Témata
Reklama

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.

Reklama
Reklama
Reklama
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.

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 170464
Datum: 12. 04. 2017
Rubrika: Monotematická příloha / Moderní výrobní technologie
Autor:
Firmy
Související články
Fórum výrobních manažerů

Jak se odráží ve vaší výrobě stále přetrvávající nedostatek materiálových vstupů? Jak to ovlivňuje chod vaší firmy, plánování průchodu zakázky výrobou? Navýšení cen surovin musíte pravděpodobně promítnout do výsledných cen vašich produktů. Jak na to reagují odběratelé?

Finance pro podnikání - Zaostřeno na úspory energie

„Je lepší dobrý úvěr a podpora úvěru než dotace. Jen tak se prokáže životaschopnost projektu.“ To jsou slova Ing. Vladimíra Fabera, zakladatele a dnes předsedy dozorčí rady české strojírenské společnosti FMP.

Made in Česko - Romantické tóny z Hradce Králové

V roce 1948 byla doslova ze dne na den znárodněna česká firma Petrof vyrábějící dokonalé, světově proslulé klavíry. Její majitel, dědeček dvou dam a pradědeček třetí, tedy těch, které v současné době firmu úspěšně vedou, musel tehdy okamžitě svoji továrnu opustit. O dlouhou řadu let později se, nejen díky revoluci, ale i díky nezměrnému úsilí jeho samého i jeho potomků, podařilo firmu, která figuruje na předním místě mezi českým „rodinným stříbrem“, vrátit do rukou rodiny Petrofů.

Související články
Aplikace nanomateriálů ve strojírenství

Nanotechnologie umožňují vývoj nových generací kompozitů s vylepšenou funkčností a širokou škálou aplikací. V současnosti nanokompozity představují mnoho aplikací v mnoha průmyslových oborech. Užitné vlastnosti nanomateriálů vyplývají z jejich výjimečných fyzikálních a chemických vlastností, velikosti, tvaru či povrchové morfologii. Velikostní efekt (size efect) umožňuje výrazně zlepšovat užitné vlastnosti konvekčních materiálů. Nanotechnologie díky svému inovačnímu potenciálu již dnes výrazně ovlivňují moderní průmyslové produkty.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Výuka a výzkum aditivních technologií

Inovativní výrobní technologie nacházejí své místo také v technickém vzdělávání. Do svých osnov je dříve či později zakomponovaly všechny technické vysoké školy. Avšak pořízení nákladných technologií se neobejde bez podpory ze strany průmyslového výzkumu. Na Fakultě strojní ČVUT v Praze nyní disponují úplně novým zařízením M2 cusing pro výrobu dílů metodou DMLS německého výrobce Concept Laser, dnes působící pod značkou GE Additive. Stroj dodala společnost Misan a technologie slouží primárně pro výzkum v leteckém průmyslu.

Moskva ve znamení trubek a drátů

Oblíbené příležitosti k setkání lidí z branží trubek a drátů se v roce 2019 uskuteční v Moskvě, ale v rozdílných termínech. Přední ruský veletrh drátů a kabelů – wire Russia – se zde uskuteční od 18. do 20. června 2019, zatímco kombinace veletrhů Tube Russia / Metallurgy Russia / Litmash Russia se bude konat o měsíc dříve. Na rozsáhlé ploše moskevského veletržního areálu Krasnaya Presnya očekávají pořadatelé v obou případech rekordní účast.

Jsou smíšené konstrukce dočasně za svým zenitem?

Nikdo nenamítá proti oprávněné potřebě lehkých konstrukcí v dopravě, aeronautice, obalové technice a u pohyblivých částí strojů, systémů a zařízení. Avšak jsou smíšené konstrukce s plasty vyztuženými vlákny v současnosti opravdu za svým zenitem?

Desatero pro export - Marketingový průzkum poprvé

V dnešním díle našeho exportního seriálu se budeme věnovat marketingovému průzkumu. Ten je základním nástrojem pro posuzování jednotlivých vývozních teritorií a sestavování individuálních exportních plánů. Cílem je vytvořit profily potenciálních trhů, které zahrnou jejich charakteristiky, očekávání a preference. Na základě těchto profilů chceme sestavit klasifikaci atraktivity trhů podle předem určených kritérií. Dalšími cíli jsou analýza konkurence na vybraných trzích, identifikace hrozeb a příležitostí a určení právního rámce a systému autorského práva.

Laserové řešení pro plastikářský průmysl

Konvenční technologie opracování plastů již v mnoha případech nevyhovuje požadavkům koncových uživatelů. Moderní lasery posouvají kvalitu výroby plastů na zcela novou úroveň. Lastic představuje implementaci nejmodernějších laserových technologií a ergonomického ovládání do jediného produktu, jenž je navržen tak, aby jeho aplikace do stávajících výrobních linek byla zcela bezproblémová.

Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

České dodávky pro jádro pokračují i letos

Když byl v únoru 2017 zahájen komerční provoz 1. bloku jaderné elektrárny Novovoroněžská II s reaktory VVER-1200 generace III+, šlo v malé míře i o zásluhu českých firem, které do této elektrárny dodaly zboží v hodnotě přesahující 1,4 miliardy korun. Dodávky pro tento typ reaktorů pokračují také v roce 2018.

Průmyslové využití nejvýkonnějších laserů

Již několik desetiletí jsme svědky postupného nabývání významu a upevňování pozice laserů nejen v průmyslových provozech, ale i ve zdravotnictví, metrologii a mnoha dalších oblastech. Na stránkách tohoto vydání je uvedeno hned několik možností jejich využití, všechny jsou však velmi vzdálené možnostem laserů vyvíjených v centru HiLASE. V Dolních Břežanech u Prahy totiž vyvíjejí „superlasery“.

Špičkové technologie dnes i zítra

Společnost Trumpf je renomovaný výrobce technologií na zpracování plechů a profilů a laserů pro průmysl. Výrobní historie se pomalu blíží celé stovce let a česká pobočka s obratem zhruba sto milionů eur za rok patří k důležitým průmyslovým hráčům nejen na českém trhu. Bylo proto jasnou volbou požádat ředitele společnosti Trumpf Praha Romana Haltufa, aby čtenářům MM Průmyslového spektra prozradil, kam se vývoj v tomto nepostradatelném oboru za minulá léta posunul.

Oscilující paprsek laseru pracuje přesněji

Univerzálním nástrojem naší doby je laser, kterým je možné bezdotykově opracovávat téměř všechny materiály. Ještě lépe a přesněji se podaří materiály řezat nebo gravírovat, když paprsek laseru kmitá.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem 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