Témata
Zdroj: Iscar ČR

Moderní výroba forem a zápustek

Pro každého výrobce řezných nástrojů je výroba forem a zápustek velmi důležitým segmentem zákaznické produkce. Tento průmyslový obor nejenže spotřebovává stále více nástrojů, ale také neustále generuje nové požadavky, které mají významný dopad na pokrok v oblasti řezných nástrojů. O výrobě forem a zápustek, řezných materiálech, metodách a digitálních sestavách pro efektivitu výroby jsme hovořili s Martinem Horváthem, marketingovým manažerem ze společnosti Iscar ČR.

David Nesiba

Je klíčovým zaměstnancem robotického oddělení ve společnosti Dreamland Kosmonosy, kde má na starost autonomní mobilní roboty Mobile Industrial Robots. Vystudoval SPŠSE v Liberci, 16 let pracoval ve výzkumném ústavu v Liberci, a před nástupem do společnosti Dreamland byl zaměstnán ve společnosti Hexagon Metrology Praha. Od ledna 2022 je také redaktorem časopisu MM Průmyslové spektrum.

Reklama

MM: Pozorujete ve vašem oboru vyšší nároky zákazníků na kvalitu a spolehlivost?

M. Horváth: Nové požadavky na výrobce jsou typické pro každé odvětví v kovoobráběcím průmyslu. Zákazník má vždy zájem o produktivnější, spolehlivější a přesnější nástroje. Specifické vlastnosti forem a zápustek vyžadují zvláštní ohledy nad rámec obecných požadavků. Materiály, obráběné plochy a obráběcí strategie charakteristické pro výrobu forem a zápustek mají podstatný vliv na konstrukci řezných nástrojů. Podle nás je klíčem k úspěchu v tomto odvětví pouze ucelená koncepce vývoje nástrojů založená na těchto aspektech v kombinaci s integrací konceptu Průmysl 4.0, inspirovaného současným vývojem digitalizace.

Tělesa nástrojů Tor6Mill se dodávají jako stopkové frézy, stopkové frézy se závitovým adaptérem Flexfit a frézy čelní. Do všech těles je možné upnout až čtyři různé geometrie destiček. Podle typu geometrie upnuté destičky je možné získat tyto nástroje: toroidní, 90°, 45° nebo FF – rychloposuvový nástroj (FastFeed) s 6 řeznými hranami. Frézy Tor6Mill je možné použít pro obrábění 3D povrchů, 90° bočních úběrů, čelního frézování, 45° sražení nebo jako vysoceproduktivní FF nástroj. (Zdroj: Iscar ČR)

MM: Které materiály se při výrobě forem a zápustek používají nejčastěji? A co se provádí s opotřebovanými nebo poškozenými díly?

M. Horváth: Hlavním materiálem pro výrobu forem a zápustek je ocel, která je velmi často tvrdá. Tvrdost obrobku je hlavním faktorem ovlivňujícím použitý řezný materiál a geometrii. Opotřebované nebo poškozené formy a zápustky se renovují několika způsoby, např. navařováním a žárovým nástřikem kovů. Následné obrábění těchto povrchů vyžaduje řezný nástroj k odstranění přebytečného materiálu, jenž je kombinací velmi tvrdé a relativně měkké vrstvy. To významně zkracuje životnost nástroje a výrobci nástrojů musí usilovat o dosažení nezbytné trvanlivosti.

Reklama
Reklama
Reklama

MM: Umožňují nástroje od vaší společnosti i obrábění složitějších tvarů?

M. Horváth: Formy a zápustky jsou velmi často tvarově složité. Trojrozměrný tvar je pro ně více než typický. Schopnost efektivně obrábět takovéto 3D plochy je tak logicky důležitým požadavkem na řezné nástroje. Nástroj musí nabídnout požadované parametry pro přesnost tvaru a povrchovou úpravu a zároveň dobrou životnost, potřebnou k dokončení obrobení tvaru. A přesně tyto požadavky nástroje Iscar plní.

MM: Probíhá ve výrobě forem a zápustek výrazný vývoj, který se odráží ve vyšších požadavcích na vás a vaše výrobky?

M. Horváth: Ano, pokrokové metody a techniky, které byly ve výrobě forem a zápustek zavedeny, měly velký dopad na řezné nástroje, což vedlo k novým požadavkům na výrobce nástrojů. V průběhu předešlých let se požadavky na nástroje stále více zvyšovaly. Dnešní výrobci forem a zápustek patří k nejnáročnějším spotřebitelům řezných nástrojů a očekávají, že výrobci řezných nástrojů budou reagovat na průmyslové trendy. Naše firma jakožto přední výrobce řezných nástrojů dlouhodobě spolupracuje právě s výrobci forem a zápustek. Neustále zdokonalujeme svá nástrojová řešení, přinášíme na trh nové výrobky a modernizujeme i ty stávající a také prostřednictvím svých techniků poskytujeme konzultace a technologie na klíč.

Řada rychloposuvových fréz Logiq4Feed je určená pro speciálně tvarované oboustranné destičky FFX4 XNMU se čtyřmi řeznými hranami. Destičky se dodávají ve velikosti 4 a 8 mm. Neobvyklý tvar destičky umožňuje použít velký úhel zapouštění. Tato vlastnost předurčuje nástroj Logiq4Feed k použití pro vysoce účinné hrubování dutin, zejména těch hlubokých. Tělesa FFX4 se dodávají jako stopkové nástroje (včetně systémů FlexFit a Multi-Master) a jako čelní nástrčné frézy. (Zdroj: Iscar ČR)

MM: Které řezné materiály se pro výrobu forem a zápustek používají?

M. Horváth: Při výrobě forem a zápustek se pro hrubování dutin a široká osazení často používají čelní válcové frézy s vyměnitelnými destičkami. Frézy pracují s vysokým zatížením, a proto je řezný materiál destičky klíčovým faktorem pro zlepšení životnosti nástroje. V nedávné době uvedla naše společnost na trh houževnatý karbid IC845 s nanovrstvým AlTiN PVD po­vlakem a speciální postpovlakovací povrchovou úpravou Sumo Tec. Tento karbid byl navržen speciálně pro obrábění při značném zatížení břitu s přerušovaným řezem. Destičky vyrobené z karbidu IC845 vykazují podstatně lepší životnost, což v důsledku zlepšuje výkon čelních válcových fréz a kotoučových fréz, na nichž jsou používány. Řada monolitních karbidových fréz Iscar byla doplněna o nový karbid IC702 (s modrou barvou). Tento tvrdý submikronový substrát s PVD povlakem vyniká vysokou odolností proti plastické deformaci, oxidaci, vyštipování a otěru při obrábění kalené oceli až do 65 HRC.

MM: A které nástroje se používají pro pokročilé obrábění tvarových ploch?

M. Horváth: Při obrábění tvarově složitých ploch jsou nepostradatelné toroidní a kulové frézy. Pro tyto účely nabízí společnost Iscar rozsáhlou řadu typů nástrojů: frézy s vyměnitelnými destičkami, stopkové frézy s vyměnitelnými hlavicemi a také monolitní karbidové nástroje. Liší se jmenovitými průměry, přesností, způsobem upnutí a rozsahem použití v závislosti na tvrdosti obrobku.

Systém Multi-Master zahrnuje širokou škálu vyměnitelných hlavic, stopek, redukcí a prodloužení. V současné době umožňuje přes 40 000 kombinací sestavení nástroje. Řada Multi-Master splňuje požadavky důležitého principu „bez potřeby seřizování“, protože výměna opotřebené hlavice nevyžaduje žádné další nastavení. Hlavici lze vyměnit bez vyjmutí nástroje ze stroje, což výrazně snižuje prostoj. Díky těmto vlastnostem je řada Multi-Master v oblasti výroby forem a zápustek mimořádně populární. (Zdroj: Iscar ČR)

Výroba forem a zápustek je charakterizována velkým podílem malých a středně velkých výrobců. Pro ně je při výběru nástroje důležitým faktorem všestrannost (multifunkčnost).

MM: Je i ve výrobě forem a zápustek tlak na zvyšování produktivity výroby?

M. Horváth: Ano, ani tomuto oboru se tento trend nevyhnul. Vzhledem k neustálé potřebě zvýšit produktivitu při výrobě forem a zápustek bylo toto průmyslové odvětví jedním z prvních, které velmi rychle přijalo pokročilé obráběcí metody, jako je vysokorychlostní frézování (HSM) a frézování s vysokými posuvy (HFM), a které použilo účinné obráběcí strategie za pomoci nových produktů dostupných na trhu. Frézování s vysokými posuvy a vysokorychlostní frézování se ukázaly být účinnými metodami, jak dramaticky zvýšit produktivitu obrábění a výrazně zkrátit dobu výroby. Díky včasnému zavedení těchto účinných metod se odvětví výroby forem a zápustek podařilo uspokojit prudce zvýšenou poptávku, která se objevila v 90. letech.

Reklama

MM: A je vaše nabídka nástrojů pro vysokorychlostní frézování dostatečně velká, abyste uspokojili potřeby zákazníků?

M. Horváth: Současní výrobci řezných nástrojů nabízejí velký výběr rychloposuvových fréz. Nejinak je tomu i u nás. Standardní frézovací rychloposuvové nástroje Iscar zahrnují více než deset řad nástrojů, které se liší svým konstrukčním principem (s vyměnitelnými destičkami, monolitní a s vyměnitelnou hlavicí), jmenovitým průměrem, řeznou geometrií, způsobem upnutí a samotnou použitelností (obrábění čelních ploch, kapes a hlubokých dutin). Tato rozmanitá škála umožňuje výrobcům forem a zápustek vybrat pro své potřeby optimální nástroj.

MM: Můžete být konkrétní, které vysokorychlostní nástroje vaše společnost nabízí?

M. Horváth: Společnost Iscar považuje rychloposuvové nástroje za důležité pomocníky pro zvýšení produktivity, pokračuje ve vývoji nových nástrojových řad a ve vylepšování těch stávajících. Nově představené frézovací nástroje z nedávné marketingové kampaně Logiq byly určeny zejména pro frézování s vysokými posuvy. Nan3Feed a Micro3Feed, dvě z nejnovějších řad rychloposuvových nástrojů Iscar s vyměnitelnými destičkami, se dodávají již od průměru 8 mm. Takovýto průměr nástroje je charakteristický spíše pro monolitní karbidové nástroje. Domníváme se, že výhody koncepce nástroje s vyměnitelnými destičkami pro hrubovací operace postaví tyto dvě řady nástrojů do čelné pozice, co se týká použití, a že tyto nástroje budou nákladově efektivní alternativou monolitních karbidových nástrojů. V rámci rozšíření sortimentu výrobků určených pro vysokorychlostní frézování jsme uvedli na trh vícebřité monolitní karbidové frézy EFF-S z řady Solidfeedmill v průměrech 1–20 mm, tedy frézy určené pro dokončovací a polodokončovací operace. Ze současné kampaně NeoLogiq je třeba zmínit nástroje z řad Logiq4Feed a NeoFeed.

Výroba forem a zápustek vyžaduje různé typy aplikací – soustružení, vrtání, vystružování a další – ale největší podíl tvoří frézování. Velmi specifické je pro tento obor velké množství nerotačních dílů, složité 3D tvarové plochy a potřeba obrábět spoustu dutin, které vyžadují odebrání velkého přebytku materiálu. Tyto aspekty staví frézovací nástroje na první místo využití v tomto oboru, říká Martin Horváth, marketingový manažer společnosti Iscar ČR.

MM: Nabízí vaše společnost i řešení pro specifické konfigurace nástrojů?

M. Horváth: Pro tyto účely máme nástroje z řady Multi-Master. Potřeba přizpůsobit formy a zápustky výrobkům je příčinou toho, že výroba je často nízkoobjemová, nebo dokonce kusová, což má za následek velký počet malých až středně velkých výrobců, kteří se touto výrobou zabývají. Pro takové výrobce má zásadní význam efektivní využití řezných nástrojů a dobře řízená správa zásob nástrojů. Přizpůsobení formy nebo zápustky však často vyžaduje specifickou konfiguraci nástroje, aby bylo možné obrobit obtížně přístupné části. Ne každý řezný nástroj ve výdejně je pro tento typ obrábění optimální. Ideálním řešením se nejeví ani objednání nástroje na míru. A právě nástroje z řady Multi-Master s možností složit nástroj z několika dílů včetně vyměnitelné hlavice pomáhají tyto obtíže překonat. Podle konceptu Multi-Master je vyměnitelná karbidová hlavice vhodná pro upnutí do různých stopek a stopka může nést různé hlavice. Hlavice mají různý tvar, řeznou geometrii a velikosti a jsou určeny pro obrábění 3D tvarových ploch, rovinných ploch, drážek, zkosených hran a dutin. Válcové a kuželovité stopky mají různé rozměry pro určité vyložení nástroje.

MM: Promítla se do výroby forem a zápustek digitalizace?

M. Horváth: Nízkoobjemový charakter výroby forem a zápustek a vysoce přesné strojově opracované tvary činí jakoukoliv odchylku od specifikací formy/zápustky Achillovou patou. I malá chyba může způsobit odmítnutí celého výrobku. Digitalizace v moderní výrobě, poháněná vývojem konceptu Průmysl 4.0, poskytuje výrobcům forem a zápustek účinný nástroj k překonání této překážky. Díky počítačovému modelování obráběcích procesů lze zajistit provádění produktivních obráběcích strategií, optimalizovat dráhy nástroje a řezné podmínky a zabránit případným kolizím. Společnost Iscar rozšířila svůj svět digitalizace tím, že do svého elektronického katalogu zavedla možnost tvorby takových sestav nástrojů, které obsahují dostupná a přesná data nástrojů. Vytvoření digitální nástrojové reprezentace sestavy reálného nástroje (na základě normy ISO 13399) usnadňuje přesnou výměnu informací o nástrojích mezi softwarovými systémy. Integrace této nové funkce do systému CAD/CAM může zabránit chybám v provozu při reálném obrábění. Společnost Iscar plánuje rozšířit koncept Průmysl 4.0 o produkty založené na datech a digitální a virtuální svět výroby v oblasti forem a zápustek tak propojit.

MM: A jak vidíte budoucnost řezných nástrojů v této oblasti?

M. Horváth: Mnoho výrobků kolem nás se vyrábí za pomoci forem/zápustek a poptávka po těchto výrobcích neustále roste. Pokroky v průmyslových oborech, jako je automobilový průmysl, jenž je předním spotřebitelem forem a zápustek, mají velký vliv na jejich výrobu. Další požadavky na formy a zápustky povedou k nové úrovni požadavků na řezné nástroje v tomto segmentu. Společnost Iscar zastává názor, že výrobci řezných nástrojů by měli tyto požadavky předvídat a jednat podle toho, aby byli schopni včas poskytnout potřebná řešení.

MM: Děkujeme za rozhovor.

Související články
Trochoidní metoda frézování

Před několika desítkami let byly představeny obráběcí stroje s výrazně zrychlenou kinematikou a díky svým novým vlastnostem úspěšně rozšířily možnosti efektivních metod vysokorychlostního obrábění (HSM).

Pozornost se upíná ke speciálním nástrojům

Při výběru vhodného řezného nástroje pro konkrétní aplikaci je často obtížné rozhodnout, zda je vhodnější použít standardní, nebo speciální nástroj. Výběr správného řezného nástroje je ovlivněn mnoha faktory, jako je např. charakter obchodní situace, výrobní program, typ výroby a někdy i osobní preference. Standardní řezné nástroje z produkce zavedených výrobců se vyznačují vysokou univerzálností a je možno je použít pro obrábění dílů nejrůznějších tvarů a nejrůznější konstrukce.

Obrábění otvorů

Když na přelomu minulého století poprvé uvedla společnost Iscar svou nástrojovou řadu Multi-Master na trh, mělo to významný dopad na svět řezných nástrojů.

Související články
Čelní frézování s velmi dobrou drsností povrchu

V kovoobráběcím průmyslu bylo dosažení dobré drsnosti obrobených ploch vždy jedním z hlavních směrů vývoje řezných nástrojů. Zejména to platí pro nástroje s vyměnitelnými destičkami. I přesto, že drsnost povrchu obrobku se v posledních letech výrazně zlepšila, konstruktéři nástrojů se domnívají, že je stále co zlepšovat. Kvalitu povrchu obrobků mohou výrazně vylepšit inteligentní aplikace posledních generací moderních nástrojů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Obráběcí nástroje pro letecký průmysl

Z pohledu výroby je při obrábění leteckých komponentů největší výzvou typ obráběného materiálu. Titan, vysokoteplotní superslitiny (HTSA) a žáruvzdorné oceli jsou těžko obrobitelné materiály, a tato jejich charakteristika je problémem v celém dodavatelském řetězci leteckého průmyslu.

Na konstrukci záleží - maximalizace výkonu výrobní linky

V současné době moderních výrobních technologií požadují různá průmyslová odvětví rychlá a efektivní řešení pro hromadnou výrobu. Pro tento účel byly navrženy výrobní linky. Ty se skládají z několika zpravidla jednoúčelových strojů vybavených různými typy nástrojů pro různé obráběcí operace, jako jsou soustružení, vrtání, frézování anebo vyvrtávání. Každý jednotlivý stroj může být vybaven několika vřeteny s řeznými nástroji pro obrábění různých povrchů obrobku, což znamená, že současně může pracovat i několik desítek nástrojů.

Nástroje pro obrábění v leteckém průmyslu

Letecký průmysl nejenže patří k největším odběratelům obráběcích nástrojů, ale především výrazně ovlivňuje jejich vývoj. Při obrábění dílů letadel se všichni výrobci snaží o maximální možnou efektivitu výroby, cílí na maximální provozní bezpečnost letadel a snižování potencionálních nepříznivých vlivů na životní prostředí.

Pokročilé výdejní systémy pro zvýšení produktivity na pracovištích

Průmyslové využití pokročilých skladovacích a výdejních systémů ve výrobním průmyslu se traduje již více než 20 roků. Zatímco zpočátku si tento systém přisvojoval především průmysl v USA, dnes je seriózně využíván v počtech desítek tisíc kusů po celém světě a toto množství díky benefitům nových systémů neustále roste.

Výkonné, přesné a spolehlivé vrtání

Globální svět obrábění kovů požaduje od výrobců nástroje, které jsou stále výkonnější, přesnější, s dlouhou životností a jsou schopny poskytovat uživatelům parametry splňující ty nejpřísnější normy.

Inovativní proces jako reakce na požadavky uživatelů řezných nástrojů

Ti, kterým se poštěstilo navštívit výrobní závod Iscar Ltd. v Izraeli, měli možnost vidět nad budovou napsané, jak firma hodnotí sama sebe: „Jsme firma, kde inovace nikdy nekončí“. Při detailnějším sledování jejích produktů nelze jinak než souhlasit. Podívejme se postupně na některé produktové řady, jak se jejich charakter skutečně neustále vyvíjí. Díl druhý je zaměřen na vysokoposuvové frézy.

Inovace upichovacích a zapichovacích nástrojů nekončí

Ti, kdo měli možnost navštívit výrobní závod Iscar Ltd. v Izraeli, jistě si povšimli hesla napsaného nad budovou, jímž firma hodnotí sama sebe: „Jsme firma, kde inovace nikdy nekončí“. Podívejme se tedy postupně na některé produktové řady, jejichž charakter se skutečně neustále vyvíjí.

Novinky z veletrhu přicházejí do praxe

Na trh přichází další zajímavý produkt z vývojové dílny firmy Iscar – unikátní kompaktní modul adaptéru pro zvýšení otáček vřetena až do oblasti high speed, který je určen pro malé průměry frézovacích nástrojů. Druhá novinka je z oblasti obrábění miniaturních dílů a je určena pro aplikace soustružení.

Partnerství na Borech

Do průmyslového areálu na plzeňských Borských polích se za účelem reportáže vracím po necelém půl roce. Tentokráte společně se zástupci společnosti Iscar, jejíž technologie pomáhají zdejší progresivní mladé firmě KTD Technologies v jejím růstu a díky prolínání profesních a osobních vztahů tak vzniká mezi oběma subjekty pevné partnerství.

Výroba elektromobilů vyžaduje
nová řešení

Podle odhadů odborníků by během 21. století měly elektromobily nahradit vozidla s konvenčním spalovacím motorem. Na elektrifikaci automobilového průmyslu je nutno pružně reagovat. Společnost Iscar se přizpůsobuje tomuto trendu a nabízí jedinečná a špičková řešení řezných nástrojů k obrábění komponentů pro výrobu elektrických vozidel. Nejdůležitější aspekty této problematiky a vybraná řešení nám v rozhovoru popsal Martin Horváth, marketingový manažer firmy.

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