Termické odhrotování

Tato dokonalá metoda nekonvenčního „obrábění" je schopna stoprocentně zajistit, že se po dokonalém proběhnutí procesu v díle nikdy později nemůže „nic" uvolnit. Této výjimečné vlastnosti se s výhodou využívá při výrobě dílů pro automobilový průmysl, ale také pro hydraulické a pneumatické prvky, kde by vniknutí i sebemenší nečistoty - například zbytku hrotu - mohlo způsobit nedozírné následky a nevratná poškození koncových systémů.

Předepisování na výkresech

S velkými úspěchy se metoda TEM dále využívá v průmyslu leteckém, při výrobě součástí vlaků, v lékařství a dále všude tam, kde je požadavek na stoprocentní kvalitu naprostou samozřejmostí. Díky své výjimečné vlastnosti - tedy  doslova „stoprocentní záruce" - ji v dnešní době již konstruktéři s velkým úspěchem jednoduše předepisují na výkresy, namísto například složitého popisování, které hrany uvnitř dílu musí být sražené na jakou hodnotu a které stačí, aby byly tzv. „graatfrei", tedy „bez hrotu".  Tím dochází k velkým úsporám již při vlastní konstruktérské činnosti, a dále pak ve vlastní výrobě, kdy není úplně nutné dokonale hlídat perfektní proces obrábění, precizní nabroušení nástrojů a podobně, ale je možné s úspěchem obrábět o něco déle a vzniklé hroty pak jednoduše odstranit pomocí termického odhrotování, a to dokonce i bez následné velmi nákladné kontroly.

Odpadá mnoho operací při kontrole

Při výrobě tedy odpadá mnoho složitých a nákladných operací při kontrole velikosti a počtu hrotů uvnitř dílů, což je mnohdy velmi nepříjemná unavující činnost s endoskopem, mikroskopem a háčkem či magnetem pro zachycování hrotů z vnitřku složitých dílů, průniků otvorů a podobně, která nakonec tak jako tak není nikdy stoprocentní, neboť nelze vyloučit chybu lidského faktoru. Pokud díl projde odhrotovávací komorou stroje, což je na něm vidět na první pohled, je zde ihned výše uvedená stoprocentní záruka.

Zápalná směs kyslíku s plynem

A jak tato metoda funguje? Díly jsou uzavřeny do odhrotovávací komory, kam je následně pod tlakem napuštěna zápalná směs kyslíku s plynem - ať už zemním či metanem nebo vodíkem. Tato směs má přesně daný poměr, který je pro každý materiál jiný, a je do komory vtlačena hydraulickým válcem pod určitým tlakem, který je opět různý pro každý druh výrobku, tvar a velikost hrotů, materiál a podobně.  Směs je následně zapálena zapalovací svíčkou. Tím dochází k řízenému výbuchu a v komoře je krátkodobě - cca po dobu 20 milisekund - vyvinuto „teplo" 2 500 až 3 500 °C, podle nastavení, materiálu apod. V této době dochází k vlastnímu procesu oxidace, tedy „hoření", a to v celém objemu obrobku, jak uvnitř, tak na povrchu, v té nejmenší díře, v tom nejzazším místě či průniku děr, velkých, malých i těch nejmenších, krátkých i dlouhých. V každém místě obrobku dochází k oxidaci, v každém místě jsou odstraněny hroty. A v tom tkví tajemství výše uvedené „stoprocentní záruky". Nelze například jeden hrot zapomenout - hroty jsou odstraněny všude. Je zde zcela vyloučen lidský faktor. Každý díl, který je pak po odhrotování z komory vyňat, má změněnou barvu - a sice tím, že na jeho povrchu ulpí právě oxidy odstraněných hrotů. Tím je vidět na první pohled, že díl byl skutečně odhrotován. Pokud by tento proces neproběhl, nebo by proběhl například při chybném nastavení stroje, díl by nebyl odhrotován a zároveň by to na něm bylo ihned velmi jednoduše, vizuálně vidět. Takže díly hliníkové jsou po procesu tmavější, ale stále „šedé", neboť oxidy hliníku mají stejnou barvu. Díly nerezové a ocelové, včetně litiny jsou po procesu naprosto černé, díly mosazné podstatně tmavší než jasná mosaz atd.

Hrany obrobku jsou zpevněny

Veškeré hrany v celém objemu obrobku jsou navíc po tomto procesu zpevněny, čímž je právě zcela vyloučena možnost jakéhokoliv uvolnění se jakékoliv částečky, například zapomenuté špony. Hrany jsou ostré, ale nejsou řezné.

Po výbuchu zároveň nedochází k žádným materiálovým změnám ani změnám jakýchkoli rozměrů. Díl za „krátkou" dobu zhruba dvaceti milisekund nestihne přijmout velké, výbuchem vyvinuté „teplo" a ohřeje se maximálně na 80-150 °C, podle druhu materiálu a nastavení stroje. Stejně tak nedochází k žádnému poškození závitů, neboť ty se nechovají jako hrot, ale jako základní materiál a „teplo" odvádějí kuželem do základního materiálu.

Materiály schopné oxidace

Tím jsme se zároveň dostali k tomu, pro které díly a materiály je metoda vhodná. Jsou to veškeré materiály schopné oxidace. Tedy hliník a jeho veškeré slitiny, zinek a jeho slitiny, ocel - všechny druhy a třídy včetně nerezu, všechny litiny, mosazi. Hůře se odhrotovává měď, protože je výborný vodič tepla. Co se dílů týče, tak kromě velikosti dílů zde téměř není omezení. Metoda je schopna odhrotovat jakýkoli tvar, ba naopak, čím složitější, tím je to samozřejmě efektivnější. Není tedy úplně vhodná pro velmi jednoduché součásti. Ne že by to nešlo, ale ekonomika v tomto případě hraje velkou roli a například odhrotování vnějších hran na jednoduché ofrézované kostce je efektivnější udělat pilníkem v mezičase při výrobě než vozit složitě na termiku. 

Vyloučení lidského faktoru

Cena jednoho výbuchu není sice zcela zanedbatelná, ale je srovnatelná s ručním odhrotováním. A když se k tomu připočte vyloučení lidského faktoru, kvalita, preciznost a absence následných nákladů při složitých opravách a případné dohady se zákazníkem, kdo například nehodu či poruchu hydraulického systému zavinil, pak tato metoda jasně vítězí, i co se ekonomiky týče. Nehledě na další faktor, že je vysoce produktivní: Takt stroje je podle materiálu okolo jedné minuty. Jeden takt je odhrotování takového množství dílů, kolik se jich vejde do „válce" o průměru 250 mm a výšce 340 mm. Je-li to tedy například jedna velká hydraulická kostka, je to jeden kus. Je-li to například drobný zámeček do auta pro automobilový průmysl, vejde se jich do komory na jeden takt například 400 kusů. A to už je produktivita, která je jinými metodami nedosažitelná, stejně tak jako odhrotování jedné velké hydraulické kostky za jednu minutu. A přidá-li se k tomu ještě fakt, že ne ke všem hrotům se lze dostat jakoukoli jinou metodou, zvláště při velmi složitých průnicích děr, není k tomu co dodat a termika na základě těchto faktů vítězí.

Čistota a konzervace

Dalšími, někdy nutnými činnostmi po vlastním procesu výbuchu je čištění výrobků od oxidů po procesu výbuchu, jejich následná pasivace či konzervace a sušení. Tyto činnosti sice nejsou nezbytné, pokud jsou díly dále povrchově upravovány, nicméně některé díly jsou již hotové a pohledové, takže jejich čistota je nutností, a některé jdou naopak ještě před povrchovou úpravou například na montáž, kde je zase potřeba, aby montážní pracovníci či mezioperační kontrola nebyli od vzniklých oxidů zašpiněni. Leží-li díly po výbuchu například delší dobu ve skladu, je vhodné je konzervovat, neboť jsou po tomto procesu dokonale „čisté", odmaštěné a tedy velmi náchylné na povrchovou korozi.

Použití v průmyslu

Metoda odhrotování je velmi důležitá pro použití v průmyslu hydraulickém a pneumatickém, kde je již v naprosté většině rovnou předepisována konstruktérem na výkresy a to hlavně z toho důvodu, aby se zajistilo, že se v dílu nikdy později neuvolní žádná částečka, či špatně odstraněný nebo zapomenutý hrot.

Dále se s úspěchem a velmi hojně využívá v automobilovém průmyslu, kde je buď nutné ji použít - například u brzdových válců a jiných systémů, nebo je vhodné ji použít z hlediska velmi vysoké produktivity a tudíž snížení výrobních nákladů - například u automobilových dveřních zámečků a spínacích skříněk.

Letecký a kosmický průmysl je dalším odvětvím, kde je nutná naprostá spolehlivost a bezporuchovost, čehož tato metoda ze 100 % dosahuje.

Dokonce je možno metodu využít i pro některé druhy plastů, nicméně tato operace je již trochu složitější.

Dipl. Ing. Jiří Prokop

prokop@provetech.cz

Prove Tech CZ