Témata
Reklama

Výzkum a vývoj není cílem, ale cestou

Společnost TGS nástrojárna coby český výrobce obráběcích nástrojů sleduje pozvolný proces obnovy výrobkové základny v našem strojírenství. Bude to dlouhý proces. Nepochybujeme však o tom, že tradiční česká invence se v budoucnu tak jako tak prosadí. Je to naše obrovská konkurenční výhoda. Než se tak stane v uspokojivé a naší tradici odpovídající míře, buďme rádi i za tzv. práci ve mzdě, jinými slovy kooperaci se zahraničím. K pejorativní montovně Evropy si přiznejme, že jsme i její obrobnou. Pro profesi technologie obrábění je to ale vydatný kondiční trénink. Tento druh práce vyžaduje maximální míru přizpůsobení neúprosně vysoké kvalitě a především odběratelem nastaveným cenám. Pokud i zde má český výrobce vyprodukovat zisk, což má být smysl podnikání, racionalizaci obráběcích operací se nemůže vyhnout.

Tyto požadavky se přenášejí i na výrobce obráběcích nástrojů, jež jsou nuceni opouštět vyšlapané cesty a usilovně hledat originální řešení. O nějaké sériovosti nemůže být ani řeč. Jedná se vlastně o nepřetržitou vývojovou práci, ve které se prolínají dosavadní zkušenosti a materiálové a technologické možnosti. Poslední dva předpoklady má dnes i většina konkurentů na stejné úrovni. Rozhodující jsou proto dobré nápady a obchodní dovednost. Snaha o splnění některých extrémních požadavků trhu s sebou nese i určitou míru rizika neúspěchu, v případě úspěchu naopak zlepšení firemního renomé a cenné zkušenosti. Vybrané aplikace, kde společnost TGS nástrojárna vidí širší pole působnosti v alespoň částečné univerzálnosti, se snaží patentově chránit. Tři příklady takovýchto nástrojových aplikací jsou uvedeny níže.

Fréza SuperSlim

Fréza byla vyvinuta na základě požadavku obrábění velmi hlubokých průchozích dutin čtvercového průřezu 90 x 90 mm s předepsaným malým rohovým poloměrem 4 mm. Při požadované hloubce, rovněž 90 mm, byl velmi kritický štíhlostní vztah délky frézy k jejímu průměru 8 mm. Předpoklady na úspěch podle zadání byly opravdu malé. „To nemůže fungovat,“ byla asi nejčastější věta při prvních analýzách problému. Ukázalo se, že za pokus to stálo. Zákazník operaci dokončil v požadované kvalitě. Na obr. 1 a 2 jsou snímky z „místa činu“. Po této úspěšné realizaci fréza již dnes žije „vlastním životem“. Jednoduchý nápad nasměrovat proměnnou šroubovicí řezné síly co nejvíce ve směru relativně velké osové tuhosti nachází uplatnění v celé řadě dalších frézovacích nástrojů. Od té doby je fréza zařazena do katalogu TGS nástrojárna s charakterem semistandardu. Operace více než frézování připomíná jakousi variantu ševingování. Je to varianta, která minimalizuje vibrace při značném vyložení fréz.

Reklama
Reklama
Obr. 1. Pohled na frézu SuperSlim.
Obr. 2. Obrobek obrobený frézou SuperSlim o průměru 8 mm.

Fréza TurboJet

I zde bylo vhodnou příležitostí ukázat kreativitu výrobce nástrojů pro zadání produktivně zhotovit ve vodicích a kotevních deskách střižného nástroje různě velké otvory od průměru 35 mm do 80 mm, a to ještě na slabém stroji, kde bylo nepředstavitelné vyvrtat otvor větší než 32 mm. Tak vznikla namísto vrtáku fréza TurboJet a návrh na vypichování otvorů místo jejich vrtání a zdlouhavé rozšiřování. Je jasné, že klíčovým problémem je vyprazdňování vznikající drážky od všudypřítomných třísek. I když se jako samozřejmost uplatnil vnitřní výplach stlačeným vzduchem, nezabránilo to trvalému zaklínění třísek mezi stěnu obrobku a odlehčený krček frézy. Pomoc přineslo až vybroušení jakéhosi šnekového dopravníku třísek po celé délce vyložené stopky frézy. Toto jednoduché opatření umožní nerušeně frézovat až do konečné hloubky obrobku, kdy dojde k vypadnutí jádra. Přínosem je významné zmenšení počtu operací a jejich nástrojů a zkrácení výrobního času.

Obr. 3. Fréza TurboJet z důvodu nižšího výkonu stroje nahradila technologii vrtání.
Obr. 4. Aplikace frézy TurboJet při frézování do konečné hloubky obrobku, díky vybroušenému šnekovému dopravníku.

Integrovaná mikrogeometrie břitu frézy IMG

Při nasazování stopkových fréz ze slinutého karbidu na těžkoobrobitelné materiály je zažitá praxe použití fréz se šroubovicí o velikosti okolo 45°. Frézy mají nesporné výhody ve schopnosti oddělování houževnatého materiálu, například austenitických ocelí, a různých druhů tzv. superslitin na bázi niklu. Jako vždy není ale nic zadarmo. Kritickým místem je zeslabení rohové oblasti frézy, kde takto vzniklý úhel sklonu ostří 45° neskýtá dostatečnou stabilitu řezného klínu proti vylomení. Tento ostrý klín je třeba probrousit dalším výbrusem na čele frézy na významně menší hodnotu. Tím však vznikne na čele v drážce, kde se utváří tříska, nespojitá lomená plocha s minimálně jedním extrémem, který pak na hřbetě frézy přináší opět extrém ve velikosti opotřebení.

Navržená mikrogeometrie tyto problémy minimalizuje. Zavádí v rohové oblasti frézy novou, spojitou, prostorově zborcenou plochu na čele, která plynule převádí úhel šroubovice 45°na 15°. Dochází ke zpevnění řezného klínu, který je nyní schopen přenášet větší řezné síly. Na obrázku 6 je taková fréza nasazena na výrobu drážek průřezu 13 x 26 mm na jeden záběr v materiálu 1.4301. Docílená životnost je 50 minut. Zmíněná integrovaná mikrogeometrie byla označena zkratkou IMG a skýtá možnosti použití v celém spektru stopkových fréz ze slinutého karbidu, kde je uplatněna šroubovice 30°–45° nebo větší. Pro široký potenciál aplikace bylo třeba zažádat o průmyslovou ochranu tohoto návrhu, a to s kladným výsledkem.

Obr. 5. Břit frézy s integrovanou mikrogeometrií IMG.
Obr. 6. Frézování drážek o průřezu 13 x 26 mm na jeden záběr v materiálu 1.4301.

Rovněž v tomto případě nevznikla tato varianta samoúčelně, ale byla vynucena na počátku zákaznickým požadavkem frézovat hluboké drážky v nerezavějící oceli na jeden záběr, neboť frézování po vrstvách vedlo k rychlému vyštípání fréz. Zvýšila se spolehlivost procesu, neboť se podařilo nalézt a odstranit kritické místo nástroje. Při investicích do produkčních strojů nelze zapomenout na prostředky umožňující monitoring a vyhodnocování řezného procesu a jeho důsledků v podobě opotřebování břitů (viz obr. 7).

Obr. 7. Zobrazení opotřebeného břitu na digitálním mikroskopu.

Spolupráce s výzkumným centrem

Ani v malých a středních podnicích nelze pominout nepřetržitý výzkum a vývoj. Není to prvoplánovým cílem společnosti TGS nástrojárna, ale je to cesta k větší existenční jistotě s šancí uspět v  soutěžení na trhu. Právě na této cestě se paradoxně nelze vyhnout nejistotě, jestli se výrobce nevydá do slepé uličky. Proto je dobré nebýt sám a hledat partnera, kterým je v tomto případě výzkumné centrum VCSVTT při ČVUT v Praze, kde s kolektivem odborně zdatných pracovníků jsou konzultována a společně řešena velmi různorodá zadání. TGS nástrojárna využívá spolupráci především v nalezení optimální varianty řešení prostřednictvím zavedených testovacích metod. Také jsou spoluvytvářeny a připravovány nástroje do projektů VCSVTT. Je to spolupráce, která je oboustranně výhodná, a právě proto zcela spontánně vznikla.

Ing. Václav Diviš
TGS nástrojárna
vaclav.divis@tgs.cz

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 140534
Datum: 13. 05. 2014
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Související články
Čtrnáctý ročník soutěže Ocenění českých podnikatelek úspěšně odstartován

Ve čtvrtek 3. června 2021 byl zahájen další ročník prestižní soutěže Ocenění českých podnikatelek, který odstartovala online konference Women in Business s podtitulem Nová realita roku 2021 a společný (re)start, most k jednotě a spolupráci. Tuto soutěž již tradičně vyhlašuje podnikatelská platforma Helas – Budujeme hrdé Česko. Patronkou letošního ročníku je Kateřina Kadlecová, generální ředitelka společnosti USSPA. 

Třpytivý svět krystalů

Turnovská společnost Crytur patří svým pojetím ke světovému unikátu. V přesně definovaných podmínkách pěstuje umělé krystaly z vlastního výzkumu a vývoje, které následně po opracování dodává buď jako specifické optické díly pro další celky, nebo přímo kompletní výrobky.

Implantáty z Čech až na konec světa

V 70. letech minulého století stál u zrodu prvních ortopedických implantátů v Čechách. V roce 1992 pak v rámci privatizace založil vlastní firmu téhož zaměření, jejíž výrobky dodnes pomáhají lidem znovu se hýbat. Ano, hovoříme o Stanislavu Beznoskovi a české firmě téhož jména, kterou dnes úspěšně řídí členové rodiny zakladatele.

Související články
MM Podcast: Glosa - Když se země otřásají v základech

Krize vyvolaná pandemií koronaviru v řadě oborů působí jako urychlovač trendů patrných před jejím vypuknutím. Mnoho odvětví si prochází zásadní strukturální transformací, ale část z nich – které se stát snaží podpůrnými prostředky za každou cenu stále držet nad vodou, zanikne. 

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vývoj UHT nástrojů
v plném proudu krizi navzdory

Hlavním motivem založení VaV centra Rotana byla připravenost na nové trendy v automobilovém a leteckém průmyslu a výroba vlastních produktů s vysokou přidanou hodnotou – konkrétně ultratvrdých (UHT) nástrojů pro speciální aplikace. Centrum je vybaveno nejmodernějšími technologiemi a stále se rozrůstá. Na kontě má několik úspěšně zakončených projektů v podobě prototypových nástrojů a užitných vzorů. O tom, na jakých projektech v centru pracují nyní a jaké mají plány do budoucna, jsme si povídali se třemi hlavními osobnostmi celého projektu vývoje a výroby UHT nástrojů.

Odměřovací pravítka, lanovka a Ferrari

Odměřovací pravítko je jednou z klíčových komponent obráběcího stroje. Zpravidla je ukryto hluboko uvnitř stroje a většina uživatelů obráběcích strojů jej nikdy na vlastní oči neviděla. Přesto jsou na ně kladeny velmi vysoké nároky. Musejí pracovat spolehlivě po dobu mnoha let, zaručovat očekávanou přesnost a rozlišení, a musejí být odolná proti znečištění, pronikání kapalin, prachu i třískám a proti spoustě dalších faktorů. A kdyby se náhodou něco pokazilo, musejí být snadno vyměnitelná.

Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se věnujeme mimo jiné tématu obráběcích strojů. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.
Čas jsou peníze. Každá minuta prostoje výrobního zařízení je nežádoucí, proto se dnes vedle vysoké produktivity u strojů očekává také jejich vysoká spolehlivost.

Stroje v pohybu – Sledování zásilek na dálku

Takzvaný internet věcí (IoT) nabízí mnoho možností. Základem této technologie je bezdrátová komunikace velkého počtu autonomních zařízení prostřednictvím datových sítí, jež jsou navrženy tak, aby datový přenos spotřeboval co nejméně energie. Toho využívají i moderní sledovací jednotky (lokátory), které mohou díky energetické úspornosti pracovat i několik let bez dobíjení baterií.

Fórum výrobních průmyslníků

Jakým způsobem se po 15 měsících od vypuknutí pandemie koronaviru tento stav projevuje ve vaší společnosti – jak z pohledu objemu zakázek, jejich realizace a ekonomiky jako takové (např. vlivem navýšení cen vstupních materiálů, nedostatku některých komponent)? Dokážete predikovat, jak se bude situace ve vaší komoditě vyvíjet ve druhé polovině roku, na čem bude záviset?

Fórum děkanů strojních fakult

Jak současná doba ovlivňuje realizaci smluvního výzkumu na již hotových projektech, resp. při akvizici nových? Zaznamenáváte aktuálně pokles zájmu firem o spolupráci?

Semináře nově s high-tech technologiemi

Školicí a tréninkové centrum společnosti Ceratizit ve Velkém Meziříčí prošlo v loňském roce rozsáhlou modernizací. Nové Technické centrum i technologie v něm bohužel kvůli pandemii covid-19 nemělo možnost navštívit mnoho zákazníků. Všichni pevně věříme, že se to brzy změní. Než se tomu tak stane, požádali jsme Jana Gryče, technického ředitele společnosti Ceratizit, aby nám představil, co je v centru nového a na co se mohou zákazníci těšit. Při té příležitosti jsme oslovili také Pavla Němečka, obchodně-technického zástupce společnosti Hermle, aby pohovořil o pětiosém stroji C 32 U, které je v centru nové.

Švédové jsou féroví a přímí obchodníci

Celosvětová pandemie covid-19 mění světa vytváří nové příležitosti a výzvy pro exportně orientované firmy. Zahraniční kanceláře CzechTrade registrují příležitosti v daných destinacích a vytvářejí partnerství českým výrobním společnostem a jsou jim nápomocni při vstupu na trh a upevnění jejich pozice.

Digitalizace: klíč k úspěchu

Již od roku 1919 zkoumá, vyvíjí a vyrábí zabezpečovací techniku společnost EVVA - rodinná firma se sídlem ve Vídni. To, že se nyní, přibližně o 100 let později, stala průkopníkem propojené výroby, je zásluhou její jasné strategie s důrazem na digitalizaci. Důležitým milníkem nové výrobní filozofie společnosti EVVA je soustružnické a frézovací centrum Hyperturn 65 Powermill v kombinaci se síťovým řídicím rozhraním Emconnect. S flexibilním výrobním systémem od společnosti Emco lze nyní kompletně automatizovat obrábění mosazných dílů v kusové výrobě i výrobě středních sérií.

MSV ve znamení obrábění

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro meku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, kromě lidí z dalších oborů, setkají i výrobci vynikajících obráběcích strojů. Proto jsme se na postřehy a názory tentokrát zeptali Petra Odehnala z obchodního oddělení společnosti Pilart stroje.

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