Témata
Reklama

Novinky laserového předehřevu při obrábění

Stále častější využívání vysokopevnostních slitin a jiných těžkoobrobitelných materiálů, včetně keramických, vyžaduje pro jejich efektivní obrábění i nových technologií. Uplatňují se tu především laserové technologie přinášející lokální povrchové snížení pevnosti a tvrdosti materiálu. Výhodou takového předehřevu materiálu před břitem nástroje je navíc i snížení opotřebení nástroje při obrábění a možnost obrábět i vyšší řeznou rychlostí.

Doposud se předehřev laserem uplatňoval zvláště při soustružení, při nasměrování paprsku laseru na obráběnou plochu obrobku bezprostředně před břit řezného nástroje. Pro tuto technologii je možné obecně použít všechny typy průmyslových laserů, výhodou pevnolátkových včetně vláknových a diodových laserů oproti CO2 laseru je snadný přenos vyzařovaného výkonu od vlastního laseru až na místo aplikace optickým vodičem.

Reklama
Reklama
Hybridní RNC 400 Laserturn pro klasické obrábění, obrábění s předehřevem laseru a případně i laserovým vytvrzováním nebo navařováním

Laser při soustružení

Pro technologie obrábění, pokud jde o soustružnické operace, je z průmyslové praxe známá už řada jednotlivých příkladů úspěšného laserového předehřevu. Vývojem v této oblasti se zabývá za podpory Spolkového ministerstva pro vzdělání a výzkum BMBF především Fraunhofer Institut IPT, kde v tomto roce uzavřeli i kooperační dohodu na řešení konkrétních aplikací s výrobcem obráběcích strojů firmou Monforts Werkzeugmaschinen GmbH. Jedním z jejích výsledků je hybridní RNC 400 Laserturn, kde lze kombinovat klasické obrábění, včetně tvrdého soustružení s obráběním s laserovým předehřevem, a navíc je možné při jednom upnutí dílu i laserem místně povrch vytvrzovat nebo navařovat. Zvláště výhodné je použití předehřevu pro soustružení dílů z technické keramiky, materiálů, např. typu Si3N4 nebo ZrO2, jejichž broušení je poměrně nákladné a nevykazuje nikterak vysokou produktivitu. Při jejich předehřevu na teplotu mezi 800 a 1 000 oC v důsledku měknutí sklovité fáze mezi jednotlivými zrny klesá povrchová pevnost a tvrdost natolik, že pro obrábění postačí použít pak za těchto podmínek klasických metod i bez emulzí a chladicích kapalin. Obvyklá hloubka řezu je do 2 mm, drsnost povrchu dosahuje i 0,2 µm. Tedy obdobně jako při broušení, přičemž povrchová vrstva vykazuje u metod s předehřevem dokonce lepší pevnostní parametry.

Předehřev laserem při soustružení na RNC 400 Laserturn

Laser při frézování

Uplatnění laseru pro předehřev obrobku při frézování, ohřev obrobku před břitem rotujícího nástroje, už je poměrně složitější záležitostí, než tomu je u soustružnických operací. Ale i tato tematika se stala obsahem řady vývojových úkolů a o co nejlepší řešení se snažili zvláště v Institutu für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften iwb, Fraunhofer Institutu IPT a výrobců Pokolm Frästechnik GmbH & Co.KG a Rineck Maschinenbau GmbH. U zatím optimálního řešení jde o způsob přivádění laserového paprsku do dutiny vřetena, kde přes rotující optickou soustavu prochází paprsek paralelně s osou vřetena až k zaostření před břitem nástroje. Při jen místním povrchovém ohřevu frézovaného obrobku dochází tak ke snížení pevnosti pouze odebíraného materiálu, bez ovlivnění struktury okolní zóny. Tímto způsobem se předehřev laserem ověřoval např. při obrábění slitiny niklu Inconel 718, kde se dosáhlo poklesu řezných sil oproti klasickému obrábění o 40–60 % a  snížení opotřebení nástroje o 50 %.

Ocenění MM Award získal na letošním veletrhu EMO způsob laserového předehřevu při frézování, vyvinutý Fraunhofer Institutem IPT spolu s firmou Rineck

Ocenění MM Award

Na letošním veletrhu EMO v Hannoveru získal Fraunhofer Institut IPT spolu s firmou Rineck ocenění MM Award za takový způsob ohřevu v provedení frézovacího nástroje s integrovaným optickým modulem od Sill Optics. Laserový paprsek (např. 2kW laser Yb:YAG 1070 nm) je přiveden optickým kabelem až ke vřetenu a optickou cestou vřetenem před břit nástroje. Působení paprsku na ohřev obráběného místa je synchronizováno způsobem řízení laseru k okamžiku vnikání břitu nástroje do materiálu.

Ing. Jiří Šmíd

iia.smid@gmail.com

Stoprocentní 3D kontrola počítačovým tomografem

Počítačová tomografie, známá z oblasti medicíny, se postupně začíná uplatňovat i pro průmyslovou kontrolu obrobků. Tady dokáže dosavadní 2D rentgenové metody rozšířit o třetí souřadnici a pohled i do nitra obrobků nebo polotovarů na výrobní lince. Tomograf, který pod označením VoluMax vyvinul Zeiss, patří k výkonnostně nejdokonalejším a při zakládání obrobků průmyslovým robotem pracuje v taktu linky 10 až 50 s podle složitosti obrobku. Výkonnost tomografu zvyšuje i možnost zahájit skenování dalšího obrobku ještě před ukončením programu měření obrazových dat obrobku předchozího. U kontroly tomografem přistupuje podle výrobce navíc zajímavá možnost už předem rozpoznat na základě měření polotovaru, zda doposud nevyhovující obrobek je možné ještě opravit nebo zda domněle dobrý kus by se později projevil jako nevyhovující.

-ji-

Kontrola počítačovým tomografem se zakládáním obrobků kloubovým robotem
Reklama
Vydání #12
Firmy
Související články
Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

Související články
Inženýrská akademie ČR - Stroje pro chytrý textil

Inženýrská akademie ČR je organizace sdružující lidi se společným zájmem - podporovat výzkum, vzdělávání a inovace. Najdeme zde špičkové odborníky z různých oborů. V našem seriálu dáváme slovo těm z nich, jejichž oblasti působnosti mohou být pro naše čtenáře zvlášť zajímavé.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Trendy ve světě přesné měřicí techniky

Požadavky kladené na kontrolu kvality se rok od roku stále zvyšují. S tímto trendem se musejí vypořádat všichni výrobci měřicí techniky. Shodně je tomu i u firmy Mitutoyo, která se snaží šíří svého sortimentu maximálně vyhovět požadavkům pro dílenskou kontrolu, měrové laboratoře i procesní kontrolu, ale zároveň neopomíjí současný trend - Průmysl 4.0 a IoT - požadavek na inteligentní komunikativní měřidla a přístroje.

Ohlédnutí za MSV 2018

Jubilejní strojírenský veletrh v Brně se i letos nesl ve znamení inovací, technických i technologických novinek (často také světových premiér), ale hlavně v duchu oslav stého výročí založení Československé republiky, takže se také vzpomínalo na historické úspěchy v technice v expozici 100RIES. A není tedy divu, že partnerskou zemí bylo letos Slovensko. Na následujících řádcích přinášíme malé ohlédnutí za veletrhem, kde připomeneme některé exponáty, které v očích naší redakce za zmínku a vzpomínku stojí.

Opřít se o silného partnera

V dnešní době hospodářského růstu mnoho firem přemýšlí o rozšíření výroby. To se však neobejde bez úvah o tom, kde získat prostředky na nové stroje a zařízení. Řešení má jméno SGEF.

Ozubené řemeny v pohonech ekologických taxi člunů

Britská firma vyvinula hybridní pohon pro 550 vodních taxíků pro Benátky. Kombinace dieselového motoru a elektromotoru zde snižuje hluk, emise i náklady, přičemž vysoce výkonný řemen Synchrochain Carbon umožňuje použití kompaktního motoru s nízkou hmotností.

Horké komory pro práci s radioaktivním materiálem

V Řeži u Prahy bylo vybudováno nové výzkumné centrum, jehož součástí byla také výstavba kom-plexu horkých komor. Účelem výstavby bylo vytvořit pracoviště pro bezpečnou práci s vysoce radi-oaktivním materiálem. Po pěti letech budování se na začátku roku 2017 podařilo úspěšně zahájit aktivní provoz laboratoří, které jsou schopné zpracování, mechanického testování a mikrostrukturní analýzy radioaktivních materiálů (tlakové nádoby, vnitřní vestavby reaktorů, pokrytí paliva) s aktivi-tou až 300 TBq 60Co, materiálů pro reaktory III. a IV. generace a fúzní reaktory.

Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

Chytré stroje přivádějí továrny k životu

Bezpečné balicí stroje připojené k Ethernetu zvyšují produktivitu, zlepšují flexibilitu, snižují komplexnost konstrukce a řeší problémy pracovníků v provozu.

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