Témata

Materiál světí prostředky

12. 04. 2017

Nadpisem tohoto článku je lehce pozměněné rčení „Účel světí prostředky“– někdy pravdivé, někdy demagogické. My si ho vypůjčíme v tom pozitivním slova smyslu a pouze pro potřeby zamyšlení nad obsahem monotematické přílohy časopisu MM Průmyslové spektrum.

Co lze s určitostí o materiálech jakožto tématu pro toto zamyšlení říci? Jde o téma, které je (zde) nezmapovatelné. Rozsah oborů uplatnění nejrůznějších materiálů majících anorganický či organický základ, uplatňovaný v oblastech ryze technických či biologických… Jímá mě děs z rozsahu i obsahu.

Nově vyvíjené termodynamicky stabilní slitiny s nanostrukturou zrna mohou být mnohem odolnější vůči vysokým teplotám. (Foto: ATI)

Kdy jsou nové produkty pro uživatele zajímavé?

Zhodnotíme-li aktuální dění okolo technických objektů (pojem technický objekt je zde užíván bez konkrétní vazby na obor lidské činnosti) a služeb pomocí nástrojů hodnotové analýzy [1], uplatňuje se pět principů, jejichž prostřednictvím jsou produkovány inovované či zcela nové výrobky a služby. Ty jsou pro spotřebitele zajímavé, když:

  • velikost užitku produktu (či služby) roste rychleji než jemu odpovídající celkové náklady (náklady na jeho pořízení);
  • užitek roste a celkové náklady se nemění;
  • užitek roste a přitom celkové náklady klesají;
  • užitek zůstane stejný při poklesu celkových nákladů;
  • užitek klesá pomaleji než celkové náklady.

IT – změna přístupu a materiály

První tři body – tedy nějaký prokazatelný růst užitku, tu větší tu menší, je realizován v zásadě za pomocí následujících tří fenoménů.

V prvé řadě jde o IT technologie. Jsou to zástupci nehmotných hybatelů pokroku jak ve fázi návrhu či vývoje výrobků, tak při jeho užívání. Příkladů uvádět netřeba. Že se neobejdou bez „železa“, o tom není pochyb.

Druhým je diametrální změna přístupu k technickému řešení produktu. Příkladem mohou být klasické pevné disky počítačů využívající rotující skleněné plotny pokryté magnetickou vrstvou a již jako nedílné součásti počítačů násobně rychlejší disky využívající křemíkové paměti typu RAM (označované jako SSD). LED osvětlení, elektrický pohon automobilů direct-drive motory, solární zdroje energie, atomové elektrárny velikosti kontejneru atd. atd.

Třetím hybatelem dynamických změn jsou materiály. A to buď z pozice vynucené, kdy byl materiál pro potřeby produktu vyvinut, nebo existující materiál našel uplatnění při aplikacích dosud nevídaných, nebo nahradil řešení, jejichž realizace byly předešlými postupy či principy složité nebo byly pracně obcházeny apod.

Pro uplatnění nových materiálů v praxi nejvíce platí známé rčení „Příklady táhnou“. (Foto: Renishaw)

Materiály přepisují učebnice

Materiály mají jednu sympatickou vlastnost – přepisují učebnice. Tak například notoricky známá Mohsova stupnice tvrdosti. Generace žáčků se nazpaměť učily deset minerálů, které reprezentují jednu z jejich fyzikálních vlastností. Znalý materialista se může oprávněně ptát: „Neměla by mít více než deset reprezentantů?“ Fullereny – materiály na bázi uhlíku tvrdší než diamat – mohou diametrálně změnit nosné struktury technických objektů (díky vysoké pevnosti) a změnit dějiny techniky (díky supravodivosti). Revize se stupnice zatím nedočkala. Druhým příkladem, kdy si tvůrci materiálů věří, že dojde k změně učebnicových pouček, je právě probíhající aktuální výzkum v oblasti termodynamicky stabilních slitin. Výzkum navazuje na studie, které říkají, že je možné vyrobit slitiny, které budou díky nanostruktuře zrna termodynamicky stabilní, a tím mnohem odolnější vůči vysokým teplotám a radiaci [2]. Jako příklad praktického uplatnění badatelé pod vedením Tomáše Polcara uvádějí možnost zvýšení provozní teploty ve spalovací komoře proudových motorů, čímž dojde ke zvýšení jejich účinnosti a ke snížení spotřeby paliva v letecké dopravě.

Cesta k uplatnění

Tvůrci materiálů musejí brát na zřetel jejich vlastnosti, které lze shrnout do následujících čtyř bodů:

  • vyrobitelnost – jak samotného materiálu, tak meziproduktu či finálního výrobku, bez vedlejších negativních externalit a hlavně levně;
  • zpracovatelnost – každá další navazující výrobní/zpracovatelská operace musí být realizovatelná; materiály například musejí být obrobitelné (což třeba u zmíněných fullerenů lze stěží očekávat);
  • provozní užití – ideálně by mělo zaručit bezúdržbovost, bezporuchovost apod.
  • musí vyřešit, co s nimi, až technický objekt, který je využívá, přestane dále sloužit.

Nutná je rovněž osvěta – řekněme nultý bod. Jde o to, v co nejkratším časovém horizontu nalézt pro nové materiály uplatnění, resp. najít techniky, kteří k nim získají důvěru a naučí se je zapracovávat do projektů. Zde platí ono zemité „Příklady táhnou“. Proto již na tomto místě nebudeme procházet jednotlivé obory od automobilového průmyslu až po medicínskou techniku, v makroměřítcích či v nanotechnologiích, a hledat aktuální materiálové hybatele daného oboru. Ponechme to povolaným. Budeme rádi, když tato příloha časopisu MM i ty, které budou následovat, k tomuto přispějí.

Lubomír W. Novotný

Lubomir.Novotny@toshulin.cz

Literatura
[1] DOBŘICKÝ, J., et al. Řízení podnikových znalostí. 1st ed. 2013. ISBN 978-80-87482-12-4.
[2] POLCAR, T. Start-up AdvaMat získal prestižní evropský grant FET Open. [online]. 2017. Dostupné z WWW: https://dce.fel.cvut.cz/katedra/start-advamat-ziskal-prestizni-evropsky-grant-fet-open.

Vydání #4
Kód článku: 170464
Datum: 12. 04. 2017
Rubrika: Monotematická příloha / Moderní výrobní technologie
Autor:
Související články
MM Podcast: Glosa - Poselství Garcíovi

Jsou věci, které ovlivnit nemůžeme, avšak máme možnost se k nim svobodně postavit. Pokud tak ale činíme ve stresu a se strachem, negativní dopad to jen znásobí. Naopak, uvedeme-li se do klidu s vědomím své vnitřní síly, víry a odhodlání, vše se může nakonec vyvíjet úplně jinak. 

Technická podpora vždy po ruce

Prostřednictvím nové aplikace LiveTechPro nabízí společnost Ceratizit kompetentní okamžitou technickou podporu i v období místního a národního lockdownu vyvolaného pandemií covid-19.

Názorové fórum odborníků

Výzkum a vývoj v oblasti řezných nástrojů podle doc. Jany Petrů z Vysoké školy báňské – Technické univerzity v Ostravě (www.mmspektrum.com/200519) mj. dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování a konstrukce nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL.
Zabývá se těmito trendy také vaše společnost? Naleznou uživatelé výše popsané inovace ve vašich produktových portfoliích? Uveďte příklad.

Související články
Další krok k bezobslužné výrobě

Studie čínské univerzity Beihang, publikovaná v časopise International Journal of Production Research, přímo spojuje prediktivní údržbu s kvalitou výrobků. Jak je však pro výrobce tato dosahovaná prediktivita a vynikající kvalita u operací využívaných při soustružení oceli slučitelná se snižováním počtu pracovníků na dílenských pracovištích nebo s bezobslužnou výrobou? Článek objasňuje důvody, proč jsou pro kvalitu obráběných součástí nezbytné vhodné nástroje ve spojení s procesy zabezpečenými proti selhání.

Související články
Abeceda komunikace (nejenom) pro strojaře, Část 1. Komunikace je jako mariáš

Člověk je tvor společenský a komunikace je jeho stěžejní dovednost. Komunikujeme proto, aby se něco stalo. Aby se naplnil náš záměr. Ať už chceme někoho pobavit, poučit, informovat, nebo přimět ke spolupráci, potřebujeme, aby nám rozuměl. Cílem úspěšné komunikace je dosáhnout určitého efektu. Aby se tak stalo, musíme použít správný obsah, formu, ale i správné načasování. Hranice mezi úspěchem a neúspěchem je velmi často daná právě (ne)schopností komunikovat. Ve spolupráci s odbornicí na strategickou komunikaci Mirkou Čejkovou pro vás připravujeme seriál, který, jak věříme, bude inspirací pro zlepšení vašich komunikačních dovedností.

Fórum výrobních průmyslníků

Jak se současná doba odráží nachodu vaší společnosti – jak z pohledu objemu zakázek, jejich realizace a kompletace, tak ikaždodenního přístupu k zamezení šíření koronaviru mezi vašimi zaměstnanci. Dokážete vyčíslit náklady, které jste již do těchto opatření investovali?

Fórum děkanů strojních fakult

Jak se současný způsob výuky odráží na studentech – na jejich osobnosti, přístupu ke studiu, k dosahování dílčích výsledků, na přípravě k finální části studia, k následujícímu profesnímu působení, ale i v sociální/osobní rovině vazby pedagog – student?

Pět principů pro zvýšení efektivity

Tork, spadající pod společnost Essity, uvádí na trh novou příručku představující princip „kaizen“. Díky němu mohou podniky zavést filozofii kontinuálních vylepšení.

Když je řemeslo posláním

V součinnosti se zákazníkem navrhovat nástroje s maximální hospodárností a produktivitou – to je cílem rodinné nástrojářské společnosti UniCut, jejíž produkty můžete najít ve výrobních firmách prakticky po celém světě. Její jednatel, Ing. Petr Inemann, s nímž jsme měli možnost hovořit, převzal vedení firmy po svém otci. Nezdědil však jen firmu, ale především, jak sám říká, lásku k řemeslu.

Abychom na změny zareagovali včas

Covid-19 je humanitární krize, která má bezprecedentní dopady na všechna průmyslová odvětví. Podniky stojí před novou výzvou, na kterou musí reagovat. Některé podniky tuto výzvu využijí ke svému rozvoji a expanzi, některé ji jen přežijí, a budou i takové, které zaniknou. První reakcí bývá zastavení všech investic, včetně investic do informačních technologií. A právě informační technologie ukážou, kdo bude vítězem, a kdo poraženým.

Firma a příroda mají k sobě blízko.
Více, než si myslíme.

Společnosti Fosfa je největším zpracovatelem žlutého fosforu v Evropě. Z něho pak vyrábí esenciální směsi zejména pro potravinářské i speciální průmyslové aplikace, které vyváží do více než 80 zemí světa. Vedle toho vyrábí také přírodní ekologické produkty, jako jsou přírodní prostředky péče o tělo i domácnost Feel Eco. Její záběr je ale širší, provozuje první českou vertikální farmu Feel Greens, ve které s pomocí hydroponie pěstuje microgreens, bylinky a saláty zcela bez jakýchkoliv pesticidů, GMO či růstových regulátorů.

Technologie pro mistry horkého tváření

Zavítáte-li do části města Olomouc s názvem Bystrovany, bezpochyby vás zaujme architektonicky velmi čistá budova, součástí jejíž fasády je velké plastické červené logo Weba. Když pak vejdete dovnitř, ohromí vás výrobní hala monumentálních rozměrů s množstvím sofistikovaných strojů různých značek – zejména pak značky Mazak. Od loňského roku mezi nimi můžete spatřit i automatickou obráběcí linku se dvěma stroji Mazak Variaxis 1050.

Hodinky, nebo číselníkové úchylkoměry?

Dnes nejspíše neexistuje strojírenská výroba, kde by se „hodinky“, jak je mnohdy toto měřidlo nazýváno, nepoužívaly. Stejně tak jako „šupléra“ –označující posuvné měřítko– se slangový název „hodinky“ dostal strojařům pod kůži tak, že při použití odborně správného výrazu – číselníkový úchylkoměr – často zaváhají, oč vlastně jde. Pojďme se tedy podívat na hodinky, které jsou nepostradatelným pomocníkem každého strojaře, ale čas měřit neumí.

Inovace podnikatelského modelu, Část 3. Inovační projekty

V našem seriálu vznikajícím ve spolupráci s partnerskou sítí Inovato vás krok po kroku provázíme klíčovými fázemi inovačního procesu v kontextu ekosystému doby a místa. Své zkušenosti vám předávají praktici, kteří mají za sebou mnoho inovačních projektů s tržně úspěšnými výsledky. Přijměte naše pozvání do edukačních eventů.

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