Ultratvrdé nástroje pro speciální aplikace

Výstavba VaV centra Rotana proběhla v rekordním čase pouhých devíti měsíců. Investice převyšující padesát milionů korun zahrnuje pouze stavbu budovy včetně technického zázemí na velmi vysoké udržitelné úrovni. Další miliony společnost investovala do špičkových výrobních a testovacích technologií. Zda se takováto investice vyplatila, ukáže až čas, ale již úspěšně zakončený projekt TRIO napovídá, že se vedení společnosti rozhodlo jít správným směrem.

Cílem vybudování VaV centra podle slov předsedy představenstva Radka Švihálka je jednak připravenost na nové trendy v leteckém i automobilovém průmyslu a obecně ve strojírenství a jednak snaha stát se z pouze výrobní firmy společností technologickou, která dokáže zákazníkovi nalézt řešení na míru a pomoci mu tak zvyšovat náskok před konkurenty. „S oblibou říkám, že co bylo dříve ocelové, je dnes hliníkové, a co bývalo hliníkové, je dnes z plastu,“ podotýká s úsměvem a jistou nadsázkou. Trendy již dnes napovídají, a slova pana Švihálka rovněž, že velký potenciál vývoje můžeme pozorovat v plastikářském a formárenském průmyslu. Proto jednou z vývojových aktivit centra je také návrh, optimalizace a výroba nástrojů pro třískové obrábění forem „na hotovo“. Dokončovací operace broušení a leštění forem pro vstřikování plastů jsou nákladné a časově náročné. Kdyby však bylo možné formu po zakalení dokončit pomocí jediného nástroje při dosažení stejných vlastností obráběného povrchu, značně by to snižovalo ekonomiku celého výrobního procesu formy. Podobný ekonomický dopad mohou mít také nástroje na obrábění hliníkových slitin. Každý strojař ví, že obrábění mnohdy velmi komplikovaných odlitků vyrobených z hliníkových slitin je složitou disciplínou. Velmi dobré výsledky ale prokazují diamantové nástroje. Výroba nástrojů s ultratvrdými segmenty vyžaduje nejen vysoké znalosti, ale také moderní výrobní technologie, bez kterých by nebylo možné efektivně připevnit segmenty na tělo nástroje, dokonale opracovat řeznou hranu segmentu či na něm vyrobit např. speciální utvařeč. Ve výše popsaných disciplínách spatřuje také vedoucí VaV centra Ing. Pavel Vítek velký budoucí potenciál s možným celosvětovým dopadem. „Spolupracujeme s různými zahraničními institucemi, mimo jiné např. s Fraunhoferovým institutem, kde se naskytuje potenciál spolupráce na zahraničních projektech i třeba s předními světovými výrobci letadel apod.,“ k tomu dodává Ing. Vítek.

Laserovým zařízením od společnosti Ewag jsou dokončovány marko- a mikrogeometrie řezné hrany, případně vyráběny různé tvarové utvařeče na čele nástroje a mikrostruktury na hřbetě nástroje pro lepší odvod třísek apod.

Druhým hnacím motorem pro výstavbu VaV centra byla touha vyvíjet vlastní produkt s vysokou přidanou hodnotou, který by společnost od výrobce běžných konvenčních nástrojů posunul na úroveň technologické společnosti, od vztahu dodavatel–odběratel k rovnocennému partnerskému vztahu se zadavatelem, od pouze lokálního výrobce k evropské působnosti. K výše popsaným cílům by měly VaV centru Rotana dopomoci jednak účast na vypsaných projektech, ale hlavně nejmodernější vybavení strojového parku. V současnosti centrum disponuje stroji špičkových evropských výrobců, které slouží k výrobě nástrojů, ale také k ověřování jejich vlastností, stability, životnosti atd. Moderní špičková výroba nástrojů s ultratvrdými segmenty (PKD, CVD-D a PCBN) se neobejde bez automatizované vakuové pájecí pece, která zabezpečí důkladné připevnění diamantového segmentu do lůžka nosiče nástroje, bez tříosého laseru, kterým jsou vyřezávány diamantové segmenty, a bez high-end laserového zařízení od společnosti Ewag, kterým je dokončena makro- a mikrogeometrie řezné hrany, případně vyráběny různé tvarové utvařeče na čele nástroje a mikrostruktury na hřbetě nástroje pro lepší odvod třísek apod. Nezbytnou výbavou vedle přesných 2D a 3D měřicích zařízení je také měřicí přístroj Zoller pro ověření geometrie nástroje. Momentálně je ještě v plánu na podzim doplnit strojový park o jedno soustružnické centrum pro ověřování nástrojů pro soustružnické operace. V případě aditivních technologií vidí Švihálek potenciál kovového 3D tisku při výrobě chladicích kanálů uvnitř nástrojových těles či plastový 3D tisk pro výrobu prototypů, případně zvětšenin geometrií nástrojů. Nákup aditivních technologií ale zatím nezvažuje.

Založení VaV centra není jedinou známkou inovativního přístupu společnosti. Vývoj a výroba pokrokových nástrojů pro high-end technologie jde ruku v ruce s transformací podniku podle moderních požadavků Průmyslu 4.0. Společnost pod vedením hlavního technologa Pavla Smejkala již vypracovala důkladnou studii pro zavedení vyššího stupně automatizace na první tři výrobní operace (vyskladnění materiálu, dělení materiálu a přípravu polotovaru), která zabezpečí autonomní provoz. Papírovou dokumentaci v blízké budoucnosti nahradí značení nástrojů QR kódy, které ponesou veškeré informace o finálním produktu vč. všech parametrů, jež ovlivňují výslednou jakost finálního výrobku. Nezbytným předpokladem pro to je také zavedení kompletního řídicího systému výroby i celé firmy. Pokročilé řídicí systémy v podobě produktů Proxia MES společnost v současné době segmentově testuje v hlavním výrobním provozu a částečně také ve VaV centru.

Letos byl dokončen dvouapůlletý projekt aplikovaného výzkumu TRIO vyhlášený Ministerstvem průmyslu a obchodu v roce 2016. Na projektu s Rotanou spolupracovalo Výzkumné centrum pro strojírenskou techniku a technologii RCMT pod Fakultou strojní pražské technické univerzity a společností Sanborn. Cílem projektu byl vývoj tří speciálních typových nástrojů. Prvním výsledkem je prototyp PCBN nástroje zejména pro frézování kalených obrobků, superslitin a těžkoobrobitelných dílů s cílem nahradit dokončovací operaci broušení třískovým obráběním. Vyvinutý nástroj dosáhl podobných drsností i rovinnosti srovnatelné s broušením. Dalším směrem vývoje bylo vyvinutí a následné vyrobení prototypu PKD nástroje pro vysoce produktivní obrábění hliníkových slitin a kompozitních materiálů. U kompozitních materiálů při obrábění dochází k takzvané deliminaci jednotlivých vrstev či k tvorbě otřepů. Čtyřzubá fréza v obrábění kompozitů a hliníkových slitin obstála před konkurencí světových hráčů trhu. Posledním dosaženým výsledkem v rámci projektu je získání a uznání prvku za užitný vzor v září roku 2018. Užitným vzorem je mikrofréza s definovanou geometrií vyrobenou kompletně v CVD diamantu, vyznačující se plastickou drážkou.

Eva Buzková, Velké Meziřící

Eva.buzkova@mmspektrum.com