podle slov Adama Koncera disponuje Sinucraft též digitálním dvojčetem robotu.

„Digitální dvojče v našem pojetí je kompletní stroj v digitální podobě, takže jeho prostřednictvím lze validovat veškerá výrobní data vytvořená v CAD/CAM programech, kdy nejvyšší komfort přináší ve spojení se Siemens NX,“ vysvětluje Jiří Samek a dodává: „Digitální dvojče je skvělým pomocníkem i pro zaškolování lidí. Jeho prostřednictvím lze zkoušet všechny funkce robotu nebo získávat schopnost stroj ovládat. S podpisem smlouvy dodáme zákazníkovi digitální dvojče, takže ten se může v NX již předem se strojem seznamovat a připravovat jeho využití. Nemusí tedy čekat až na dodání reálného stroje.“

Řešení společnosti Sinucraft přináší celou řadu výhod, které mění pravidla hry v mnoha průmyslových odvětvích, od letectví a automobilového průmyslu až po výrobu forem, přípravků a prototypů.

„Naše hybridní technologie nachází uplatnění v mnoha průmyslových odvětvích, kde je potřeba spojit rychlou výrobu komplexních dílů s vysokou přesností a kvalitou povrchu,“ vysvětluje Jiří Samek. „Například v automobilovém průmyslu se často používá pro výrobu prototypů a speciálních dílů. Příkladem může být výroba lehké součástky pro závodní vozy. Robot nejprve vytiskne základní tvar dílu z vysoce pevného materiálu s voštinovou vnitřní strukturou. Tím se ušetří materiál a sníží se hmotnost. Následně provede přesné obrobení povrchů a otvorů, aby díl perfektně pasoval do finální sestavy. Tradiční frézování by bylo neekonomické a 3D tisk by neposkytl potřebnou přesnost.“

Podle jeho slov má tato technologie výborné uplatnění i v leteckém průmyslu, kde se klade důraz na pevnost a nízkou hmotnost. Jako příklad zmiňuje výrobu komplexního držáku nebo krytu motoru, neboť tyto díly musí splňovat přísné bezpečnostní normy.

„Robot vytiskne díl s potřebnou pevností, a poté precizně obrobí místa pro upevnění a kluzné plochy. Kombinace těchto technologií umožňuje vytvářet aerodynamické tvary, které by se tradičně vyráběly velmi obtížně a za vysokou cenu,“ upřesňuje Samek.

Hybridní výroba je však ideální i pro tvorbu forem pro vakuové tváření. A za zmínku bezesporu stojí i možnost jejího uplatnění v oblasti umění a designu, například při vytváření velkých uměleckých soch a instalací.

„Umělec může navrhnout složitý tvar, který je následně vytištěn z lehkého materiálu. Robot pak obrobí povrch, čímž dodá dílu finální hladký a precizní vzhled, kterého by se ručně dosahovalo velmi obtížně,“ říká Jiří Samek.

Hybridní robot od Sinucraftu, řízený systémem Sinumerik One, tak představuje skutečnou revoluci, která kombinuje rychlost, flexibilitu a přesnost, a otevírá nové možnosti v mnoha oblastech průmyslu. Je třeba podotknout, že Sinucraft získal výhradní zastoupení na švýcarské roboty značky Mabi pro ČR a pro SR, přičemž mezi výrobce kompatibilních robotických ramen patří kromě Mabi též Comau, Autonox a Danobat.

Stroje od Sinucraftu jsou navrženy jako turn-key solution, což znamená, že se dodávají jako kompletní, funkční pracoviště, které se vyrábí na zakázku podle specifikace koncového zákazníka. Jsou vhodné pro výrobu prototypů, forem, ale i velkých dílů, jež by klasickými metodami nebylo možné vyrobit.

Sinucraft dokázal stlačit cenu 3D tiskárny až na polovinu do té doby běžné ceny, a to s těmi nejlepšími komponenty od evropských výrobců. Samotný stroj je navíc vyvinutý tak, aby kromě 3D tisku a obrábění mohl zahrnovat i další, návazné technologie.

„Naším cílem je dostat k zákazníkům kvalitní, ale cenově dostupnou technologii, aby se jim spolupráce s námi skutečně vyplatila,“ uzavírá Jiří Samek.

Řešení od společnosti Sinucraft představuje novou éru v digitální výrobě. Spojením robotu, hybridní technologie a pokročilého CNC systému Sinumerik One od Siemensu se otevírají dveře k výrobě složitých a přesných dílů, které by dříve byly buď příliš nákladné, časově náročné, nebo jednoduše nemožné. Jde o důkaz toho, že synergické spojení moderních technologií je cestou k efektivnější a udržitelnější výrobě budoucnosti.

A ještě malá pozvánka na závěr, pro všechny, kdo by robot, který umí tisknout ve 3D a obrábět i leccos dalšího, chtěli vidět na vlastní oči: jste srdečně zváni na MSV v Brně, kde vám stroj z produkce Sinucraft představí jeho tvůrci v rámci expozice společnosti Siemens.

Umístění expozice společností Siemens a Sinucraft na MSV v Brně:
pavilon F, areál Digitální továrny