Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Ultratvrdé nástroje pro speciální aplikace
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Ultratvrdé nástroje pro speciální aplikace

Trh, nejen ten český, se dynamicky mění - do hry vstupují nové trendy a s nimi nové materiály s novými užitnými i mechanickými vlastnostmi, které bude potřeba obrábět i v budoucnu. Schopnosti dnes běžně dostupných nástrojů pro třískové obrábění již nebudou dostačující. To si uvědomuje společnost Rotana, která se specializuje zejména na výrobu rotačních nástrojů. V loňském roce proto vybudovala výzkumné a vývojové centrum, kde se intenzivně věnuje vývoji speciálních nástrojů z ultratvrdých materiálů, jako jsou PKD, CVD-D nebo PCBN. Tyto nástroje by měly primárně sloužit pro high-end technologie.

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.


Společnost Rotana se již dlouhodobě a kontinuálně zabývá aplikovaným výzkumem a experimentálním vývojem. V loňském roce vybudovala vlastní VaV centrum, které je vybaveno nejmodernějšími high-end technologiemi.

Dobrých výsledků lze dosáhnout pouze s jasnou vizí

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.

Technologický lídr se neobejde bez nejmodernějších technologií

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.



Diamantové segmenty nástrojů jsou vyřezávány na tříosém laseru a následně připájeny do lůžka na těle nástroje v pájecí peci.

Vysoký stupeň automatizace a kompletní řízení na dosah

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.


Ultratvrdé PCBN nástroje pro vnitřní soustružení

Projekt TRIO

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. 



Speciální nástroje z ultratvrdých materiálů, jako jsou PKD, CVD-D nebo PCBN pro high-end technologie vyvíjí společnost Rotana ve vlastním VaV centru pomocí nejmodernějších technologií.

Gratuluji společnosti Rotana i výzkumníkům z VaV centra k dosažení úctyhodných výsledků a přeji ještě mnoho úspěšných projektů.

Eva Buzková, Velké Meziřící

Eva.buzkova@mmspektrum.com

Další články

Inovace
Výzkum/ vývoj
Nástroje pro obrábění / řezné materiály
Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: