Investice do nového stroje nebo výrobní linky se ve firmě řeší jednou za několik let, ale důsledky dobrého či špatného rozhodnutí se projeví každý den. Nejde přitom jen o samotnou technologii, ale hlavně o to, jaký partner za ní stojí.
Na tomto místě budeme pravidelně přinášet názory odborníků k tématům, která se objeví v aktuálním vydání MM Průmyslového spektra. V tomto vydání jsme zástupcům vysokých škol a firem položili následující otázku:
Už Jára Cimrman viděl budoucnost v aluminiu. Jaké materiály budou podle vás v budoucnu dominovat při výrobě složitých dílů? Zůstaneme u dnes konvenčních materiálů, nebo převezmou roli nové inovativní materiály? Jaké?
Petr Louda, vedoucí katedry materiálů, TU v Liberci
Český génius Jára Cimrman byl nepochybně skvělým prognostikem, protože slitiny hliníku se opravdu staly významným materiálem 20. století, leč nástup nového milénia přinesl nové materiálové skupiny. Tou první jsou složené materiály – kompozity, které úspěšně spojují i protichůdné užitné vlastnosti jednotlivých komponent, dokonce i ekonomicky se stávají konkurenceschopnými oproti tradičním materiálům. Dále jsou to nanostrukturované materiály, které mohou být vytvořeny z klasických materiálů i metamateriálů. Díky jejich atomárně uspořádané struktuře vznikají unikátní vlastnosti, které nacházejí a dále budou nacházet široké uplatnění v průmyslu nebo medicíně. Nepochybně v nanomateriálech platí, že na velikosti záleží.
Josef Steidl, emeritní profesor, Fakulta strojní ČVUT v Praze, Ústav materiálového inženýrství
Jára Cimrman se jako bedlivý pozorovatel světa chtěl věnovat i materiálové prognostice. Inspiraci viděl zejména ve vývoji materiálů a technologií, které se udály od jeho mládí do dneška. Očekávaný budoucí vývoj se však zdá být progresivnější, než se Cimrman domníval na základě svých poznatků. Jedním ze znaků budoucí průmyslové výroby je její směřování ke stále složitějším, integrovaným dílům s multifunkčními vlastnostmi. Automobilový průmysl je toho příkladem. Materiálovou základnu v příštích letech budou tvořit oceli spolu se syntetickými polymerními materiály včetně kompozitů. Obě skupiny materiálů procházejí nepřetržitě výzkumem a inovačními procesy. Výroba tvarově složitých dílů bude založena na pokročilých technologiích a jejich dalších inovacích, např. v oblastech vstřikování, 3D tisku, infuzních technologiích kompozitů aj.
Stanislav Němeček, jednatel, Raptech
Denně objevujeme řadu skvělých materiálů. Já ale stále věřím v nezastupitelnost ocelí. Dosud je to po vodě a betonu třetí nejpoužívanější materiál. Stále jsme na čtvrtině jeho teoretické pevnosti. Pomocí tepelného zpracování (a fázovým přeměnám krystalové mřížky) umíme dát ocelím široké spektrum vlastností od tažnosti po vysoké pevnosti nad 2GPa, umíme je svařovat, umíme je vyrobit korozně nebo teplotně odolné, jsou snadno recyklovatelné a jsou relativně levné. Třeba elektrárnu z hliníku nebo niklu ještě dlouho nepostavíme. Takže je mi líto, pane Cimrmane…
Ivana Zetková, vědecko-výzkumná pracovnice, Regionální technologický institut při FS ZČU v Plzni,
Složité díly jsou pro mě neodmyslitelně spojeny s aditivní výrobou, která se díky její multioborové použitelnosti velmi intenzivně rozvíjí, a to samozřejmě i v oblasti spektra tisknutelných materiálů. Obecně si myslím, že budoucnost patří inteligentním materiálům, jako jsou materiály s tvarovou pamětí nebo biokompatibilní materiály – ty jsou známy již řadu let, ale bohužel jsme zatím nedokázali plně využít jejich potenciál. Budoucnost rovněž vidím v použití gradientních materiálů, které umožní vyrábět výrobky tzv. „na míru“. Věřím, že spolu s obrovským boomem aditivních technologií najdou svoje uplatnění v oblastech každodenního použití, a především v oblasti medicíny.
Inovace a vývoj jsou obsaženy v samotné historii a identitě firmy Trumpf. Již dnes registrujeme, že se vyvíjejí, vyrábějí a zlepšují nové materiály a firma Trumpf sama testuje nové materiály na svých strojích v aplikačním centru. Aby nové materiály obstály ve výrobním procesu, musejí splňovat požadované nároky a očekávání zákazníků ve vazbě na užitné vlastnosti výrobku, dostupné a zpracovatelské technologie, cenu výrobku a v neposlední řadě i na jejich vliv na životní prostředí.
Očekávám, že materiálový výzkum ve vědeckých laboratořích a průmyslových vývojových a konstrukčních kancelářích se ve 21. století bude intenzivněji soustředit na vývoj inteligentních materiálů.
Lubomír W. Novotný, technická podpora prodeje, Toshulin
Jisté je, že mnohé okolo nás se vyvíjí závratným tempem, samozřejmě i používané materiály, jejich aplikace. Motivace jsou zřejmé – technické parametry, účel a peníze. Ani poklopy na kanály už nejsou to, co by bývaly a hovězí steaky se tisknou na tiskárnách. Aktuálně se několik týdnů pohybuji v prostředí, kde železo je „sprosté slovo“, hliníkové slitiny jsou na hony vzdáleny hliníku, ze kterého se vyrábí ešusy, 80 % kovových dílců se tiskne na 3D tiskárnách z vysokopevnostních a žáruvzdorných materiálů. Další skupiny součástek jsou z titanu, hořčíkových a dalších slitin a největší dílce jsou vyrobeny z vláknových a vrstvených kompozitu. Pokud se dobře pamatuji, je na jednom trámu v liptákovské chalupě zaznamenána dosud neobjevena mistrova věta: „Čas ve světě bude jednou běžet jinou rychlostí, než v České republice“. A to je na tom Česká republika v globálním porovnání pořád ještě relativně dobře, dodávám.
Gabriela Jedličková
gabriela.jedlickova@mmspektrum.com
3D tisk, neboli aditivní výroba, v dnešních dnech zažívá opravdový boom. Většina firem technického zaměření, které jsou na špičce v oblasti inovací, tuto technologii vlastní, nebo alespoň externě využívá. Obdoba této technologie však není v přírodě nová, ani nijak výjimečná.
Sklopná madla a ruční kolečka v hygienické bílé nebo v ušlechtilé kombinaci kovů – to jsou nové produkty reagující na potřeby uživatelů.
Svařování, resp. spojování materiálů je v podstatě průřezová skupina technologií, která ovlivňuje prakticky všechny průmyslové obory. Některé obory by bez svařování a dalších způsobů spojování materiálů dnes již nemohly vůbec existovat, např. výroba automobilů, výroba konstrukcí ve stavebnictví a řady strojírenských složitých výrobků, včetně energetických zařízení.
Aditivní výroba (AM – Additive Manufacturing, 3D print apod.) je inovativní výrobní proces, kterým je možné vytvářet trojrozměrné objekty tak, že se postupně skládá vrstva po vrstvě určitého materiálu a tím se vytvářejí rozličné finální tvary podle CAD předlohy (zatímco u konvenčních způsobů výroby, jako např. obrábění, se odstraňuje nežádoucí materiál z plného průřezu).
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?
Ekologické alternativy technických materiálů dnes pronikají napříč nejrůznějšími odvětvími – od stavebnictví přes obaly a módu až po automobilový průmysl. Již dnes je například možné postavit dům z konopného betonu, zabalit elektroniku do myceliového obalu, obléct si oděv z „kůže“ vypěstované z podhoubí nebo jezdit autem, které obsahuje díly z rostlinných biopolymerů.
Veřejnost se stále více snaží být environmentálně odpovědnou. Ani napříč odvětvími průmyslu tomu není jinak. V oblasti kompozitních materiálů můžeme v posledních letech sledovat stále častější tendence využívat přírodní materiály jako náhradu konvenčních syntetických produktů. Roste poptávka po vláknech na rostlinné bázi (například vláknech ze lnu, konopí nebo sisalu) a tyto materiály získávají významný podíl na celkové produkci kompozitních výrobků.
První celoevropsky významná akce v oblasti strojírenství a subdodavatelské branže se v příštím roce koná na lipském výstavišti v termínu 2. až 5. března: veletrhy Intec a Z 2021. Také a možná právě v současných obtížných časech zde čeští vystavovatelé a návštěvníci mohou navázat důležité obchodní kontakty a informovat se o nejnovějších trendech a vývoji v oboru. Vystavovatelé z Česka navíc se státní podporou.
Nadnárodní společnost General Electric napříč všemi svými dceřinými společnostmi neustále prohlubuje obrovské know-how. Vlastní zkušenosti s vývojem aditivně vyráběných částí zejména pro potřeby leteckého průmyslu přesahující již dvě dekády daly podnět ke vzniku zákaznického centra. GE Additive otevřela v roce 2017 zákaznické centrum (Customer experience center – CEC) kousek od Mnichova, kde firmám nabízí pomoc s nelehkými začátky s aditivními technologiemi.
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.
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?
a mnoho dalších benefitů.
... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou













