Témata
Zdroj: Fosfa

Mezioborové sdílení znalostí, dnes zaměřeno na aditivní technologie

Společnost Fosfa, přestože se primárně zabývá potravinářskými a průmyslovými aplikacemi, není našim čtenářům neznámá. A to díky publikovaným myšlenkám a pohledu na podnikání jejího generálního ředitele Ivana Baťky, i citacemi jeho názorů v článcích jiných autorů. Pod jeho vedením vzniká v Břeclavi high-tech technologická společnost se všemi atributy, které k ní patří. Jejím cílem je optimalizace procesů, vedoucí k jejich systémovému zkracování a stabilitě, což se následně odráží v jejich efektivnosti a kvalitě vyráběných produktů. Pojďme postupně nahlížet na výsledky vybraných procesů a inspirujme se zkušenostmi, které zde na jihu Moravy za dlouhá léta nasbírali a díky nimž nabízejí zajímavá profesní uplatnění.

Roman Dvořák

Je absolventem oboru Strojírenská technologie Fakulty strojní ČVUT v Praze, kde nakonec nedostudoval 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. 

Reklama

Vývoj 3D tisku má kořeny již v 80. letech 20. století. První patent, tehdy neschválený, podal Japonec Hideo Kodama v roce 1980. Úspěšným ale byl až o šest let později s technologií stereolitografie (SLA) Američan Chuck Hull, který založil společnost 3D Systems a představil veřejně zařízení SLA-1, první 3D tiskárnu, řečeno dnešní terminologií. Do roku 1996 se po celém světě prodalo přes 600 různých typů těchto přístrojů a společnost 3D Systems je dodnes leaderem segmentu. Technologie sama prodělává od prvopočátku bouřlivý rozvoj, vždyť již v roce 1993 Massachusettský technologický institut patentoval technologii využívající práškový materiál a tekuté pojidlo, což byl počátek vývoje skutečných 3D tiskáren.

Je důležité se naučit s technologií 3D tisku i myslet. Ve Fosfě mají díly, které v originále stojí 2 000 euro za kus, a díky této technologii jsou schopni je vyrobit za 1 200 Kč za kus. (Zdroj: Fosfa)

Zásadní nástup komercionalizace aditivní výroby započal v 90. letech 20. století. Centrem se staly Spojené státy americké a Česká republika na sebe nenechala dlouho čekat, i když aplikace byly spíše „pokusného“ charakteru. Masové rozšíření 3D tisku se rozvinulo až teprve v době, kdy společnosti 3D Systems vypršela ochranná práva. Technologii 3D tisku, jak především nekovových materiálů, tak i postupně kovového prášku, využívají výrobci ze segmentu automobilového a leteckého průmyslu, ale i výrobních strojů či domácích spotřebičů. Společnost Fosfa samozřejmě není výjimkou, ba naopak, patří mezi první průkopníky.

Reklama
Reklama

Historie aditivní technologie ve Fosfě

Přestože 3D tisk je již více než 20 let trendem, který mění výrobu, v Česku stále není běžnou praxí. Pro některé se zdál být před lety jen zajímavou hračkou, mnozí mu naopak prorokovali ještě v minulém století pro velmi blízkou budoucnost zcela dominantní postavení v průmyslové výrobě. Tzv. hype křivka nastupujících technologií, kterou společnost Gartner každým rokem prezentuje, rychlé opadnutí zájmu o aditivní technologie a jejich odeslání do tzv. údolí smrti prognózovala správně. Nyní jsme ve fázi, kdy si běžně tiskneme součástky, ale začínají se objevovat i domy nebo třeba potraviny. Jaká je realita v Česku v roce 2021? Odpověď může nabídnout i pohled do výroby břeclavského podniku Fosfa, který 3D tiskárny využívá v běžné praxi.

Aditivní technologie patří bezpochyby k technologiím budoucnosti, které v současné exponenciální době mění zavedené výrobní a vývojové procesy. Připomeňme, že její podstatou je na základě digitální předlohy tvorba trojrozměrných pevných objektů vertikálním skládáním horizontálních vrstev materiálu. Používají se jak kompozity a polymery, tak i kovový prášek, sklo či buněčný materiál. Do skupiny aditivních technologií dnes patří přes 20 samostatných typů výroby, mezi jinými například modelování termoplastu (FDM, Fused Deposition Modeling) či selektivní laserové spékání (SLS, Selective Laser Sintering) pracující s CO2 laserem a práškovým materiálem.

Ve Fosfě se myšlenkami na využití 3D tisku začali zabývat již před více než pěti lety, nicméně nějaký čas trvalo, než se podařilo plány přetavit ve skutečnost. Důvodů bylo více. „Myšlenky jsou možná ještě staršího data, první tiskárna Průša k nám pak přišla někdy v roce 2015. Ale je pravda, že nějaký čas spíše ležela ladem, chyběli ti správní lidé, a asi jsme si ani neuměli pro její využití vytvořit ten správný prostor. Takže začátky nebyly úplně idylické. Ale v poledních třech letech jsme to rozjeli naplno a výsledky jsou vidět,“ říká Filip Grob, technický ředitel a ředitel výroby fosforečných solí Fosfa.

Na pevno zakotvená technologie

Dnes využívají ve Fosfě celkem tři zařízení – dvě jsou v plné permanenci, třetí, které je přece jen sofistikovanější a provozně dražší, si zatím občas odpočine. „Jsou to dvě tiskárny od Průši a jeden Markforged Mark II. Jeden Průša je upraven tak, aby lépe vyhovoval potřebám tisku z akrylonitrilbutadienstyrenu (ABS), protože to je materiál, který má tendenci se na podložce kroutit a potřebuje stálou teplotu. Druhý využíváme pro tisk z polyethylentereftalátu (PET). To je ale materiál, který má teplotní omezení, takže některé díly tiskneme z polymeru s využitím spojitých uhlíkových vláken, a na to máme právě nejnovější tiskárnu Markforged Mark II. Nedávno jsme na ní tiskli rotor pro vývěvu, v níž je teplota kolem 150 °C, a to PET už nezvládá, zatímco polymer snáší i teplotu až 180 °C. A potvrzuji, že tiskárny Průša běží pořád, Markforged Mark II se snažíme používat, až když jsme si jistí, že to má smysl, protože je to dražší provozně i materiálem. Takže všechny prototypy nejprve zkoušíme na Průšovi,“ doplňuje Jakub Svoboda z konstrukčního oddělení Fosfa, který s 3D tiskárnami přímo pracuje.

Reklama

Změna konstrukčního myšlení

Zatímco samotný 3D tisk je již poměrně propracovanou technologií s širokou škálou materiálů, masivnějšímu rozšíření aditivních technologií možná brání nutná příprava, či lépe předpříprava. Tiskárna totiž vytiskne cokoliv, k čemu má digitální model. K němu vedou v zásadě tři cesty. „Buďto to konstruktér nakreslí v CAD či jiném podobném softwaru, nebo se používá 3D scan či fotogrammetrie. Nejrozšířenější, a často nejsnazší a nejrychlejší cestou je pro šikovného konstruktéra CAD. Uvažovali jsme i o pořízení 3D scanneru, ale ten má své limity jak co do velikosti, tak v detailech. Jeho software je založen na tom, že řadu věcí dopočítává a využívá i nejrůznější vyhlazovací algoritmy, což však může být kontraproduktivní, když třeba vyhladí závit nebo jinak dopočítá lesklé plochy. Neobejde se proto bez lidské korekce, která je někdy složitější než nakreslit to v CAD. Poslední možností, a osobně ji považuji za velmi zajímavou, je fotogrammetrie, kdy speciální software sestrojí 3D model z několika desítek fotografií. U této cesty je zatím limitující přesnost, která rozhodně nejde k setinám milimetru, ale věřím, že umělá inteligence současné limity 3D scannerů i fotogrammetrie velmi rychle vymaže,“ vysvětluje Jakub Svoboda.

Minimalizace závislosti

Pokud jde o dodávky náhradních dílů, Fosfa dnes významně posílila svou soběstačnost. Řadu z nich již její konstruktéři vymodelovali a vytiskli, drtivá většina se osvědčila. „Z kovu zatím netiskneme, byť jsme nedávno i o tom uvažovali, ale nedává to ještě ekonomicky smysl, protože co soustružník vyrobí za 1 200 Kč a z polymeru vytiskneme za pár stovek, to bychom tiskem z kovu pořídili třeba za 5 000 Kč. Ale i čas kovu přijde, existují technologie, které zvládají komplexní zpracování od jemného prosívání prášku přes vlastní tisk až po recyklaci, všechno v jedné krabici. Což vypadá zajímavě, ale museli bychom mít důvod a potřebu vyrábět něco, co stávajícími technologiemi nedokážeme lépe, rychleji nebo levněji,“ říká Jakub Svoboda a vysvětluje, že v současnosti aditivní tisk pro Fosfu znamená především náhradu duralových součástek. Například duralový držák na 25kilové pytle ve svém nejužším místě často praskal. Ten, který si sami vytiskli, je po tři čtvrtě roce provozu jako nový. Stačilo vyřešit problém se závitem, k čemuž stačilo zatavit do nového držáku při tisku kovové matky.

Přínos aditivních technologií je ale ještě širší. „Tvrdá finanční úspora je zřejmá už z toho, co zmínil Jakub, investice se v našem případě vrací za dobu kratší než rok. Ale jsou tu i měkké úspory – šetříme čas, máme větší možnosti, pokud jde o vývoj nových technologií, učíme se lépe pracovat s materiálem, roste kvalita naší konstrukce,“ vypočítává klady 3D technologií v průmyslovém využití Filip Grob. Zrovna v současné době vyvíjí firemní konstrukce vlastní secí stroj pro vertikální farmu. Jednotlivé díly by se sice daly koupit, ale ne v dispozicích, ve kterých je Fosfa potřebuje. Nebo jiný příklad – běžně dodávaná ozubená kola konstruktéři ve Fosfě opatřili ještě jednou řadou zubů a začali je tisknout místo kupovat. Drobnou chytrou inovací a změnou materiálu dosáhli výrazného zvýšení životnosti těchto dílů. Nezávislost při vývoji je zkrátka neocenitelná.

Víte že…
Fosfa je inovativní Life Science společnost, která byla založena v roce 1884. Celá skupina je největším zpracovatelem fosforu v Evropě a jedním z nejvýznamnějších světových výrobců, kteří na bázi fosforu vyrábějí esenciální přísady a funkční směsi pro potravinářské, farmaceutické a jiné sofistikované průmyslové aplikace. Fosfa také vyvíjí a vyrábí řadu přírodních produktů nejvyšší kvality pro péči o tělo a domácnost pod vlastní značkou Feel Eco. V první vertikální farmě na území České republiky pěstuje zejména microgreens, jako superfood budoucnosti bez použití pesticidů, růstových regulátorů a GMO.

Cirkulární ekonomika 3D tisku

Společnost Fosfa si své fungování bez aditivních technologií již dnes nedokáže představit. Důkazem jsou i nejbližší plány společnosti, které Filip Grob netají: „Prioritou je nyní, po pozitivních zkušenostech v Břeclavi, zavést 3D technologie do naší německé továrny. Druhý cíl míří směrem, který jsme sice na vedení již diskutovali, ale ještě ho ve firemních plánech pevně zakotven nemáme, nicméně prozradím ho – míříme k tomu nabídnout 3D tisk jako službu. Nejprve interně, našim zaměstnancům, možná partnerům. Ale v dlouhodobém horizontu si umím představit, a chci to navrhnout panu majiteli, že to budeme nabízet jako veřejnou, externí službu. Naše centrální údržba, pod kterou konstrukce ve firemní struktuře spadá, by měla obsloužit nejen naše provozy, ale měla by si na sebe začít vydělávat i službami za hranice firmy. Vždyť dnes nejsou žádnou výjimkou situace, kdy potřebujete jednu součástku, řádově za pár korun, kterou ale nemůžete sehnat, a musíte koupit celý nový výrobek za několik set či tisíc. Doručovací boxy jsou dnes všude, kurýři doručují kamkoliv, proč to nevyužít pro novou službu? Stačí, když nafotíte podle instrukcí požadovanou součástku, a za dva dny ji můžete mít doma.“

Pravděpodobně nebude dlouho trvat a v každé vesnici bude vedle obecní knihovny také obecní tiskárna. Možná to zažije i generace budoucích konstruktérů, kteří se v rámci studijní praxe s 3D technologiemi setkávají v břeclavské průmyslovce i ve Fosfě. „Zatím nemají tolik motivace, na školách je obecně zatím na tyto nové technologie méně času, než by bylo možná potřeba. Ale máme s touto školou výbornou spolupráci, a když jsou studenti u nás na praxi, snažíme se je dovést k tomu, aby si něco vymysleli, navrhli a vytiskli. To může být generace, která bude 3D tisk už brát tak jako my mobilní telefony,“ dívá se do budoucnosti Jakub Svoboda.

Související články
Soumrak strojírenských bohů

Až do nedávné doby, dalo by se říci před covidem, bylo jednání některých tradičních firem vyrábějících obráběcí stroje bez pokory, a někdy hraničilo až s arogancí. Jednání bez úcty nejen vůči zákazníkům (což zní přímo drze), ale také vůči partnerům dodávajícím subdodávky, vysokým školám a také spolupracujícím partnerům. Mají za sebou přeci tradici desítek let, kdo jim bude co radit, jak mají jednat a dělat. Nikdo přeci. A nyní? Padla kosa na kámen a otupila se, možná se i pokřivilo ostří.

Nahrajeme si vědomí do počítače?

Profesor kybernetiky Michael Šebek nevylučuje svoji přítomnost v jiném, uměle vytvořeném prostoru. Průmysl 4.0 chápe jako zásadní a přelomovou změnu a současné školství nás na budoucnost nepřipraví. Firmám radí „nechte své zaměstnance tvořit nesmysly“‎.

Budoucnost české výroby

Česká výroba prochází složitým obdobím. Naši výrobci musí každý den řešit složité úkoly a problémy, za které si z části ani nemohou. Doba už je taková, je potřeba se jí ale postavit čelem.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Baťův odkaz máme v DNA, říká ekonom Milan Zelený

Přestože profesor Milan Zelený žije od roku 1967 ve Spojených státech, tvrdí o sobě, že je Čech jako poleno a doma se cítí tam, kde zrovna pobývá. Nejen na téma globalizace, lokální ekonomiky a odkaz Baťů jsme si povídali při jednom z jeho četných pobytů v České republice.

Příležitosti a hrozby pro všechny firmy

Covidová pandemie je jednou jedinou izolovanou událostí, která má obrovský dopad na život lidí na celém světě. Jaký? Závažný dopad do ekonomiky (pokles HDP většiny zasažených zemí); změna životního stylu lidí (zastavení cestování a setkávání se); změna způsobu vzdělávání (online distanční vzdělávání); velmi se všude omezuje doprava; podstatně se mění organizace zdravotních systémů; uspíšilo se rozšiřování umělé inteligence (hledání vhodných kombinací látek na léčbu) a 3D tisku - masivně se vyvíjí a tisknou ochranné pomůcky. Ze dne na den přišli o příjmy z pronájmu bytů skrze Air-bnb všichni vlastníci investičních bytů. Lidé se nenavštěvují, jsou závislí na chytrých telefonech a internetu. Sociální sítě chrlí fake news a balamutí lidi.

Hovory v Castanee

Castanea – místo v jihočeských Kocelovicích, kde profesor Milan Zelený pobývá při svých návratech z USA do rodné země. Zde ve chvílích volna mezi svými přednáškami, diskuzemi a konzultacemi relaxuje a odpočívá. Tento ráj na zemi je inspirativní k rozhovorům, k setkávání a diskuzím nad celou řadou aktuálních témat. V tomto malebném místě Ivan Baťka, majitel společnosti Fosfa, realizoval se svým učitelem prof. Zeleným sérii rozhovorů pro původní potřeby Fosfa Univerzity, které s jeho laskavým souhlasem čtenářům MM Průmyslového spektra níže předkládáme.

Jste připraveni na budoucnost? Zjistěte to...

Každý den se probouzíme do situace, kdy nekonečný boj o nové zákazníky o kousek přitvrdí, je stále náročnější a vyhraje ten, kdo se nejlépe a nejrychleji přizpůsobí. Jak řekl rakouský psychiatr Viktor Frankl, základní lidskou vlastností je svoboda rozhodnout se, i když její uplatnění nemusí být lehké. Člověk není svobodný ve vztahu k podmínkám, v nichž žije, ale má svobodu v tom, jaké k nim zaujme stanovisko. Jak se rozhodnete vy?

Inovační workshop v Plzni

V polovině listopadu v plzeňském kongresovém centru Primavera uspořádaly společnosti Autodesk a CAD Studio poslední z řady podzimních inovační workshopů určených pro management výrobních firem. Jednalo se o úspěšnou inovační roadshow, která odstartovala v polovině října na zámku Gbelany nedaleko Žiliny, a pokračovala v Brně, Ostravě a nakonec i v Plzni.

Budoucnost výroby tkví v inovacích, Část 7. Šablona digitální strategie

Iniciativa Budoucnost české výroby, jejíž zrod před dvěma lety iniciovala společnost Autodesk, má v současné době již na 800 členů, zejména z řad výrobních společností. Smyslem jejího založení bylo postupně realizovat pomocí partnerských organizací takové kroky, které napomohou zbavit ČR nálepky levné ekonomiky, jak je bohužel ve světě stále vnímána.

Konference o budoucnosti české výroby

Iniciativu Budoucnost české výroby, jejíž zrod před dvěma lety iniciovala společnost Autodesk, má v současné době již na 800 členů zejména z řad výrobních společností. Smyslem jejího založení bylo postupně realizovat pomocí partnerských organizací takové kroky, které napomohou zbavit ČR nálepky levné ekonomiky, jak je bohužel ve světě stále vnímána.

Digitální podnik budoucnosti, Část 5. Klíčové schopnosti pro digitální strategii

Občas mám pocit, že se historie tak trochu opakuje. Na počátku 90. let řada českých podniků po vzoru Německa začala zavádět ISO 9001, po roce 2011 pak opět podle německého vzoru naskočili čeští manažeři na plnění německé marketingové strategie zvané Průmysl 4.0. Nyní je zde vlna digitalizace, a tak se do toho opět pouští nejeden podnik.

Budoucnost výroby tkví v inovacích, Část 5. Proč nemůžeme ignorovat Průmysl 4.0

Jsme zemí s průmyslovou tradicí, díky níž jsme se z provincie stali jednou z předních ekonomik světa. Dnes ale nedokážeme plně využít inovační potenciál a zaostáváme za vyspělou Evropou. Co nás brzdí? Seriál, který připravují odborníci společnosti Autodesk, se na příkladech dobré praxe snaží nastínit možné cesty, jak by firmy a jedinci mohli zvýšit svůj potenciál a tížený efekt.

Digitální podnik budoucnosti, Část 4. Tajemství internetu věcí v digitální strategii

Celý svět se propojil, čidla jsou téměř v každém stroji, v každém obchodě, Internet věcí se implementuje do desítek miliard dalších zařízení. To vše v kombinaci s mobilním telefonem otevírá řadu možností pro budování digitálního podniku.

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