Metalworking World 1/2010

Komentáře

Transkript

Metalworking World 1/2010
život moderního kovboje
Život o něco
zelenější
1/10
časopis pro obchod a technologii od společnosti sandvik coromant
Jevgenij Sergejevič
Zyrjanov, vedoucí
laboratoře obrábění
ve firmě Seversky
Tube Works
Jaderná energetika
přináší nové příležitosti
japonští mistři
leteckého PRŮMYSLU
Velké investice
–– dvojnásobná výroba
a stačila k němu
malá součástka...
Brilantní
řešení
Úvodník
Tom erixon, Prezident společnosti Sandvik Coromant
Změna,
specializace
a vytrvalost
pokud má firma prosperovat, musí k nim navíc
přidat vytrvalost. Denně se před námi objevují
nové náročné úkoly – při obrábění nových
materiálů, při hledání specifických řešení i
optimálních výkonů. S úspěšným řešením
takových úkolů přichází pokrok, a mým cílem
je v pozici nového prezidenta firmy Sandvik
Coromant k němu přispět.
Výroba v leteckém průmyslu je dnes
vystavena vysokým nárokům, ať se již jedná o
nové materiály či vysoký stupeň specializace.
„S úspěšným
řešením takových
úkolů přichází
pokrok.”
Japonská firma Mitsubishi Heavy Industries
se musela k těmto požadavkům postavit
čelem, když se rozhodla vyrábět spalovací
komory pro letecké turbomotory z těžkoobrobitelného materiálu Waspaloy. Sandvik
Coromant s firmou spolupracoval při hledání
optimálního řešení. Dnes, po šesti letech od
prvních testů, linka stojí a pracuje na plný
výkon. Celý příběh najdete na straně 6.
Podobné změny jsou vidět všude – v
automobilovém průmyslu, v energetickém
průmyslu, v ropném a plynárenském
průmyslu, a dokonce i ve výrobě lékařské
techniky. Německá firma Mayer Feintechnik
to zná z první ruky, protože při výrobě
lékařské techniky menší než nejvyšší nároky
na kvalitu neexistují. Přestože firma musela
čelit velkému tlaku zákazníků na snižování
2 metalworking world
cen, rozhodla se k velkým investicím do
obráběcího stroje a zároveň požádala o pomoc
zástupce firmy Sandvik Coromant. O této
úspěšné spolupráci si můžete přečíst na straně
31.
Žádné průmyslové odvětví se nevyhne
změnám či specializaci. A málokterá firma se s
nimi dokáže vypořádat bez pomoci druhých.
Ve společnosti Sandvik Coromant bereme
výzvu k vytrvalosti vážně – s našimi zákazníky spolupracujeme zblízka a vytrvale,
pomáháme jim nacházet optimální způsoby
využití našich nástrojů v námi připravených
řešeních a staráme se o to, aby tato řešení
přinesla zákazníkovi co největší užitek.
Přeji vám příjemné čtení!
tom erixon
Prezident společnosti Sandvik Coromant
Nevyžádané rukopisy se nevracejí.
Materiál použitý v této publikaci lze
reprodukovat pouze se svolením. Žádosti
o svolení zasílejte tiskovému vedoucímu,
Metalworking World. Obsah úvodníku a
názory vyjádřené v Metalworking World
nemusejí nutně odrážet přesvědčení
společnosti Sandvik Coromant ani
nakladatele. Dopisy a dotazy týkající
se časopisu zasílejte laskavě na:
Metalworking World, Spoon Publishing
AB,Kungstensgatan 21B, 113 57
Stockholm, Sweden. Telefon: +46 (8)
442 96 20. E-mail: [email protected]
Distribution dotazy: Beate Tjernström,
Sandvik Coromant. Telefon: +46 (26)
26 67 35. E-mail: [email protected]
sandvik.com
Tiskne Sandvikens Tryckeri, Švédsko.
Vytištěno na papír MultiArt Matt 115
gramů a MultiArt Gss 200 gramů od
firmy Papyrus AB, certifikované podle ISO
14001 a registrované u EMAS. Coromant
Capto, CoroMill, CoroCut, CoroPlex,
CoroTurn, CoroThread, CoroDrill, CoroBore, CoroGrip, AutoTAS, GC a iLock jsou
všechny registrované obchodní značky
společnosti Sandvik Coromant.
Napište si o výtisk
Metalworking World zdarma.
Pošlete nám vaši adresu na
[email protected]
Samir Soudah
Žijeme v době rychlých změn a specializací, a
Metalworking World
je časopis pro obchod a technologii od
společnosti AB Sandvik Coromant,
811 81 Sandviken, Švédsko. Telefon:
+46 (26) 26 60 00. Metalworking
World vychází třikrát ročně v americké
a britské angličtině, češtině, čínštině,
dánštině, holandštině, finštině,
francouzštině, němčině, maďarštině,
italštině, japonštině, korejštině, polštině,
portugalštině, ruštině, španělštině,
švédštině a thajštině. Časopis se
poskytuje zdarma zákazníkům
společnosti Sandvik Coromant po celém
světě. Vydává Spoon Publishing ve
Stockholmu, Švédsko. ISSN 1652-5825.
Šéfredaktor a osoba zodpovědná
podle švédského tiskového zákona:
Pernilla Eriksson. Výkonný redaktor:
Christina Hoffmann. Redaktor vydání:
Johan Andersson. Grafická úprava: Erik
Westin. Technický redaktor: Christer
Richt. Pomocný redaktor: Valerie
Mindel Koordinátor: Beate Tjernström.
Jazykový koordinátor: Sergio Tenconi.
Překladatel: Ilona Gottwaldová.
Grafická úprava, jazykové verze:
Jessica Bladh. Příprava pro tisk:
Markus Dahlstedt.Titulní stránka - foto:
Jeremy Nicholl.
PS. 1: Světová produkce jaderné
energie se má do roku 2030 zdvojnásobit. Zda-li to něco znamená i pro vás se
dozvíte na straně 14.
PS. 2: Sandvik Coromant je jedním z
vystavovatelů ve Švédském pavilonu na
slavném Expu 2010 v Šanghaji, které se
bude konat v květnu. Přijďte nás
návštívit!
Metalworking World se vydává pro
informační účely. Informace zde
poskytnuté jsou obecného charakteru a
neměly by se chápat jako návod, nemělo
by se na ně spoléhat při rozhodování a
neměly by se používat k řešení
specifických problémů. Uživatel zachází s
informacemi na vlastní riziko a Sandvik
Coromant nezodpovídá za žádné přímé,
náhodné, související či nepřímé škody,
které by použitím informací poskytnutých
v Metalworking World mohly vzniknout.
obsah
metalworking world #1 2010
38
Mitsubishi Heavy
Industries vyrábí
spalovací komory
pro letecké
turbomotory.
Obrábění součástek draku
letadla představuje
několikanásobnou výzvu.
6
Zprávy ze světa
zpracování kovů.............4
Japonští strojaři
na cestě vzhůru..............6
Domy budoucnosti
na vodě...............................11
Jaderná energie se
vrací, silnější než dřív..14
Drobná součástka –
obrovský úspěch.........20
11
Moderní kovbojové a
zelenější etanol............26
Jak zdvojnásobit
produkci
— a rychle......................31
Strojírenské
výhledy............................36
32
26
Jaké výzvy
skrývá drak
letadla?............................38
Technologie
Skvělé, ale
komplikované
materiály
Obrábění kompozitních materiálů
se podstatně liší od obrábění
ostatních materiálů. Nyní je v
této oblasti k dispozici několik
nových řezných nástrojů a
optimalizovaných výrobních
procesů.
12
Řešení s větrem
v zádech
Rychleji
— leč přesně
Od obtíží
k účinnosti
Nové kotoučové a odvalovací
frézy, moderní vyměnitelné
břitové destičky ze slinutého
karbidu a vynikající technická
podpora jsou klíčovými
faktory na cestě k úspěchu v
oblasti větrné energie.
Okružovací frézování závitů
je důležitou operací při
výrobě kostních šroubů. Nyní
mohou výrobci obrobit kostní
šroub na jeden průchod
nástroje.
Titan je jedním z hlavních
materiálů součástek draku
letadla. Protože bezpečné
obrábění titanu nelze řešit
frontálním útokem, musí být
pro zajištění optimální
produktivity obrábění použita
jiná technika.
18
30
35
CoroMill 690,
perfektní řešení pro
obrábění titanu.
metalworking world 3
Zprávy
Tom Erixon, nový prezident firmy Sandvik Coromant:
„Letecký průmysl udává tón.”
Podle Toma Erixona, nového
prezidenta společnosti
Sandvik Coromant,
světová finanční krize ještě
neskončila. „Je třeba se
připravit na změny,” říká.
4 metalworking world
tom erixon
Věk: 49 let
Žije: v Sandvikenu ve
Švédsku
Rodina: žena a tři děti
Vzdělání a praxe:
ukončená Právnická
fakulta na Univerzitě v
Lundu, Švédsko, absolvent
MBA programu z IESE v
Barceloně ve Španělsku.
Pracoval na vedoucích
pozicích v rámci Boston
Consulting Group a v roce
2001 nastoupil k firmě
Sandvik Group.
Volný čas: Rád běhá na
lyžích, hraje golf,
poslouchá operu a je
zaníceným sběratelem vín.
samir soudah
V září, uprostřed ekonomické krize, se Tom Erixon
stal prezidentem firmy Sandvik Coromant. Erixon je
realista a domnívá se, že strojírenský průmysl se bude s
krizí ještě chvíli potýkat.
„Tato krize přišla rychleji než dřívější krize,” říká.
„Ještě stále však nedošlo k podstatné transformaci
struktur, která je běžným úkazem po každé hluboké
recesi. Domnívám se, že i v příštím roce uvidíme
další bankroty firem, ale i fúze a další strukturální
změny.”
Erixon vnímá tuto situaci z pozice firmy Sandvik
Coromant jako výzvu.
„V každé firmě, v každé společnosti lze vždy najít
prostor pro zlepšení,” říká Erixon. „A tady je třeba si
připomenout, že proto, aby se společnost mohla rozvíjet,
je nutné, aby se otevřela změnám.”
Erixon pochází z Helsingborgu v jižním Švédsku, ale
pracoval po celém světě, ve Španělsku, v USA, ve Velké
Británii a v Dánsku.
„Přestěhoval jsem se do Sandvikenu v roce 2001, kdy
jsem začal pracovat pro skupinu Sandvik Group,” říká.
„Mně i mé rodině se tu žije dobře a jsme tu spokojeni. Je
zde blízko do přírody, což máme rádi, ale také je odsud
blízko do Stockholmu, na letiště Arlanda, a odtud do
celého světa.”
Co se budoucnosti po krizi týče, Erixon vidí svět
rychlých změn a specializací.
„Pokud má firma přežít a zvítězit, musí se přizpůsobit
novým požadavkům, a my již dnes můžeme pozorovat
jejich náznaky,” říká.
Erixon zdůrazňuje dva faktory, které jsou pro oblast
obrábění naprosto zásadní.
„Za prvé, je potřeba zaměřit se na Asii,” říká.
„Výroba v asijských zemích dnes rychle roste. A nejen
výroba - i odbyt.
„Za druhé, většina strojírenských podniků se musí
připravit na práci s novými exotickými materiály, které
se těžko obrábějí,” říká. „Práce s takovými materiály je
již dnes realitou v leteckém průmyslu, v němž se stále
více užívají kompozitní materiály. Ale podobné náznaky
se objevují i v jiných odvětvích.
„Obrábění tradičních materiálů bude samozřejmě i
nadále převažovat ve většině strojírenských firem, a je
možné, že ještě dlouho. Ale až k té změně dojde – a ono
k ní dojde – je třeba být připraven.”
Erixon doufá, že firma Sandvik Coromant se v
budoucnu začne více zaměřovat na individuální
zákaznické projekty.
„Podniky se dnes začínají stále častěji úzce specializovat, a to i v jednotlivých oblastech odvětví,” říká. „A
právě tady se firmě Sandvik Coromant otevírá prostor
pro speciální druh spolupráce, která se bude zaměřovat
na jednotlivé projekty ještě více než doposud.”
Zelená výzkumu
kompozitních materiálů
Výzkum a vývoj. Podle nejnovějších ukazatelů
se v příštích několika letech užití kompozitních materiálů
ve výrobě výrazně zvýší. Firma Sandvik Tooling spolu s
personálním oddělením firmy Sandvik Coromant založily
ve Velké Británii Středisko pro výzkum a vývoj kompozitních materiálů, které má za úkol sledovat tento trend.
Cílem je shromáždit znalosti a vyvinout nová řešení pro
obrábění této třídy materiálů.
Kompozitní materiály jsou dnes pro výrobce nástrojů
ohromnou výzvou, především co se týče trvanlivosti břitu
nástroje a opakovatelnosti kvality
součástky.
„Naším cílem je reagovat na
tyto výzvy, shromažďovat znalosti,
vyvíjet nástroje a nacházet řešení,”
říká Francis Richt, manažer
projektu pro kompozitní a
technicky vyspělé materiály.
Ve středisku shromažďují
znalosti o obrobitelnosti materiálu,
které vycházejí ze znalostí výroby
Francis Richt
jednotlivých materiálů a operací
obrábění. Zaměřují se především na nepřetržitý vývoj
substrátů, povlakování a vlivů geometrie na obrábění, při
kterém drží krok s vývojem kompozitních materiálů.
„Rovněž budeme pomáhat jednotlivým výrobcům s
testy obrobitelnosti, aby se jim podařilo dosáhnout
požadované kvality i produktivity,” uzavírá Richt.
O kompozitních materiálech si můžete přečíst více na
straně 12.
Welcome machining 2.0
nové technologie.
Úroveň přesnosti simulací se
zvyšuje a virtuální obráběcí stroje
se stávají stále častější součástí
výrobního procesu. Německý
výrobce obráběcích strojů DMG,
který je průkopníkem v této oblasti,
poskytl Středisku Produktivity firmy
Sandvik Coromant v Sandvikenu ve
Švédsku jeden ze svých virtuálních
Mats Allard
strojů.
Virtuální obráběcí stroj DMG
simuluje konstrukci kinematiku a dynamiku
skutečného obráběcího stroje, ale i funkce
CNC a PLC v jediném kontinuálním virtuálním
procesu. Na virtuálním obráběcím stroji lze
bezpečně plánovat a navrhovat všechny
činnosti i procesy, ale také je i vyzkoušet a
ověřit. Ke kolizím zde nedochází a díky tomu,
že se všechny funkce z počítače nahrávají, se
zajišťuje vysoká míra bezpečnosti
při plánování i implementaci.
Zároveň se tím otevírají i nové
možnosti školení.
„Ať se již NC programy získají
pomocí programu CAM nebo se
vytvářejí přímo CNC ovladači,
umožňují nám vidět předem, jak
výrobní proces bude probíhat v
dílně,” vysvětluje Mats Allard,
ředitel pro virtuální obrábění ve
firmě Sandvik Coromant.
Simulace výrobních procesů nejsou ve
strojírenství ničím novým. „Se simulačním
softwarem pracujeme již dlouho a na naší
webové stránce naleznete 8 300 modelů
našich nástrojů,” říká Allard. „Teď je na nás,
abychom zajistili, že se modely a další
produkty jako jsou právě virtuální obráběcí
stroje dostanou k výrobcům.”
Věděli jste, že …
…je to již čtyřicet let,
co firma Sandvik
Coromant uvedla na
trh první povlakovanou břitovou destičku
ze slinutého karbidu?
Veletrhy 2010
•Die&Mould Čína, 11. – 15. května, Šanghaj
•MMTS, 17. – 19. května, Montreál, Kanada
•Farnborough Airshow 2010, 19. – 25.
července, Farnborough, Velká Británie
•IMTS 2010, 13.– 18. září, Chicago, USA
•AMB, 28. září – 2. října, Stuttgart, Německo
•TATEF, 12. – 17. října, Istanbul, Turecko
•JIMTOF2010, 28. října – 2. listopadu, Tokio,
Japonsko
Stánek firmy
Sandvik
Coromant na
IMTS 2008.
metalworking world 5
text: Carol Akiyama
foto: ken straiton
vřelá
spolupráce
NAGOYA, JAPonsko. Spalovací komory tryskových leteckých
motorů se velmi složitě obrábějí. Ale japonský výrobce Mitsubishi
Heavy Industries dokázal opakovaně zlepšit výrobní procesy. Jeho
cesta k úspěchu: plodná partnerství.
Firma Nagoya Guidance and Propulsion
Systems Works (NGPSW), Mitsubishi Heavy
Industries, leží asi hodinu jízdy od Nagoye,
města, které se nachází uprostřed japonského
průmyslového regionu. Lepší příklad firemních
tradic byste mezi korporacemi v Japonsku těžko
hledali. K upevnění firemní filozofie přispívá
každodenní polední štafeta, při níž davy
zaměstnanců povzbuzují svoje týmy. Rodinnou
atmosféru dotváří velká jídelna, kde se
zaměstnanci – od velmi dobře placených
manažerů po dělníky – scházejí k jídlu a kde si
také každý po sobě odnáší tác do kuchyně.
Yukio Kamimura, vedoucí inženýr, má na
sobě stejný modrý plášť jako všichni zaměstnanci v továrně a jen podle pásky na pravém rukávu
poznáte, že se jedná o „vyznamenaného
pracovníka“. V listopadu roku 2009 přijal
pozvání japonského císaře do Císařského paláce
v Tokiu, kde mu byla udělena Žlutá stužka za
zásluhy. Jedná se o nejvyšší státní ocenění
profesionálních zásluh jedince o rozvoj národa.
Kamimura nezískal vyznamenání za jeden
významný počin, ale za čtyřicet pět let práce
na rozvoji leteckého průmyslu v Japonsku.
„Když se před třiceti lety začaly obrábět
HRSA materiály, nikdo vlastně nevěděl, jak na
to,” vzpomíná. „Museli jsme na všechno přijít
sami.” Jeden z Kamimurových přínosů
spočíval ve vývoji technologie obrábění pístů
6 metalworking world
naše firma hraje významnou roli při rozvoji
tohoto poměrně nového průmyslového
odvětví v Japonsku,” vysvětluje viceprezident
firmy Fumiaki Tominaga.
Firma NGPSW vyvíjí, vyrábí a opravuje celou
řadu součástek plynových turbín pro letecké
motory ve spolupráci s průmyslovými
giganty, jako jsou Pratt & Whitney, RollsRoyce a General Electric. Firma se zaměřuje
především na výrobu a obrábění součástek
Keramické VBD pro
motorů ze žáruvzdorných materiálů. Vyrábějí
frézování
podávají impozantse zde všechny druhy spalovacích komor pro
ní výkon.
velké komerční motory Pratt & Whitney.
V roce 2004 uzavřela NGPSW partnerství s
podílem na riziku s firmou Rolls-Royce za
účelem konstrukce spalovacích komor pro sérii
pro letadla C1, které byly dlouhé a asymetrické v rozsahu sousousosti 0,05 milimetrů. Nová turbomotorů Trent 1000 pro letadlo Boeing
787. „Spalovací komora musí
technologie obrábění nakonec
odolat extrémním teplotám a právě
přispěla k efektivní výrobě kotoučů
to z ní dělá jednu z nejnáročnějších
oběžného kola turbíny a spalovacích
součástek motoru,” vysvětluje
komor.
Hiroyuki Yoshida, vedoucí výroby.
„Pro výrobu této části motoru je
Kamimurovo ocenění ohromilo
nezbytná vysoká úroveň znalostí
jistě i proto, že je druhým inženýrem
technologií. My jsme byli přizváni
z NGPSW v řadě za sebou, který
ke spolupráci na tomto projektu
získal řád Zlaté stužky. „Podle mého
právě díky našim více než dvacetiletím vláda dala jasně najevo, že
letecký průmysl patří mezi její
Yukio Kamimura, hlavní tým zkušenostem s výrobou lopatek
a kotoučů turbín.”
inženýr, výroba.
priority. Zároveň se potvrzuje, že
Hiroyuki Yoshida,
vedoucí výroby, si prohlíží spalovací komoru
motoru.
metalworking world 7
Tominaga. „Stáli jsme před obtížným úkolem.
A když se nám podařilo jej vyřešit, mohli jsme
s uspokojením konstatovat, že jsme schopni s
vývojem materiálů držet krok.”
Yoshida měl za úkol nalézt řešení. „Spalo-
Radostná spolupráce. Hiroyuki Yoshida, vedoucí
výroby (vlevo), a viceprezident Fumiaki Tominaga.
K výrobě spalovacích komor se používá
materiál Waspaloy, a to především díky
vynikajícím vlastnostem, jako je žáropevnost,
která je nezbytným požadavkem při výrobě
součástek motorů. Na druhou stranu však
obrábění tohoto materiálu není snadné.
„Materiály, které se používají ve výrobě
pro letecký průmysl se obrábějí stále hůře,
protože se jejich mechanické vlastnosti při
vysokých teplotách neustále zlepšují,” říká
vací komora se skládá z několika součástí, a
proto je frézování obtížné a časově náročné,”
vysvětluje. „A navíc se nástroje velmi rychle
opotřebovávají. Nejprve jsme zkusili použít
keramické břitové destičky, které jsme měli na
skladě, ale k jejich opotřebení docházelo příliš
rychle. Abychom splnili námi vytčené cíle,
potřebovali jsme lepší řešení.”
Firma NGPSW věc probrala s několika
výrobci nástrojů, ale byl to teprve Sandvik
Coromant, který přišel s vhodným řešením.
„Ostatní společnosti nám pouze nabízeli své
produkty, ale Sandvik Coromant s námi
skutečně spolupracoval. Snažil se vyladit
optimální výkon nástrojů a tak nám umožnit
dosáhnout cíle v oblasti hrubého frézování:
méně než čtyřicet hodin na cyklus,” rozvádí
dál Yasuhiro Sueyoshi, tovární inženýr, který
pracoval přímo na tomto projektu.
Seřizování frézovacích hlav v továrně číslo
pět ve městě Nagoya, Mitsubishi Heavy
Industries.
„Když se materiály HRSA začaly před
třiceti lety poprvé obrábět, nikdo
nevěděl, jak na to.”
Yukio Kamimura, hlavní inženýr
technické informace
„Je to zásadní průlom”
Výroba spalovacích
došlo k opravdovému
komor pro tryskové
průlomu.”
motory ze žáropevného
Materiál Waspaloy je
materiálu Waspaloy,
zapotřebí frézovat velkou
která probíhá ve firmě
rychlostí a všechny
Nagoya Guidance and
dosavadní typy
Propulsion Systems
keramických vyměnitelWorks (NGPSW), je
ných břitových destiček
složitým procesem,
HRSA nevydržely déle
skládajícím se z celé řady
než minutu – tato
frézování, při němž se
Toshikazu Kawamukai, trvanlivost nástroje ani
manažer pro japonský
odebírá velké množství
zdaleka neodpovídala
letecký průmysl SDC
materiálu. „Spolu s
výrobním požadavkům
firmy Sandvik
NGPSW experimentujeMHI. Nová keramická
Coromant.
me s keramickými
břitová destička SiAlON
nástroji již asi sedm let,” říká
CC6060 vydržela tři minuty. „Tato
Toshikazu Kawamukai, manažer pro
VBD je vysoce odolná proti
japonský letecký průmysl SDC ve
opotřebení ve tvaru vrubu a
firmě Sandvik Coromant, „ale teprve s
umožňuje velkou hloubku řezu,”
keramickou kruhovou VBD CC6060
vysvětluje Kawamukai. Schopnost
8 metalworking world
CC6060 podávat předvídatelný výkon
při vyšší rychlosti úběru materiálu a
při delších plynulých řezech se z ní
stává ideální nástroj pro obrábění
materiálu Waspaloy a další tvrdých
materiálů.”
„Firma NGPSW bude spolupracovat
s firmou Sandvik Coromant na testech
chladicího systému CoroTurn HP pro
obrábění série motorů Trent XWB,“
říká Kawamukai. „Díky správnému
nasměrování chladiva do řezu pod
vysokým tlakem přispívá CoroTurn HP
k prodloužení trvanlivosti břitu
nástroje, usnadňuje utváření a odvod
třísky, a zajišťuje bezpečnější a
plynulejší obrábění,” říká. „V současné
době pracujeme na vývoji řešení,
které by zajistilo co nejlepší využití
tohoto nástroje.”
1.Řezné podmínky Coro Mill 210
při výrobě pláště NGPSW:
vc=20–25 m/min, ap=0,7 mm,
fz=0,5 mm/zub.
2. Data týkající se CoroTurn SL70
používané pro hrubé soustružení
pomocí keramických VBD:
Toto řešení je vhodné zejména
pro výrobu součástek
tryskových motorů, jako jsou
kotouče a pláště, a zajišťuje
bezpečnost a produktivitu
obrábění.
3. Informace týkající se keramických VBD: Současné řezné
podmínky: vc=800 m/min,
ap=1,5 mm, fz=0,08 mm/zub.
Tyto řezné nástroje byly vyvinuty
především pro výrobu součástek
pro plášť.
Obrábění spalovací
komory ze žáropevného
materiálu Waspaloy.
Vedoucí inženýr Yasuhiro
Motoyama (vpravo) a asistent
vedoucího inženýra Kazuyuki
Kumazawa u spalovací
komory.
Yoshie Narita je zástupcem společnosti
Sanwa Seiki, která je distributorem výrobků
firmy Sandvik Coromant, a byl to on, kdo
dohlížel na implementaci řešení od samého
počátku. Do firmy NGPSW i do Střediska
Produktivity firmy Sandvik Coromant jezdil
téměř denně a sledoval celý proces.
„Cesta k dobrým výsledkům není nikdy
snadná,” říká Yoshida a vzpomíná, že od
prvních testů, které se prováděly v roce 2001
po zavedení produktu do výrobní linky v roce
2007 to trvalo téměř šest let. „Ale všichni z
firmy Sandvik Coromant i jejího distributora
rychle reagovali na naše otázky a poskytovali
nám veškerý nutný servis.” Narita dodává:
„Celý proces trval dlouho, ale když jsme
konečně dosáhli vytčeného cíle, celý tým se
cítil jako vítěz.”
Přestože hrál Úspěch v obrábění spalovací
komory Trent 1000 ve vztahu mezi NGPSW a
firmou Sandvik Coromant naprosto zásadní
roli, nejednalo se o jejich první spolupráci.
Společnosti spolupracují již více než dvacet let.
„Když se nám s klientem podaří nalézt správné
technické řešení, vytvoří se mezi společnostmi
silná vazba,” říká Noriyuki Matsumoto,
vedoucí pobočky Sandvik Coromant v Nagoya
v Japonsku. „Mohli jsme například pozvat
zaměstnance firmy NGPSW do Švédska a
ukázat jim náš vývoj keramických řezných
nástrojů i kompletní škálu výrobků.”
Firma NGPSW v současnosti pracuje na
výrobě, nové série turbomotorů značky
Rolls-Royce Trent XWB, a Sandvik Coro-
Špička. Jednou za čas běhají zaměstnanci firmy
polední štafetu kolem továrny ve městě Nagoya.
mant opět hledá vhodné řešení. Sueyoshi říká:
„Při soustružení vzniká příliš mnoho vibrací.
Spojil jsem se se zástupcem firmy Sandvik
Coromant a přišlo se na to, že jsme používali
příliš slabý nástrojový držák. V současné době
provádíme testy s CoroTurn SL 70 a nástrojovým držákem Coromant Capto a snažíme se
problém vyřešit.
„Při hrubém frézování výrobku Trent 1000
jsme používali především frézu CoroMill 210
s velkým úběrem materiálu, a to především
proto, že čelní frézování na ní probíhalo
rychle a bylo ji možné použít i k vyvrtávání
děr,” pokračuje. „V tomto případě jsme došli
až na hranice možností nástroje. Pro výrobu
nového výrobku Trent XWB je třeba dále
zlepšit řezné podmínky. O nástrojích firmy
Sandvik Coromant je známo, že jsou stabilní a
spolehlivé, ale my je používáme v náročných
podmínkách a proto potřebujeme technickou
podporu.
Yasuhiro Sueyoshi, inženýr, oddělení výroby, se
přímo podílel na projektu výroby spalovacích
komor.
„Když mám před sebou problém, který se
týká obrábění, neřeším jej sám,” vysvětluje
Sueyoshi. „Jsem schopen vymyslet nové
metody, ale nejsem schopen zaručit, že budou
metalworking world 9
Kontrola hotového okraje
trysky raketového motoru
LE-7A před dodáním.
mitsubishi heavy
industries
Firma Nagoya Guidance and Propulsion
Systems Works (NGPSW) je výrobním
podnikem v rámci skupiny Mitsubishi
Heavy Industries, japonského průmyslového gigantu s obratem 3 375,6 miliard jenů
(25,6 miliard Euro) v roce 2009. NGPSW
se podílí na výrobě leteckých motorů již od
roku 1920. Roční výroba firmy dosahuje
225,6 miliard jenů (1,7 miliard Euro).
Firma zaměstnává téměř dva tisíce
zaměstnanců. Hlavní továrna se rozkládá
na 382 000 čtverečních metrech.
”Tím, že zajišťuje veškerou technickou
podporu a pomáhá zákazníkům najít
co nejlepší způsob využití nástrojů, se
Sandvik Coromant liší od konkurence.”
Yasuhiro Sueyoshi, inženýr
keramickými destičkami pro
skutečně fungovat. Sandvik
frézování a s vysokotlakým
Coromant přijde s realistickým
chladicím systémem s cílem zlepšit
návrhem a nové řešení promýšlíme
obrábění nové série tryskových
společně. Tím, že zajišťuje veškerou
motorů Trent XWB. „Cílem týmu
technickou podporu a pomáhá
GMATT bylo posílení japonského
zákazníkům najít co nejlepší způsob
strojírenského průmyslu v oblasti
využití nástrojů, se Sandvik
výroby leteckých motorů pomocí
Coromant vyděluje z konkurence.”
technicky vyspělých postupů a to
Na základě zkušenosti s výrobou
spalovacích komor Trent 1000 byl Yoshie Narita, zástupce tak, aby byl schopen obstát a uspěl
firmy Sanwa Seiki
ve světové konkurenci,” říká
Yoshida přesvědčen, že je nutné
Yoshida. „Nové technologie, které jsme
zaměřit úsilí na výzkum obrábění materiálů
vyvinuli spolu s firmou Sandvik Coromant
HRSA a že tento výzkum musí být daleko
využijeme při výrobě motorů Trent XWB.”
rozsáhlejší než v předchozím případě. Na
Kromě spolupráce s týmem GMATT, firma
konci roku 2007 sestavil tým odborníků, tzv.
NGPSW rovněž spolupracuje na rozvoji
Global Manufacturing Technology Team
projektu s firmou Rolls-Royce u AMRC ve
(GMATT). Tato virtuální výzkumná skupina
Velké Británii. Také tohoto projektu se účastní
se skládala ze zaměstnanců NGPSW,
firma Sandvik Coromant.
zaměstnanců významných univerzit a
„Upírat úsilí tímto směrem je nezbytné,”
výrobců a dodavatelů nástrojů v Japonsku.
říká Tominaga, „protože ta nejlepší řešení
Sandvik Coromant je v této skupině jedním z
vznikají, když se poskládají jednotlivé dílky
partnerů.
dohromady a vytvoří nový celek.”
Od roku 2008 tým GMATT provedl testy s
10 metalworking world
ÚKOL
V KOSTCE
POžadavek:
Firma Nagoya Guidance and
Propulsion Systems Works (NGPSW)
chtěla zkrátit dobu frézování při
výrobě spalovacích komor tryskových
motorů Trent1000 ze žáropevného
materiálu Waspaloy.
Řešení:
Hrubování: CoroMill 210 s
keramickou vyměnitelnou břitovou
destičkou CC 6060 ubírá v krátkém
čase velké množství materiálu.
Střední obrábění: CoroMill 300 s
kruhovými VBD vykazující malé řezné
síly, snižuje opotřebení břitu a
zajišťuje vyšší rychlost posuvu.
Dokončování: CoroMill 390
zajišťuje bezpečné obrábění
nástrojem s předvídatelným
opotřebením a eliminuje vibrace,
které by mohly mít vliv na kvalitu
výrobku.
Výsledek:
Výrobní cyklus hrubého obrobení
povrchu výrobku se zkrátil z 60–70
hodin na 40, díky čemuž lze ušetřit
více než 300 hodin měsíčně.
Bleskem
text: johan andersson foto: Waterstudio.NL
Vlivný mladý
myslitel
Koen Olthuis, 39, je
zakladatelem nizozemského studia architektů
Waterstudio.NL, které se
specializuje na stavbu
plovoucích budov. V roce
2007 jej časopis Time
zařadil na stodvaadvacátou příčku v žebříčku
nejvlivnějších lidí na
světě.
Vítej, vodní světe!
Holandský architekt Koen Olthuis by nás nejraději vidět chodit – i žít – na vodě
Představte si moderní Benátky s
mrakodrapy vysokými několik
stovek metrů a se sítí obchodů,
ulic a chodníků – to vše postavené
na vodě. Přeplněná pobřežní
města, jako je New York a Hong
Kong, by tak získala novou
možnost expandovat na moře.
Taková je vize holandského
architekta Koena Olthuise.
„Díky vodě se před celou řadou
měst po celém světě otevřou nové
možnosti expanze,” říká.
Olthuisovy vize se již staly
realitou v případě asi jednoho sta
domů, které postavil přímo na vodě
či těsně u ní. Mezi jeho stavbami lze
nalézt moderní hausbóty a vodní
domy či dokonce i domy obojživelné, které dnes stojí v Nizozemí i v
zahraničí. Například zkonstruoval
takové domy, které mají schopnost
se plavit, pokud hladina vody
stoupne. Jiné, jako ten na obrázku,
stojí na březích řek a v záplavových
oblastech. Dalších tisíc je v
přípravné fázi, včetně tzv. Nové
vody, nové čtvrti města Westland v
Holandsku. V „Nové vodě“ se bude
stavět první plovoucí bytový dům.
Jako Holanďan si je Olthuis
vědom rizik, která sebou přinášejí
vody oceánu. Zhruba třetina
Nizozemí leží pod hladinou moře a
Nizozemci s ním vytrvale zápasí již
asi tisíc let. Olthuis se chce vydat
jinou cestou.
„Hrozba zvedajících se hladin
oceánů spolu s klimatickými
změnami a stále větší urbanizací
nás nutí, abychom přehodnotili náš
vztah k vodě,” vysvětluje.
Olthuis vidí využití svých staveb
především v oblastech, kde časté
bouře a záplavy způsobují rozsáhlé
škody.
„Plovoucí stavby nejsou jen
luxusní alternativou pro lidi, kteří
chtějí žít blízko vody,” říká. „Jsou
řešením reálných problémů
spojených s klimatickými
změnami.”
metalworking world 11
technologie
text: christer richt
Úkol: Zajistit správné nástroje a
procesy pro rozvíjející se oblast
obrábění kompozitních materiálů.
Řešení: Nový přístup k obrábění
- jednoúčelovými nástroji a při
použití nejnověších strategií.
Další krok v obrábění
kompozitních materiálů
Obrábění kompozitních materiálů se
zásadně liší od obrábění kovů a obrábění
jednoho kompozitního materiálu se navíc
může podstatně lišit od obrábění jiného kompozitního materiálu. Navíc, škála kompozitních materiálů je nesrovnatelná s počtem
kovů. S tím vším se musejí potýkat jak firmy,
které začínají kompozitní materiály obrábět,
tak i firmy, které již kompozitní materiály
obrábějí. Obrábění kompozitních materiálů
si žádá přehodnocení stávajících metod,
nástrojů, nastavení i seřízení stroje a v
některých případech je dokonce nutno
investovat do nových strojů a přípravků. V
zásadě každý nový kompozitní materiál, se
kterým firma začne pracovat, si žádá
specifický přístup.
Řezné podmínky při obrábění kompozitních materiálů se výrazně liší od řezných
podmínek při obrábění kovů, především
proto, že břit nevytváří třísky střihem, jako je
tomu v případě většiny kovů. Břit kompozitní materiál odlamuje - často odřezává
epoxidovou pryskyřici a zároveň láme či
řeže vlákna.
Hlavním pravidlem při obrábění
kompozitních materiálů je použití velmi
ostrých břitových destiček, které se
vyznačují adekvátní vůlí, zajišťují čistý řez a
minimalizují možnost tření nástroje o
obrobek. Opotřebení nástroje je třeba omezit
na minimum, protože už ty nejmenší změny
geometrie břitu mohou rychle vést ke
zvýšení teplot v oblasti řezu a k jeho
12 metalworking world
Pro obrábění kompozitních materiálů v úzkých
tolerancích a s vysokými požadavky na kvalitu
povrchu je určena čelní fréza CoroMill 590,
vybavená VBD povlakovanými PKD. Pracuje při
vysokých řezných podmínkách a při suchém
obrábění dochází k minimálnímu štěpení vláken
– je ideální volbou, pokud se zajistí odsávání
vznikajícího prachu (viz obrázek).
vylomení, což může ovlivnit celkovou
úroveň kvality výroby.
Tam, kde je nutné přizpůsobit geometrii
nástrojů různým vlastnostem kompozitního
materiálu, je nutné zajistit, aby byl řez
nástroje hladký a házení nástroje se omezilo
na minimum.
Aby se dosáhlo požadovaného výkonu,
bezpečnosti obrábění a dobrých výsledků je
třeba podle typu kompozitních materiálů
také přizpůsobit a optimalizovat jednotlivé
procesy obrábění. Ekonomické výpočty by
měly ukázat, která řešení budou nejvhodnější v situaci, kdy sice záleží na rychlosti úběru
materiálu, ale kdy rychlost úběru materiálu
není nejdůležitějším faktorem.
Při obrábění kompozitních materiálů
ovlivňuje produktivitu výroby spíše zajištění
kvality povrchu děr a jejich konců při
odpovídajících nákladech na vyvrtání díry a
na metr obrobeného povrchu. Pokud lze
požadované kvality povrchu obrobku
dosáhnout při jedné operaci, zkrátí se či
úplně odpadá další obrábění, čímž se
přispívá k prodloužení trvanlivosti břitu
nástroje i omezení nucených odstávek stroje.
Oblast obrábění kompozitních materiálů
se neustále vyvíjí, a proto by se měly k
obrábění jednotlivých typů kompozitních
materiálů zásadně používat speciální řezné
nástroje. Dále je nezbytné správně stanovit
pracovní parametry pro danou operaci a
zajistit správné upnutí nástroje.
Vrtání, jeden z hlavních způsobů obrábění
kompozitních materiálů, patří mezi
nejobtížnější operace, protože materiál se
může odštěpit či dokonce rozštěpit na
jednotlivé vrstvy (dochází k tzv. delaminaci)
při vstupu a výstupu nástroje do a z díry. Aby
se dosáhlo dobré kvality povrchu, je třeba
zajistit vhodné řezné podmínky pro obrábění
vrstev vláken i matrice. Kompozitní
materiály se vyznačují stále lepší odolností
proti nárazu i vysokým teplotám, a proto se i
Pro srážení hran a frézování v
materiálech s vysokým obsahem
vláken nabízí čelní fréza CoroMill
390 s VBD s připájeným roubíkem
PKD či PKD povlakovaná VBD vysoce
účinné řešení. Břitové destičky ze
slinutého karbidu a VBD povlakované
PKD či monolitní nástroje ze
slinutého karbidu zajistí vysokou
kvalitu povrchu při srážení hran a
frézování součástek.
jejich obrábění musí neustále vyvíjet.
Nástroje povlakované speciálně upraveným polykrystalickým diamantem (PKD) či
nástroje s připájeným roubíkem PKD mají
nejlepší trvanlivost, protože diamant odolává
opotřebení i při obrábění uhlíkových vláken
a vrstvených materiálů, včetně titanových.
Požadavky na kvalitu při čelním frézování
kompozitních materiálů, ale i při obrábění
hran a odřezávání, jsou vysoké a žádají si
inovativní přístup, jako je například použití
vhodných VBD a monolitních nástrojů ze
slinutého karbidu povlakovaných diamantem.
Speciálně navržené nástroje povlakované
PKD (polykrystalickým diamantem) lze
použít pro většinu operací frézování. Nástroje
s napovlakovaným PKD a pájeným PKD jsou
vybaveny utvařeči různých tvarů, a proto je
lze použít při různých aplikacích. Mezi
zlepšení patří lepší kvalita povrchu obrobku,
kterou lze zajistit tím, že se geometrie břitu
jednotlivých nástrojů využije tím nejlepším
způsobem. Zlepšení kvality lze rovněž
dosáhnout odvodem vzniklého prachu, čímž
lze omezit štěpení a třepení materiálu.
cd 854
Kompozitní
materiály
Kompozitní materiál vzniká spojením dvou
materiálů různých vlastností v jeden materiál
určitých požadovaných vlastností.
Vlákna, vláknové krystaly, částice či
splétané materiály se rozptýlí do matrice,
čímž získají tuhost a pevnost. Strukturované
kompozitní materiály se skládají z laminovaných či sendvičových vrstev. Laminované
kompozitní materiály tvoří jednotlivé vrstvy
pevně spojené tak, že se v každé vrstvě mění
směr pevnosti.
Materiály hlavní matrice jsou organické,
například kov či keramika, a mohou být
vyztužené dlouhými či krátkými karbidovými
částicemi či jiným neorganickým materiálem.
Plastové kompozitní materiály vyztužené
uhlíkovým, aramidovým či uklíkovo-aramidovým vláknem se dnes běžně používají pro
výrobu plášťů letadel. Vlákna jsou spojena v
matrici, například z epoxidové pryskyřice.
Možnosti využití kompozitních materiálů rychle
rostou, a spolu s tím se rozvíjí i výroba nových
řezných materiálů.
Řešení pro obrábění kompozitních materiálů
se liší podle jednotlivých aplikací. Řešením
může být například jeden z vrtáků CoroDrill,
který se přizpůsobí materiálu a druhu
obrábění. S ohledem na materiál různých
součástek byly vyvinuty tři geometrie břitu,
včetně všestranného vrtáku CoroDrill 855,
díky nimž se optimalizuje proces obrábění a
zajistí se kvalitní vrtání děr, jež odpovídá
těm nejvyšším požadavkům.
Vrták CoroDrill 856 byl navržen tak, aby
se při vrtání otvorů zamezilo na jejich
koncích delaminačnímu efektu, především v
kompozitních materiálech s vysokým
obsahem pryskyřice. Vrtání materiálů s
vysokým obsahem vlákna si však žádá
geometrii, která je schopna zamezit štěpení,
například nový vrták CoroDrill 854, jehož
geometrie se podobá vrtákům, které se
používají pro obrábění hliníku.
cd 855
cd 856
Shrnutí
Vedle vývoje řezných nástrojů, které zlepší
výkon při obrábění kompozitních materiálů
se firma Sandvik Coromant zaměřuje také
na vývoj optimálních pracovních procesů
pro tuto oblast.
Výkon při obrábění kompozitních
materiálů dokáže zvýšit nová nabídka
vrtáků a fréz. Vrtáky ze slinutého karbidu
povlakované diamantem nebo PKD jsou
vhodné pro celou řadu aplikací. K dnešku
bylo navrženo několik nových geometrií
vrtáků, především pro vrtání vysoce
kvalitních děr do různých materiálů
vyztužených uhlíkovým vláknem (tzv. materiály CFRP). Čelní a kotoučové frézy se
speciálně vyvinutým břitovými destičkami
s PKD přinášejí při frézování, srážení hran
a ořezávání součástek z kompozitních
materiálů celou řadu nových výhod. Jak
standardní tak i speciálně navržené
produkty jsou řešením nejen pro
současnost, ale i pro budoucnost vrtání a
frézování kompozitních materiálů.
metalworking world 13
getty images
text: paul redstone
zpátky do
budoucnosti
energetika. Jaderná energetika, v nedávné minulosti tak
často proklínaná a zatracovaná, se vrací. Strojírenské podniky se
snaží naskočit do rozjetého vlaku a pečlivě se připravují na
budoucí vysoké nároky tohoto rychle se rozvíjejícího
průmyslového odvětví, a to především v oblasti obrábění
těžkoobrobitelných materiálů.
14 metalworking world
getty images
Rostoucí tlaky na snižování
emisí CO2 spolu se zvyšující
se poptávkou po elektrické
energii přispívají k renesanci
jaderného průmyslu.
Ještě před nedávnem se pohlíželo na jadernou
energetiku skrz prsty a trpně se očekával její konec. Podle
nových odhadů by se však poptávka po jaderné energii
měla do roku 2030 zvýšit o čtyřicet čtyři procent. A
protože i nadále roste tlak na snižování emisí CO2,
budoucnost jaderného průmyslu vypadá podstatně
růžověji. „Jaderná renesance” je slovní spojení, které dnes
slýcháme stále častěji. Strojírenské podniky, které vyrábějí
součástky pro toto průmyslové odvětví, zaznamenávají
větší poptávku. A pokud je optimistická předpověď
správná, zásadně ovlivní vývoj strojírenského průmyslu.
Na špičce ve stavbě nových jaderných elektráren je
Čína, která počítá se stavbou třiceti pěti nových jaderných
reaktorů, a do roku 2030 by jich mělo být devadesát. Za
ní následuje Indie, která má v plánu postavit dvacet tři
nových jaderných reaktorů a do budoucna se počítá s
dalšími patnácti. Ale tento trend zasáhl i Evropu, která v
současné době získává třicet čtyři procent veškeré energie
z jaderných zdrojů, což je dvakrát více než světový
průměr. Expanzi v Evropě vévodí Velká Británie, jejíž
vláda nedávno odsouhlasila výstavbu deseti nových
jaderných elektráren. V současné době stojí ve Velké
Británii deset jaderných elektráren, takže se jedná o
podstatné navýšení v rámci celého odvětví. Čtyři nové
elektrárny jsou již v přípravné fázi.
John McNamara, vedoucí mluvčí britské Asociace
jaderného průmyslu (Nuclear Industry Association),
říká, že toto rozhodnutí povede k oživení i jiných
průmyslových odvětví v zemi, včetně strojírenského
průmyslu. „Británie postaví první flotilu nových
jaderných elektráren jako první v Evropě,” říká. „To
znamená, že v příštích deseti letech se bude masivně
stavět – půjde o druhý největší britský stavební projekt
vedle stavebních pracích spojených s olympijskými
hrami v roce 2012.”
Zleva: Tore Andersson, Klas
Göran Björklund, Thomas
Åberg (Sandvik Coromant) a
Jan Boström.
„Nesmíte udělat chybu”
Vysoce přesné obrábění je na pořádku dne
ve švédské firmě GenerPro, která je součástí
skupiny Leax Group. Firma je jedním z
hlavních dodavatelů velkých generátorů a
turbín pro energetický průmysl. Při
nedávném projektu, v jehož rámci se vyráběl
rotor generátoru pro jadernou elektrárnu
TVO ve Finsku pro subdodavatele, firmu
Alstom, se osvědčila spolupráce se
společností Sandvik Coromant.
Tore Andersson, inženýr ve firmě
GenerPro, říká: „Při práci na tomto rotoru
jsme museli vrtat díry do hloubky 5,3 metrů
skrz rotor. Dosud jsme vrtali díry pouze do
hloubky 3,7 metrů. Úspěšně se nám
podařilo vyvrtat čtyři díry do dvou rotorů.
Povolená odchylka přímosti mezi dvěma
konci díry byla až čtyři milimetry, ale my
jsme se vešli do 2,5 milimetru, což je
vynikající výsledek.”
Jedním z problémů při obrábění byla
velikost rotoru. „Při vrtání hlubokých děr by
se za běžných podmínek součástka otáčela,
aby se zajistila co nejlepší rovnost stěn
díry,” vysvětluje Andersson. „Při obrábění
rotačně nesymetrického otvoru v takhle
velké součástce to však není možné, a díru
je nutné vrtat pod úhlem, který klade na
celé vrtání nesmírně vysoké nároky.
Nesmíte udělat chybu; součástka váží
osmdesát tun a její cena je vysoká.”
Při této zakázce vycházelo řešení ze
systému pro vrtání hlubokých děr s vrtákem
CoroDrill 800 od společnosti Sandvik
Coromant. „Tím novým,” říká Andersson,
„byla speciální jednoúčelová hlava vrtáku s
několika vodicími lištami navíc. Díky této
úpravě, ale také díky nepřetržité technické
podpoře se nám podařilo dosáhnout
takového úspěchu.”
metalworking world 15
johnér
getty images
V roce 2008 se jaderná energetika
podílela na celosvětové produkci
elektřiny čtrnácti procenty. Na tuto
hranici klesla ze šestnácti až
sedmnácti procent z celkové
produkce, jež byly běžné posledních
dvacet let až do roku 2005. Ale
předpovědi jsou slibné. Podle
odhadu z roku 2008 se podíl jaderné
energetiky na celkové výrobě
elektrické energie má zvýšit o
dvacet sedm až sto procent do roku
2030.
Zdroj: Mezinárodní agentura pro atomovu
energii (International Atomic Energy Agency)
– Energy, Electricity and Nuclear Power
Estimates for the Period to 2030
16 metalworking world
technické rozhledy
Začne se stavět rychle a na několika místech,
vysvětluje McNamara, „protože životnost několika
elektráren v zemi se chýlí ke konci.“ „V průběhu deseti
až patnácti let Británie přijde o třetinu své dosavadní
produkce elektřiny,” dodává. „Poptávka se zvyšuje
zhruba o dvě procenta ročně a nová výstavba je
nezbytně nutná především proto, aby se zamezilo
energetickému propadu. První nová jaderná elektrárna
bude uvedena do provozu v roce 2017, a podle
současného záměru by se poté měly každých osmnáct
měsíců uvádět do provozu další.”
Nyní je třeba se zaměřit na vybudování efektivního
dodavatelského řetězce, říká McNamara. „V současné
„Bez jaderné energetiky
můžete zapomenout na
snižování emisí.”
John McNamara, hlavní mluvčí Britské agentury pro jadernou energetiku.
Jak na jádro
Kromě technologií pro vrtání hlubokých děr
do hřídelí generátorů nabízí Sandvik
Coromant nástroje pro celou řadu dalších
aplikací pro jaderný průmysl.
Při výrobě hřídelí a kotoučů turbín se
osvědčily modulární nástrojové systémy
Coromant Capto a CoroTurn SL spolu s
držákem s tlumičem pro dlouhé vyložení a
tzv. “hockey stick,” drážkovacími nástroji
ve tvaru hokejky, a vyřešily celou řadu
výrobních problémů. Vyvrtávací systém
CoroBore lze využít při obrábění velkých
pouzder.
V oblasti výroby lopatek zaujala výrobce
nová fréza s vyměnitelnou hlavou CoroMill
316. Vhodným a účinným řešením pro
hrubování je zase fréza s kruhovými
břitovými destičkami CoroMill 300.
Per Forssell, vedoucí programu pro
energetický průmysl ve firmě Sandvik
Coromant, říká: „Pečlivě sledujeme vývoj
nových vyspělejších vysokolegovaných
materiálů. Toto úsilí vedlo k vývoji
vysokotlakého chladicího systému CoroTurn
HP, který zlepšuje odvod třísek a pozitivně
ovlivňuje produktivitu práce. Naši technici
mají rozsáhlé zkušenosti a znalosti obrábění
pro různá průmyslová odvětví a vytrvale
pomáhají našim zákazníkům dosahovat
vytčených cílů.”
Modulární nástrojový
držák CoroTurn SL.
Fréza s vyměnitelnou
hlavou CoroMill 316 je
vhodná pro obrábění
lopatek turbín.
době chybí jak výrobci, tak i kvalifikovaná pracovní
síla. Není divu, od počátku devadesátých let se v této
oblasti nestavělo nic nového. Po firmách, které se
specializují na aplikace pro jaderný průmysl, bude velká
poptávka,” říká. „Firmy, které kdysi pracovaly pro
jaderný průmysl, mají důvod se k této výrobě vrátit.
Navíc se zde otevírá prostor pro zcela nové firmy.
Firmy, které se zapojí co nejdříve, získají náskok i více
příležitostí podílet se na očekávaném celoevropském a
možné uspokojit současnou poptávku a zároveň
světovém rozvoji tohoto průmyslového odvětví.”
snižovat emise.”
Přestože se situace mění, jaderná energie tvoří pouze
Mezi hlavní strojírenské aplikace pro jaderné
malé procento celkové energetické produkce (více
elektrárny patří výroba turbín a generátorů. Jejich
energie se dnes například získává z obnovitelných
výroba je velice složitá a klade vysoké nároky na
zdrojů) a její podíl pravděpodobně podstatně neporoste.
přesnost, vysvětluje Per Forssell, vedoucí programu pro
Podle údajů Organizace spojených národů investice do
energetický průmysl ve firmě Sandvik Coromant.
obnovitelných zdrojů překonaly v roce 2008 investice
„Vysoká kvalita obrobeného povrchu je naprosto
do tradičních zdrojů energie, jako jsou fosilní
zásadní,” dodává. „Dnes se tyto výrobky
paliva. Největší nárůst byl zaznamenán v
vyrábějí z nových technicky vyspělých
Číně, Indii a v další rozvojových zemích.
materiálů, jako jsou žáruvzdorné superslitiny,
Nejrychleji rostoucím odvětvím energetickéa jejich obrábění je složité a náročné na čas.”
ho průmyslu jsou však stále díky snadné
Dalším specifikem a zaroveň výzvou je
dostupnosti uhlí uhelné elektrárny.
velikost produktů a vybavení. „V nových
McNamara vysvětluje, že jedním z hlavních
výkonných moderních reaktorech je všechno
důvodů, proč jaderný průmysl dostává znovu
větší,” dodává Forssell. „Hřídel rotoru
zelenou, jsou klimatické změny. Politika
elektrického generátoru se například vyrábí z
snižování emisí CO2 je stále agresivnější,
jednoho kusu kovu, a ten může vážit až
John McNamara.
osmdesát tun. Po obrábění se váha součástky
zatímco poptávka po elektrické energii neklesá,
sníží asi na šedesát tun. Když se k tomu přidá veškeré
ale naopak stoupá. Vlivem proměnlivé povahy obnovitelelektrické vybavení, jsme zpátky na osmdesáti tunách.”
ných zdrojů energie využívají větrné a slunečné elektrárZásadním předpokladem je vysoká spolehlivost,
ny pouze třicet až čtyřicet procent výrobní kapacity.
dodává Forssell. „Toto odvětví skýtá velký potenciál,”
Naopak, jaderné elektrárny jsou schopny soustavně
říká. „A zvítězí v něm jen spolehlivé podniky, které díky
pracovat na devadesát procent.
dostatečným zdrojům budou schopny uzavřít dlouhodo„Bez jaderné energetiky můžete na snižování emisí
bou spolupráci a dostát vysokým nárokům a požadavzapomenout,” říká McNamara. „Odvětví obnovitelných
kům zákazníků. Důvěra zde bude hrát zásadní roli.”
zdrojů energie sice roste, ale bez jádra dnes nebude
metalworking world 17
technologie
text: Turkka kulmala
Úkol: Jak zlepšit produktivitu výroby a zajistit efektivnost nákladů při
obrábění ozubených kol pro oblast
větrné energetiky?
Řešení: Zlepšit metody obrábění
a nahradit nástroje z rychlořezné
oceli moderními nástroji ze slinutého karbidu.
Přeřazujeme na
vyšší rychlost
Poptávka po “zelenější“ energii a znepokojení nad klimatickými změnami přispívají ke
stále většímu zájmu o větrnou energii. Oblast
větrné energetiky tvoří v dnešní obtížné
ekonomické situaci vzácnou výjimku.
Třicetiprocentní roční nárůst z posledních
několika let sice poklesl na osmnáct až
dvaadvacet procent, ale dlouhodobé
prognózy jsou příznivé.
Hlavní výzva, které odvětví větrné
energetiky v současné době čelí - a to, jak
udržet krok s poptávkou - se velmi zásadně
liší od překážek, s nimiž se dnes potýkají
jiná průmyslová odvětví, a je také podstatně
pozitivnější. V oblasti větrné energetiky se
především klade důraz na zvyšování
produktivity výroby a vyhovění přísným
požadavkům na kvalitu výroby.
Převodovka čili spojka mezi rotorem,
hlavním hřídelem a generátorem je jednou z
nejdůležitějších součástek větrné turbíny.
Typická převodovka se skládá z několika
převodů, jako jsou například ozubený věnec,
planetový převod, centrální kolo planetové
převodovky, a převod do pomala.
K tomu je třeba v případě větrných turbín
připočíst různé převody s otočnými
ozubenými věnci, což je součástka,
skládající se z ozubeného kola a ložiska,
která řídí úhel záběru listů a nastavuje
gondolu motoru podle směru větru.
18 metalworking world
Tato odvalovací fréza s
VBD zvyšuje produktivitu
výroby ozubených kol.
Hovoří-li se dnes o kvalitě výroby
převodovek, jedná se především o opakovatelnost a úzké tolerance. Převodovka je
prakticky nejnamáhanější součástkou celé
větrné turbíny, a její porucha může způsobit
vážné problémy v dodávce energie, nehledě
na vysoké náklady na opravu. Proto je nutné
vyrábět převodovky v co nejvyšší možné
kvalitě, aniž by se tyto požadavky negativně
odrazily v produktivitě výroby.
Převody v převodovce větrné turbíny se
vyrábějí ve dvoufázovém procesu: hrubování se provádí frézováním a dokončování
broušením. Jakékoli nerovnosti, které
vzniknou při frézování převodů ztěžují
závěrečné broušení.
V posledních letech vynaložili výrobci
převodových skříní velké investice do
nákupu moderních strojů. Ale nové moderní
stroje často přesahují možnosti konvenčních
nástrojů z rychlořezné oceli (HSS), jichž se
Případová studie:
Frézování ozubených kol pomocí
frézy s VBD ze slinutého karbidu
versus frézování pomocí frézy s
HSS nástroji
Odvalovací fréza s VBD ze slinutého kabridu
Planetové kolo modulu 16 Wind Power, první/druhý řez, průměr
frézy 300 mm
Řezná rychlost
Posuv na otáčku
Celkový čas cyklu frézování
140/160 m/min
1,6/3,2 mm/rev
102 minut
hhs Fréza
Planetové kolo modulu 16 Wind Power, první/druhý řez, průměr
frézy 300 mm
Řezná rychlost
Posuv na otáčku
Celkový čas cyklu frézování
50/50 m/min
1,6/3,2 mm/rev
298 minut
Výsledky mluví samy za sebe: Produktivita výroby se zvýšila o
dvě třetiny. Obrábění bylo plynulé a bezpečné, s předvídatelným
opotřebením břitů nástroje. Podle zákazníka se investice do
nové stroje více než vyplatila.
výrobci snaží využít na hranici jejich
možností. Potenciál stroje se tak málokdy
využije naplno.
Jedná se o ukázkový příklad vzájemné
provázanosti několika různých faktorů v
procesu obrábění: ke zvýšení celkového
výkonu zřídkakdy dojde pomocí jednoho
zlepšení a bez celkové optimalizace procesu.
Kromě toho, že výkonnost nástrojů HSS
není ideální, jejich použití klade poměrně
velké nároky na logistiku, manipulaci a
přeostřování, což vede ke ztrátě času a
vyšším celkovým nákladům.
Solidní řešení problémů při obrábění
převodů lze nalézt v moderním nástroji s
velkým počtem vyměnitelných břitových
destiček. Každá další VBD zvyšuje
použitelné řezné podmínky a produktivitu
výroby. Vyměnitelné břitové destičky rovněž
řeší logistický problém typický pro nástroje
HSS a umožňují větší vnitřní kontrolu
produktivity výroby.
V letech 2010 a 2011 firma Sandvik
Coromant uvede na trh nové výrobky, jako
například kotoučové frézy a odvalovací
frézy, které vnesou do obrábění, jemuž dosud
vévodily konvenční nástroje HSS, výhody
technicky vyspělých VBD ze slinutého
karbidu.
Přestože moderní VBD ze slinutého
karbidu přinesou v oblasti frézování
převodových skříní jednoznačné zlepšení,
výběr těch správných nástrojů, VBD a tříd
však není pouze otázkou výběru z nejlákavějšího katalogu.
Rozumnější nepochybně bude vyhledat
obchodního partnera, který má vynikající
znalosti celé řady aplikací a dokáže správně
porozumět jak problémům, tak i požadavkům a cílům zákazníka.
V ideálním případě by měl dodavatel
nástrojů být schopen najít pro obrábění
specifických součástek větrných turbín
celkové řešení. Měl by najít vhodné
nástroje a VBD, ale také metody, a navíc
zajistit plnou podporu zkušených odborníků.
Jak se ukázalo na příkladu zlepšení
produktivity výroby (viz rámeček),
přispívají taková řešení k podstatnému
zvýšení výroby.
shrnutí
Sílící poptávka po větrné energii s sebou
přináší vyšší nároky na produktivitu výroby i
vysokou kvalitu výrobků. Není divu, že právě
na ně se zaměřuje pozornost všech výrobců
pro odvětví větrné energetiky. Nové
kotoučové a odvalovací frézy, moderní VBD
ze slinutého karbidu a komplexní podpora
zkušených odborníků jsou efektivním
řešením problémů spojených s výrobou
součástek převodů.
metalworking world 19
zblízka
text: Nick Holdsworth
foto: jeremy nicholl
Malá
součástka
ve velké roli
POLEVSKOJ, RUSko. Jevgenij Sergejevič Zyrjanov,
vedoucí laboratoře pro obrábění ve firmě Seversky Tube
Works, pracuje na vývoji nového spojovacího závitu , který
bude odpovídat požadavkům trhu. Někdy stačí jedna malá
břitová destička, nic víc.
Firma Seversky Tube Works, která se nachází na
úpatí zalesněných kopců Uralu poblíž Jekatěrinburgu, je
největší ruskou továrnou, která vyrábí ocelové potrubí.
Je součástí společnosti Pipe Metallurgical Company
(TMK), jednoho z hlavních výrobců potrubí na světě. K
tomu, aby se firma udržela na špici, však nestačí jen
získávat obrovské zakázky. Znamená to dodávat
zákazníkům potrubí té nejvyšší kvality.
To dobře ví Jevgenij Sergejevič Zyrjanov, vedoucí
laboratoře obrábění firmy Seversky Tube Works.
Zyrjanov je patřičně hrdý na malý řezný nástroj ze slinutého karbidu, který zkonstruoval společně s inženýry od
firmy Sandvik Coromant pro výrobu supertěsného
závitu, který se řeže do plynového potrubí.
Tato drobná součástka – ne o mnoho větší než mince
a o váze méně než dvacet gramů – hraje významnou roli
v ropném a plynárenském průmyslu.
břitová destička – která je vybavena třemi
břity - zuby a speciální geometrií k usnadnění odvodu
třísek – se používá pro řezání závitů v trubkách z
vysokolegovaných ocelí odolných proti extrémně nízkým
Speciální
20 metalworking world
teplotám, které se používají k těžbě plynu na Sibiři.
Tyto vysoce specializované trubky se vyznačují
vynikajícími spojovacími závity. Tyto speciální závity
zamezují úniku plynu, který se těží pod vysokým
tlakem, a zároveň zajišťují bezpečnost jeho těžby,
výroby a transportu.
Před tím, než Zyrjanov zkonstruoval nový nástroj pro
řezání těchto vysoce účinných spojovacích závitů, na
které dnes firma Seversky vlastní patent, ruský
dodavatel plynu Gazprom neměl na výběr a musel
nakupovat tyto trubky od zahraničních dodavatelů.
Dnes, díky součástce, která stojí zhruba třicet euro,
Gazprom nakupuje trubky od firmy Seversky Tube
Works, a protože nakupuje lokálně, ušetří tak na
nákladech za dopravu.
Zyrjanov hovoří o své práci uprostřed obrovské
válcovny trubek (200 metrů na 1 200 metrů). Zyrjanovova slova se utápějí v lomozu stovek ocelových trubek,
které se pohybují ve výrobních linkách.
„Neustále sledujeme, co je na trhu nového,” vysvětluje. „Existuje mnoho společností, které vyrábějí řezné
Jevgeny SergejeviČ
Zyrjanov
Věk: 48 let
Žije: Polevskoj, Sverdlovská oblast, Rusko
Rodina: žena Natálie, účetní v továrně firmy
Seversky Tube Works, a dvě dospělé dcery
– Jelena, inženýrka v oddělení výzkumu a
vývoje ve firmě Seversky, a Olga, která
studuje personalistiku na univerzitě.
Vzdělání: vysokoškolské vzdělání na
Uralské technické univerzitě v Jekatěrinburgu, obor metalurgie se zaměřením na výrobu
ocelových trubek.
Zájmy: rybaření.
metalworking world 21
Ještě horké, do běla
rozpálené trubky ve
výrobní lince.
Firma Seversky Tube
Works se chystá
pracovat z novými
vyššími třídami ocelí
s vyšším obsahem
chrómu.
22 metalworking world
Seversky Tube Works
Firma Seversky Tube Works je nejvýznamnějším ruským
výrobcem trubek ze za tepla válcované a elektricky svařované
oceli. Firma vyrábí více než sedm set tisíc válcových a
profilovaných ocelových trubek ročně. Její výrobní závody se
nacházejí ve městě Polevskoj ve Sverdlovské oblasti, jejíž
strojírenský průmysl se těší dlouhé tradici.
Mezi hlavní odběratele za tepla válcovaných trubek firmy
Seversky patří hlavní ruské ropné a plynárenské společnosti
jako je Gazprom, Lukoil a TNK BP, ale i další zákazníci po celém
světě. Pro ropný a plynárenský průmysl vyrábí firma Seversky
Tube Works ročně asi tři sta třicet tři tisíc tun ocelových trubek
o průměru od 168 milimetrů do 325 milimetrů. Vedle toho
firma vyrábí ročně asi čtyři sta čtrnáct tisíc tun trubek
svařovaných elektrickým obloukem pro automobilový průmysl
a stavebnictví, a také potrubí o průměrech od deseti do pěti set
třiceti milimetrů.
metalworking world 23
Evgenij Sergejevič
Zyrjanov hovoří s
Viktorem Berezovem,
hlavním mistrem ve
válcovně trubek.
„V naší práci hraje hlavní roli
kvalita a cena. Sandvik Coromant
je výborným partnerem, protože
nabízí obojí.”
Michail Zujev, výkonný ředitel
nástroje, a my jejich výrobky neustále testujeme. S
firmou Sandvik Coromant spolupracujeme již jedenáct
let a mohu říci, že v kvalitě a spolehlivosti výrobků
předčí ostatní. Nástroje mají dobrou trvanlivost a jsou
všestranné. A samozřejmě musím dodat, že je pro nás
důležitá skutečnost, že společnost má v Rusku zastoupení.”
Vladimir Lešukov, oblastní zástupce firmy Sandvik
Coromant v Jekatěrinburgu se Zyrjanovem spolupracoval na technických detailech, na které se při výrobě
specializované břitové destičky bylo potřeba zaměřit.
24 metalworking world
Zároveň o projektu diskutoval s inženýry a konstruktéry
v sídle firmy Sandvik Coromant ve Švédsku, s nimiž se
nástroj dolaďoval ke spokojenosti všech.
„Továrnu firmy Seversky navštěvuji obvykle dvakrát
až třikrát do měsíce. Zde probíráme, jaké břitové
destičky bude továrna potřebovat, a já se jim snažím
nabízet informace a pomáhat v oblasti jak technologií,
tak i výroby,” vysvětluje Lešukov.
byla založena v roce
1739 a rostla s městem i s místním strojírenským
průmyslem. I dnes pochází mnozí z osmi tisíc zaměstnanců firmy Seversky z rodin, kteří v její továrně pracují
po generace.
Zyrjanov není výjimkou. Jeho otec, dědeček a
pradědeček pracovali ve stejném závodě firmy Seversky, a on sám zde pracuje již dvacet pět let, od dokončení studia na jekatěrinburské Uralské technické univerzitě. Jeho žena Natálie v továrně pracuje jako účetní a
jedna z jeho dcer, Jelena, pracuje jako inženýrka v
oddělení výzkumu a vývoje.
Firma Seversky TubE WORKS
technologie
Klíč k úspěchu
Válcování trubky.
Zyrjanov se rád zabývá řešením složitých technických
problémů. „Začínáme pracovat s novými třídami ocelí s
vyšším obsahem chrómu,” říká. „Tato inovace klade
nové požadavky na kvalitu vhodných řezných nástrojů.
Ropný a plynárenský průmysl se neustále rozvíjí a naším
úkolem je řešit nové úkoly, které před nás staví naši
zákazníci.”
mezi zákazníky firmy Seversky Tube Works patří
největší ruské ropné a plynárenské společnosti – Gazprom, Lukoil a TNK BP –, ale i další firmy z Evropy,
Středního východu, z Amerik a Asie. Není divu, že firma
věnuje velkou část pozornosti detailům a zákaznické
podpoře.
Firma Seversky Works nedávno modernizovala
slévárnu a do budoucna plánuje rozsáhlou modernizaci
válcovny trubek. Firma je přesvědčena o tom, že pomocí
nových technologií dosáhne kvalitativního i kvantitativního průlomu v oblasti výroby trubek pro ropný a
plynárenský průmysl a zároveň se ji podaří snížit dopad
výroby na životní prostředí.
„Kvalita a cena jsou klíčovými faktory při výběru
obchodních partnerů,” říká výkonný ředitel firmy
Seversky Michail Zujev. „A právě proto je v oblasti
řezání závitů naším partnerem firma Sandvik Coromant.”
K řezání vysoce účinných spojovacích
závitů, jež zamezují úniku plynu, do
trubek z vysocelegované oceli odolné
vůči extrémně nízkým teplotám, se v
továrně firmy Seversky Tube Works
používá trojúhelníková břitová destička.
Jedná se o destičku pro řezání závitů
4125 z rychlořezné oceli.
Drobná břitová destička velikosti
mince s délkou hrany dvacet dva
milimetrů a tloušťkou šest milimetrů má
tři řezné hrany. Váží asi dvacet gramů.
Destička byla zkonstruována pro řezání
závitů do patentovaného vysoce
těsného spoje Premium class.
Požadavky zákazníka byly vysoké.
Cílem bylo vytvořit vysoce přesný,
odolný a vysoce účinný nástroj, který
bude schopen před výměnou zajistit
konzistentní kvalitu asi dvou set
pracovních cyklů.
„Nejprve bylo třeba navrhnout
nástroj, který se bude vyznačovat
takovou geometrií břitů, která umožní
do trubek řezat vysoce přesné závity,”
říká Jevgenij Sergejevič Zyrjanov,
vedoucí laboratoře obrábění ve firmě
Seversky.
„Naším druhým úkolem bylo omezit
počet pracovních cyklů nutných k
výrobě závitů. Cílem bylo zjednodušit a
zkrátit celkový výrobní proces.” Za třetí
jsme museli přijít na to, jak upnout
břitovou destičku do držáku.
S pomocí inženýrů od firmy Sandvik
Coromant se nám podařilo všechny tři
překážky překonat.
Vladimir Lešukov, místní zástupce
firmy Sandvik Coromant v Jekatěrinburgu vzpomíná:
„Spolupracoval jsem úzce s
Jevgenijem Sergejevičem i s inženýry
firmy Sandvik Coromant ve Švédsku.
Naším společným cílem bylo vyrobit
břitovou destičku s chytrou a optimální
geometrií, s tuhým a přesným upnutím
do držáku nástroje a se speciálně
vylepšenou geometrií břitu tak, aby
docházelo k plynulému odvodu třísky a
aby se vyloučilo riziko poškození již
vyřezaných závitů,” vysvětluje.
Jemně zaoblené hrany břitů, díky
kterým se zlepšila trvanlivost břitu
destičky, jsou nápadem Anatolije
Chromova, který pracuje v MKTS firmy
Sandvik v Moskvě.
„Každý v laboratoři něčím přispěl,”
říká Zyrjanov. „Výsledkem je břitová
destička, která odvádí, co má, a dělá to
dobře. Při její výrobě se dbá na
preciznost a přesnost a její trvanlivost
se prodloužila na dvojnásobek.”
Upravené VBD.
metalworking world 25
text: henrik ek
foto: martin adolfsson
Zelené
pastviny
Pravá americká profese pro tvrdého chlapa.
Metalworking World se rozjel do Herefordu v
Texasu, aby se tam setkal s dnešními kovboji
– a nalezl město, které se snaží o to, aby byl
život zelenější”.
„
26 metalworking world
Moderní kovbojové
při své každodenní
objížďce dobytka.
Na obrázku: Ciro
Fraire (vlevo) a
Ramon Tovar.
Hereford v Texasu je podle místních světovou
metropolí hovězího dobytka. Město samo získalo jméno
podle slavného kravského plemene a v současné době se
zde chová asi milion těchto zvířat. To znamená zhruba
šedesát zvářat na jednoho obyvatele.
Hereford se nachází několik mil na jihovýchod od
Amarilla, je tedy součástí tzv. Great Plains (Velkých plání). Tato rovinatá oblast se táhne daleko za obzor a
dobytek tu najdete doslova všude. Nekonečné pláně jsou
jím doslova obsypány a všudypřítomnému zápachu se
nedá uniknout. Není pochyb o tom, že lidé z Herefordu
nosí pověstný desetigalonový texaský kovbojský
klobouk s hrdostí.
„Tohle není práce, to je způsob života,” říká kovboj
Rex Reynolds. „Nedokážu si představit, že bych dělal
něco jiného.”
Další kovboj, Rob Levnons, přitakává.
„Začal jsem, když mi bylo šest,” říká. „Jezdíme po
pláních a kontrolujeme zvířata - to je naše práce.
Nemocná zvířata se pomalu vlečou a kýchají. Odvážíme
je na předem určené místo, kde se o ně někdo postará.”
Reynolds a Levnons si vydělávají na živobytí na
Tzv. mokré zrno
je vedlejším
produktem
při výrobě
etanolu.
„Tohle není práce, to je
způsob života.
Nedovedu si
představit, že bych
dělal něco jiného.”
Bob Josserand, majitel
velkochovu a starosta
Herefordu.
jedné z největších amerických pastvin, tzv. Bar G, na
kterém se pase sto třicet tisíc kusů dobytka. Vlastní ji
herefordský rodák Johnny Trotter, který sám začínal
jako kovboj.
„Jinak se tahle práce dělat nedá,” říká. „Denně se
kontrolují všechna zvířata. Zaměstnáváme dvacet pět
kovbojů, věřte nevěřte, začínají v půl šesté ráno, každý z
nich jezdí tři koně denně. Všichni dohromady za den
objedou všechna zvířata ve všech 1200 výbězích. Takhle
dobře se o dobytek staráme. A když některé zvíře
onemocní, odvezeme je stranou a vyléčíme. Takový je
život kovboje.”
metalworking world 27
Trotter říká, že někteří farmáři nějakou dobu zkoušeli
vyměnit koně za různá auta.
„Ale nešlo to,” říká.
Kovbojové v Herefordu se oblékají přesně tak, jak si
jeden představuje - do modrých džín, holinek a
nezbytného desetigalonového klobouku. Ale přestože
Hereford vypadá jako obyčejné texaské město, není
tomu tak.
Tady nenajdete pochybné těžaře ropy bezohledně
ničící životní prostředí. Naopak, když se řekne, že město
patří v oblasti ochrany životního prostředí mezi
průkopníky, nepřehání se.
„Musíte si uvědomit, že se tu nikdy ropa netěžila,”
říká Sheila Quirková, která stojí v čele městem
subvencované Herefordské korporace pro ekonomický
rozvoj, když vysvětluje „zálibu“ města v ochraně
životního prostředí.
Kolem Herefordu v
Texasu se pase asi jeden
milion kusů hovězího
dobytka, což z města
podle místních dělá
světovou metropoli
hovězího.
Majitel velkochovu
Johnny Trotter.
vystavěly dvě nové továrny na
výrobu etanolu. První, jejímž vlastníkem je firma White
Energy, byla již uvedena do provozu, a dobře zapadá do
„zeleného plánu“ města - je příkladem dobré spolupráce
Ve městě se nedávno
„Továrna na výrobu etanolu nám
umožňuje konkurovat severním
státům, kde se pěstuje hodně
kukuřice.”
mezi farmáři a výrobci etanolu. Druhou továrnu staví
firma Panda Energy International, ale v současné době
se práce zastavily kvůli recesi.
Na pastvinách Johnnyho Trottera se dobytek krmí z
deseti procent tzv. mokrým zrnem – odpadem, který
vzniká při výrobě etanolu.
„Odpadem z výroby etanolu přikrmujeme zvířata již
dva roky,” říká Trotter. „S největší pravděpodobností patříme mezi největší spotřebitele mokrého zrna v zemi
- je to produkt, který se vyrábí soustavně.”
A náhodou je to také velmi dobré krmivo pro
dobytek.
„Továrna na výrobu etanolu nám pomáhá konkurovat
severním státům, které mají dostatek krmné kukuřice,”
říká Bob Josserand, další místní velkochovatel a
zároveň starosta Herefordu. „Kdybychom tu neměli
28 metalworking world
Sheila Quirková, vedoucí
Herefordské korporace
pro ekonomický rozvoj.
továrnu na výrobu etanolu, pravděpodobně bychom v
konkurenci s velkochovy na severu neobstáli.”
Josserand říká, že oblast kolem Herefordu se dobře
hodí pro chov hovězího dobytka z několika důvodů.
Klimatické podmínky jsou dobré, dobrá teplota vzduchu
i menší objem srážek.
„Čím více bláta a vody, tím více energie zvířata
vydají na běžný pohyb a tím více jim naroste svalové
hmoty.” Josserand vysvětluje: „Trh si žádá „tlusté“
krávy, které se vykrmí, aniž by nějakou energii vydaly.
Mokrá farma je prostě špatná farma.”
Dalším přínosem je, že tudy vede hlavní nákladová
železnice, která spojuje Chicago a Los Angeles. A navíc
skutečnost, že se v kraji nachází zdroj krmiva pro
zvířata, přispívá k hospodárnosti chovu.
Ať již herefordské iniciativy vypadají jakkoli zeleně,
O krok dále
farmáři, kteří chovají dobytek na maso chtějí vydělávat.
Výroba hovězího masa, stejně jako jiná odvětví v
posledních několika letech rostla. Josserand říká, že
dnes však lidé přestávají utrácet za lepší hovězí. Drahé
steaky, které se prodávaly do tzv. steak housů a lepších
restaurací, se dnes tak dobře neprodávají. Proto, aby
místní provázaná zelená zemědělská komunita
vzkvétala, je tedy zapotřebí vymyslet něco nového.
A tady přichází ke slovu další kapitola příběhu o
továrně na výroba etanolu, která se bude teprve psát –
energie pro továrnu se bude získávat z hnoje. Firma
Panda Energy International plánuje ve své budoucí
továrně spalovat hnůj a s jeho pomocí tak vyrábět
energii. Stavba se sice zastavila, protože banky kvůli
recesi vycouvaly z financování projektu, ale myšlenka
žije dál.
„Chováme tu velké množství dobytka, a proto hnůj
představuje problém,” vysvětluje Josserand, který
odhaduje, že ročně utratí tři sta až pět set tisíc dolarů za
odvoz hnoje k výrobě hnojiva. „Vypočítali jsme, že naše
náklady by se snížily na pouhých padesát tisíc, kdyby
hnůj odbírala továrna firmy Panda.”
Etanol, čistý zdroj energie, se vyrábí z kukuřice, a z
odpadu při jeho výrobě se stává krmivo, pro místní
chovy dobytka, které naopak produkují hnůj, který se
použije pro výrobu elektrické energie nutné k provozu
továrny – tolik v kostce kompletní ekosystém.
„Ano, i my se snažíme,” říká Trotter, a dodává, že ne
všechny snahy chovatelů veřejnost ocení. „Velkochov
dobytka je nezávislé podnikání, a možná i proto se na
nás zaměřuje pozornost státu. A tak jsme vlastně zticha a
necháme se obviňovat z toho, jak zatěžujeme životní
prostředí. Ale já si myslím, že je třeba, aby se o nás lidé
dozvěděli.”
Firma White Energy provozuje v
Herefordu v Texasu první továrnu na
výrobu etanolu již od roku 2007. Firma
zde postavila továrnu proto, že se jedná o
oblast s velkochovy hovězího dobytka.
„Získáváme tím ekonomické výhody.
Prodáváme vedlejší produkty za třicet pět
procent nákupní ceny kukuřice a navíc
ušetříme za energii, kterou bychom jinak
vydali za sušení mokrého zrna,” říká Dane
Noyce, který má na starosti odbyt
vedlejších produktů z herefordské továrny
firmy White Energy. „Většina továren na
výrobu etanolu je nucena vedlejší
produkty sušit, aby snížila náklady na
dopravu ke koncovému uživateli.”
Jednoduše řečeno, výroba etanolu
začíná tím, že se kukuřičné zrno rozdrtí v
kladivovém mlýně. Potom začíná proces
zkapalnění, kdy se přidává voda a směs
se zahřívá, až dojde k fermentaci, která
trvá asi padesát šest hodin. Po dokončení
fermentace se roztok, který obsahuje asi
patnáct procent alkoholu odvede do tzv.
pivní studně a teprve odtud k destilaci,
kde se tekutina zahřeje na sedmdesát
stupňů Celsia, tedy na teplotu při níž se
alkohol mění v plyn. Poté se alkohol zchladí do kapalného stavu, a pomocí sít se z
tekutiny oddělí přebytková voda. Po
destilaci se zbylá kaše zpracuje v
odstředivkách, kde se tzv. mokré zrno
oddělí od zbytku tekutiny. Noyce
vysvětluje, že velkochovy i mlékárny v
okolí Herefordu přidávají mokré zrno do
potravy pro dobytek, a tak firma prodá
většinu tohoto vedlejšího produktu
farmám v okruhu sto dvaceti kilometrů od
města.
Firma White Energy zatím nemá v
plánu spalovat hnůj k výrobě energie, jak
to má v úmyslu po dostavbě své továrny
její konkurent v kraji, firma Panda Energy
International. Noyce říká: „Zatím je to jen
teorie neověřená v praxi,” říká, „ale nápad
je to výborný.” Připomíná, že zamyslet se
Dane Noyce má na
starosti odbyt
vedlejších produktů z
herefordské továrny
na výrobu etanolu
firmy White Energy.
nad možným využití metanu by také mohl
být dobrý nápad. Ochránci životního
prostředí se otázkou produkce metanu
zabývají a nižší objemy metanu při chovu
dobytka by jistě zaujaly.
„Pokud by se nám jednoho dne
podařilo vyvinout funkční systém mezi
velkochovem, továrnou na výrobu etanolu
a vyhnívací komorou na metan, úspěch
bude zaručen,” dodává Noyce.
A pokud s tímto novým, originálním
řešením přijdou jako první lidé z
Herefordu, určitě vás to nepřekvapí.
V současnosti kromě velkochovů hovězího dobytka v
Herefordu přibývá i farem, které se zaměřují na výrobu
mléka a mléčných výrobků. Počet kusů dobytka roste, a
proto musí město neustále hledat další „zelená“ řešení.
„Budou se přijímat přísnější opatření na ochranu
životního prostředí,” říká Trotter. „Ale to máte stejně
jako s trhem – prostě se s tím musíme naučit žít.”
Sheila Quirková již připravuje další projekt: větrné
turbíny.
„V současné době se snažíme získat větrné turbíny a
přenosové vedení,” říká. „Snažíme se nezůstat závislí na
plynu a ropě. A proč ne, vítr tu v kraji dosahuje síly čtyř
stupňů, což je výborné.”
metalworking world 29
technologie
text: ELaine mcclarence
úkol: Zvýšit kvalitu a produkti-
vitu při výrobě součástek pro oblast lékařské techniky.
řešení: Nabízet neustále nová
inovovaná řešení i nové třídy VBD.
Okružovací frézování závitů
přispívá k vyšší produktivitě
výroby při obrábění součástek
pro zdravotnický průmysl.
V oblasti přesného obrábění patří výroba
součástek pro lékařskou techniku mezi ty
nejnáročnější a nejsložitější. Sandvik
Coromant dnes nabízí celou řadu vynikajících nástrojových řešení vhodných pro
obrábění součástek pro zdravotnictví.
Mezi ně patří kompletní řešení okružovacího frézování závitů pro výrobu kostních
šroubů. Velkou výhodou tohoto řešení je
obrábění na jeden průchod, díky čemuž
dochází k výraznému zlepšení produktivity
výroby a také k celkovému zlešení kvality
výrobku.
Nástroj pro okružovací frézování závitů je
vlastně kroužek s VBD upnutými na jeho
vnitřním průměru. Nástroj je upnut v
nástrojovém držáku obráběcího stroje, který
rotuje vysokou rychlostí vzhledem k poměrně
nízké rychlosti rotujícího obrobku. Kroužek je
umístěn mírně mimo střed součástky tak, aby
na jednu otáčku vždy řezala jedna břitová
destička. Úhel sklonu drážky závitu určuje
úhel sklonu kroužku vůči součástce. Profil
závitu je určen tvarem VBD.
Pomocí technologie okružovacího
frézování závitů lze vyrábět kostní šrouby
různých délek a průměrů. Je výhodné pro
výrobce kostních šroubů, kteří obvykle
musejí přizpůsobovat závity lidským kostem
podle speciálních požadavků. Lidská kost má
tvrdší obal a měkčí houbovité jádro. Kostní
šrouby musejí být dostatečně ostré a tvrdé,
aby prošly tvrdým obalem, ale tvar jejich
závitů je třeba přizpůsobit tak, aby odolal
tahům, které jsou vyvíjeny na měkčí jádro.
30 metalworking world
Okružovací frézování závitů je účinná a
produktivní technologie, pomocí níž lze řezat
vysoce kvalitní závity. Materiály, které se
běžně používají pro výrobu kostních šroubů,
jsou korozivzdorná ocel 316 LVN a titan.
Ani jeden z těchto materiálů se neobrábí
snadno, a to především kvůli speciálnímu
tvaru kostních šroubů. Kromě toho, že se
obrábí pod ostrým úhlem, je třeba vzít v
úvahu velkou délku závitu a také velké
rozdíly mezi velikostmi průměru upnutí a
čela obrobku. Možnosti technologie
okružovacího frézování závitů, jaké nabízí
firma Sandvik Coromant, navíc doplňují
vylepšené třídy břitových destiček.
Za jejich vývojem stojí hluboké znalosti
výroby biomateriálů a nároků na jejich
obrábění, které firma získala díky spolupráci
odborníků ze Sandvik Bioline a specialistů z
oblasti výroby součástek pro zdravotnictví.
V návaznosti na toto úsilí vypracoval
Sandvik Coromant speciální program pro
tento obor, který se zabývá rozličnými
požadavky na výrobu malých součástek.
Okružovací frézování
závitů s usazenými
břitovými destičkami.
Vylepšená třída 1105 pro CoroCut XS je vhodná
pro obrábění menších průměrů (1–10 milimetrů),
které jsou běžné při výrobě kostních šroubů a
dalších zdravotnických implantátů. V jednom
případě použití této třídy pro VBD zvýšilo
produktivitu výroby u zákazníka o padesát devět
procent.
Případová studie
Malá zlepšení mohou vést k velkým změnám.
Při obrábění zadní strany šroubu zubního
implantátu přinesla změna VBD výrazné úspory.
Materiál: 316 LVM, CMC 05.11
Chladivo: olej
VBD: MABR 3010MABR 3010
Třída: 1025
1105
řezná rychlost: 71 m/min 13 m/min
posuv: 0,03 mm/ot
0,03 mm/ot
Trvanlivost
břitu nástroje: 150 kusů
700 kusů
úspory: 8 741 eur.
shrnutí
Okružovací frézování závitů je frézování,
díky kterému lze vyrábět vysoce kvalitní
kostní šrouby pro lékařské použití. Řešení,
jež nabízí firma Sandvik Coromant, které
spočívá v technologii okružovacího
frézování závitů, umožňuje výrobcům
vyrábět kostní šrouby na jeden průchod a
zároveň zlepšuje celkovou kvalitu součástky
i celkovou produktivitu výroby.
Karl-Richard
Curdt, vedoucí
výroby u nového
stroje.
text:Tomas Lundin
foto: Bernhard Classen
Rychlá akce
göttingen, Německo. Na počátku roku 2009 investoval německý výrobce Mayer Feintechnik do nového víceúčelového obráběcího stroje. Obrovská investice se vyplatila a
výsledkem je dvojnásobně vyšší produktivita výroby.
„Firmy dnes mohou obstát v celosvětové konkurenci a zároveň růst pouze díky automatizaci,” říká generální ředitel a spoluvlastník firmy Frank Neuschulz. ß
metalworking world 31
Nový stroj
dokázal zkrátit
čas výrobního
cyklu o padesát
procent.
Nejnovější investice
firmy Mayer Feintechnik
do víceúčelového
obráběcího stroje Mori
Seiki NT4250.
ß
Achim Ludewig je nejlepší soustružník
v závodě německé firmy Mayer Feintechnik.
Tento veterán s vlasy ostříhanými na ježka
pracuje na druhém konci tovární haly na
novém víceúčelovém obráběcím stroji Mori
Seiki NT 4250.
Na novém stroji, který byl uveden do
provozu na počátku roku 2009, je možné
provádět soustružení i obrábění na jedno
upnutí. „Je to docela věda,” říká Ludewig,
potutelně se usmívá a hladí stroj. „Stroj lze
naprogramovat tisíc a jedním způsobem.
Někdy mě řešení napadne v koupelně při
holení.”
„Každé euro, které jsme do tohoto stroje
investovali, se vyplatilo,” říká CEO a
spoluvlastník firmy Frank Neuschulz. „Ale
bez zaměstnanců, jako je Achim Ludewig,
kteří se rádi pouštějí do řešení problémů, které
32 metalworking world
práce zajímá a kteří se nebojí učit se po práci
na školení něco nového, by to nešlo.
„A určitě je k tomu zapotřebí dobrý
obchodní partner, který vám již od začátku
pomůže najít správné řešení. Vyhnete se tak
zbytečné improvizaci a různému pozdějšímu
vylepšování,” říká.
Mayer Feintechnik, firma, která zaměstnává
čtyřicet pět zaměstnanců, se nachází v
německém Göttingenu. V roce 1951 ji založil
Willy Mayer a v prvních letech se tu vyráběly
součástky modelů vláčků.
V současnosti však třetina obratu firmy
pochází z výroby součástek pro odvětví
lékařské techniky, jehož obrat v samotném
Německu činí osmnáct miliard euro.
Zbývající výroba se zaměřuje na součástky
pro laserovou techniku, měřící techniku a
nástroje pro optiku. Prakticky všichni
zákazníci firmy patří mezi pět nejvýznamnějších výrobců v oboru.
„Všichni naši zákazníci od nás vyžadují
vysokou kvalitu, všestrannost, flexibilitu a
schopnost se rozvíjet stejným tempem jako
oni,” vysvětluje Neuschulz. V roce 2004
převzal padesátiprocentní podíl ve firmě
Mayer Feintechnik.
Již tehdy patřila firma mezi nejlepší. Když
v sedmdesátých letech nakoupila firma Mayer
Feintechnik japonské CNC obráběcí stroje,
její konkurenti toho o potenciálu technologie
CNC ještě moc nevěděli. Od té doby, co
Neuschulz vstoupil do firmy, se modernizace
ß
Rüdiger Volle (vlevo) a Achim
Ludewig (vpravo), obsluhy
stroje, vyměňují vrtací hlavu
v novém stroji.
firmy zrychlila, a to o roční investice v
hodnotě jednoho miliónu euro. Cílem firmy je
snížit náklady na zaměstnance z třiceti pěti
procent obratu na dvacet pět. V další fázi se na
novém stroji začne pracovat sedm dní v týdnu.
„V recesi se nejedna firma snaží omezit
investice,” říká Neuschulz. „Pro nás to
neplatí. Krize je příležitost. Investujeme a
nepřetržitě zvyšujeme produktivitu výroby. A
samozřejmě hledáme nové a další způsoby,
které nám pomohou zlepšit hospodárnost
výroby a flexibilitu provozu.”
Neuschulz říká, že nečekal, že ekonomická krizi bude tak hluboká, ani že cenová válka
bude tak krutá, jak se ukázalo. Místo
očekávaného dvaceti až pětadvacetiprocentního propadu obratu poptávka poklesla o
padesát procent v porovnání s jarem roku
2009. Současně se rozpoutala celosvětová
válka o ceny. Přesto však firma Mayer
Feintechnik získala nové zakázky, a to
především díky nové technologii.
„U výrobků, které již vyrábíme dlouho, se
nám s pomocí firem, jako je Sandvik
Coromant, podařilo snížit časy výrobního
cyklu,” říká.
„Ale nebylo to jednoduché,“ říká Neuschulz a ukazuje nám složitou součástku ze
speciální vysokolegované oceli. „Tento
technický náhled
„Nikdy nebylo třeba experimentovat”
Úkol: Zkrátit časy výroby a
nastavení na polovinu, zvýšit kvalitu
a flexibilitu výroby.
Řešení: Investice do víceúčelového obráběcího stroje, na němž lze
provádět soustružení i frézování, NT
4250 DCG/1500 SZ, od japonského
výrobce obráběcích strojů Mori
Seiki a do nástrojového držáku
Coromant Capto.
Mayer Feintechnik vyrábí vysoce
přesné součástky pro odvětví
lékařské techniky a pro firmy,
zabývající se výrobou měřící a
laserové techniky. Mezi ně patří
například rotor pro laboratorní
odstředivky s vysokými požadavky
na kruhovitost. Odstředivky jsou
dnes schopny dosáhnout dvaceti
pěti tisíc otáček za minutu. Ale
budoucí trendy hovoří až o 100 000
ot/min. Výrobci, kteří chtějí na
tomto trhu uspět, musejí investovat
do nových strojů.
firma Mayer
Obráběcí stroj, který
Feintechnik vybrala
firma Mayer FeintechCoromant Capto
nik koupila v roce 2009
proto, že se jedná o
je vybaven integrovajediný modulární
ným horizontálním
nástrojový systém,
frézovacím centrem,
který lze použít jak
které je schopno
pro soustružení tak i
obrábět rychlostí až 12
pro frézování s
000 ot/min a
přesností až 0.002
soustruhem s otáčkami
milimetrů.
Alexander Duschek,
vřetene až 4 000 ot/
Příprava investice
obchodní zástupce firmy
min. Je obsluhován
probíhala
ve
Sandvik Coromant
portálovým robotem s
školicím středisku
manipulátorem a stojí na speciální
distributora obráběcích strojů a
základové desce, která zamezuje
nástrojů PWK Knöbber v Kasselu v
vibracím, jež by mohly ovlivnit citlivé
Německu. Obsluha stroje a vedoucí
měřící zařízení.
výroby z firmy Mayer Feintechnik,
Dokáže obrábět součástky o
odborníci z firmy Sandvik
šířce až 80 mm a délce až 1 500
Coromant a PWK Knöbber
mm. Podle generálního ředitele a
vyzkoušeli různé možnosti, nástroje
spoluvlastníka firmy Mayer
a postupy ještě před tím, než se
Feintechnik Franka Neuschulze si
stroj dodal do továrny.
„Výhoda tohoto přístupu
spočívala v tom, že firma Mayer
Feintechnik nemusela se strojem po
dodání experimentovat, zato mohla
okamžitě začít s výrobou,”
vysvětluje Alexander Duschek,
obchodní zástupce firmy Sandvik
Coromant.
Neuschulz dodává: „Pokud se má
potenciál víceúčelového obráběcího
stroje využít naplno, je třeba jej
vybavit stabilními, vysoce
výkonnými nástroji. A co se vysoké
účinnosti nástrojů týče, nic
nepřekoná výrobky firmy Sandvik
Coromant, která nabízí velice
bohatý sortiment nástrojů pro
soustružení i frézování. Využili jsme
také vysokotlaký chladicí systém od
firmy Sandvik Coromant, který
rovněž přispěl ke snadnější tvorbě a
odvodu třísek i zlepšení řezných
podmínek.”
metalworking world 33
ß
Výroba rotoru pro laboratorní odstředivky. Na
novém víceúčelovém obráběcím stroji lze rotor
obrobit na jedno upnutí místo původních pěti!
nám díky novému stroji podařilo zvýšit
kvalitu,” říká Neuschulz. „V budoucnosti
plánujeme dodávat našim zákazníkům
výrobky s certifikátem kvality. Zákazník pak
nebude muset provádět vlastní kontrolu
výrobků a bude je moci hned začít prodávat.”
Frank Neuschulz,
generální ředitel a
spoluvlastník firmy,
ukazuje rotory s pevným
úhlem pro laboratorní
odstředivky.
ß tlakový senzor vyrábíme již celou řadu let,”
vysvětluje. „Jednoho dne nám zákazník
zavolal a řekl, že v nové smlouvě bude cena za
ni poloviční.”
Díky investici do stroje se třemi nástrojovými hlavami a díky třem směnám byla firma
Mayer Feintechnik schopna přijmout zakázku
na pět tisíc součástek ročně. Firmě se podařilo
zkrátit časy výrobního cyklu z devíti minut
padesáti dvou sekund na šest minut a sedmnáct
sekund.
Nejnovější investicí firmy je však víceúče-
lový obráběcí stroj NT 4250. Firma jej
zakoupila v září 2008 a v továrně byl uveden
do provozu v březnu 2009. A od samého
počátku předčil všechna očekávání.
„Uspěli jsme především proto, že jsme s
pomocí firem Sandvik Coromant a experty z
firmy PWK Knöbber, distributora obráběcích
strojů a nástrojů, zajistili, že se vše bude dělat
co nejlépe již od začátku.” říká vedoucí výroby
Karl-Richard Curdt.
Neuschulz k tomu dodává: „Nemůžete si
koupit Porsche a vybavit jej ráfky, které vydrží
rychlost tak nanejvýš sto kilometrů v hodině.
34 metalworking world
Dalším zásadním faktorem úspěchu je
flexibilita. „Velcí výrobci se dnes snaží
Proto jsme si vybrali nástrojový držák Coromant
Capto. Na trhu sice nepatří k nejlevnějším, ale
rozhodně je jedním z nejlepších.”
Jedním z hlavních výrobků firmy Mayer
Feintechnik je rotor pro laboratorní odstředivky. Rotor se otáčí rychlostí dvaceti pěti tisíci
otáček za minutu a působí na něj obrovské
odstředivé síly. Součástka musí být proto
perfektně vyvážena, což závisí především na
její kruhovitosti. Původní obrábění se
odehrávalo v pěti operacích. Součástka se
čtyřikrát soutružila a jednou vrtala. Pokaždé ji
bylo třeba nejen znovu upnout, ale také
přemístit z jednoho stroje na druhý.
Dosažené Výrobní tolerance byly poměrně
vysoké, dvě setiny milimetru, ale budoucím
nárokům nevyhovovaly. Navíc musel zákazník
po každém použití rotor znovu vyvažovat.
Na novém víceúčelovém obráběcím stroji
výroba probíhá na jedno upnutí a čas cyklu i
upnutí se zkrátil na polovinu. Kromě časových
úspor se tolerance snížily na méně než jednu
setinu milimetru, díky čemuž není třeba
součástku dále obrábět.
„Kromě kratších časů výrobního cyklu se
omezit počet subdodavatelů až o sedmdesát
procent a zároveň je nutí, aby snižovali ceny,”
říká Neuschulz. „O to více záleží na pečlivém
plánování každé invstice. Dnes si nikdo
nemůže dovolit investovat špatně.”
Torsten Neumann z firmy PWK Knöbber
souhlasí. „Zákazníci často investují do
drahých strojů, ale přípravě věnují příliš málo
času,” říká. „Jiní používají nevyhovující
nástroje. A pak si stěžují, že nástroje nepracují
tak, jak si oni myslí, že by měli. A pak je
samozřejmě mnohem těžší a náročnější chyby
napravovat.”
„V budoucnu se nám podaří růst pouze
tehdy, budeme-li mít spolehlivé partnery, kteří
s námi budou nepřetržitě pracovat na zlepšení.
Pro nás je takovým partnerem firma Sandvik
Coromant,” uzavírá Neuschulz.
Mayer FeintecHnik
Firma Mayer Feintechnik byla založena v roce 1951.
Dnes zaměstnává čtyřicet pět zaměstnanců a roční
obrat dosahuje výše 4,5 miliard euro. Výroba
přesných součástek pro odvětví lékařské techniky
tvoří třicet procent obratu firmy. Zbývající výroba se
zaměřuje na součástky pro laserovou a měřící
techniku a optiku.
technologie
text: turkka kulmala
Úkol: Zlepšit produktivitu výro-
by při frézování součástek z titanu.
řešení: Využít osvědčeného kom-
plexního řešení, které přispěje k
dosažení vynikající bezpečnosti a
spolehlivosti.
Bezpečností k produktivitě
Titan se vyznačuje vynikajícím poměrem
pevnosti a váhy, a právě proto se stále častěji
využívá pro výrobu rámů letadel, a v poslední
době i pro výrobu podvozků. Poměr titanu na
celkové váze typického dopravního letadla se
stále zvyšuje a tlaky na obnovu flotil zajišťují
z dlouhodobého hlediska plynule rostoucí
poptávku. Klíčem k úspěšnému frézování
titanu je hospodárnost výroby.
Obrábění titanu však nelze brát útokem, je
potřeba zajistit bezpečnost procesu. Nízká
tepelná vodivost materiálu a náchylnost k
chemické reakci s materiálem nástroje nutí
výrobce hledat komplexnější řešení.
Hlavní prioritou při obrábění titanu bude
zajistit bezpečnost a spolehlivost celého
procesu; výsledkem bude jeho hospodárnost.
Vysokou bezpečnost přináší osvědčené
řešení, jehož součástí bude vhodný obráběcí
stroj, proces, vhodné nástroje, programování
a řezné podmínky.
V případě nástroje je nutné, aby jeho
upnutí bylo tuhé a aby měl náležitý výkon i
při nízkých otáčkách za minutu.
Dobrý nástroj pro obrábění titanu má
otevřenou, ostrou geometrii a vysokou
houževnatost břitu. Nové povlakované VBD
S30T a S40T od firmy Sandvik Coromant se
vyznačují jemnozrnou strukturou substrátu ze
slinutého karbidu a vynikající odolností proti
vysokým teplotám. Moderní VBD ze
slinutého karbidu jednoznačně převyšují
výkon konvenčních HSS nástrojů.
Při navrhování celého procesu je dobré již
na začátku přizvat NC programátory. Díky
jejich přispění lze zvýšit bezpečnost
obrábění, předvídat opotřebení břitu nástroje,
omezit či zcela se vyhnout zbytečnému
přerušování řezů, i zajistit plynulý úběr
materiálu.
Dostatečný přívod chladiva do řezu je při
frézování titanu standardní. Pokud nám
záleží na zvyšování produktivity a prodloužení trvanlivosti břitu nástroje, měl by se
použít vysokotlaký chladicí systém. To je
možné například u frézy CoroMill 690, která
má trysky pro přívod chladiva.
Rozsah řezných podmínek je velký. Při
hrubovacím obrábění lze řeznou rychlost
snížit až na 25 až 30 metrů za minutu, ale při
dokončování by se optimální hodnoty měly
pohybovat mezi 200 a 250 metry za minutu.
Případová studie:
centrální závěs z titanu
Nástroj HSS byl nahrazen frézou CoroMill 690 VBD S30T ze slinutého karbidu.
Řezné podmínky
Řezná rychlost Posuv Úběr materiálu
Staré řešení
21 m/min
76 mm/min
37 cm3
Nové řešení
45 m/min
153 mm/min
148 cm3
Zvýšení produktivity výroby o třicet procent a roční úspory v hodnotě téměř 17 000 euro.
CoroMill 690 je vybavena tryskami
pro přívod chladiva.
shrnutí
Hlavním cílem při frézování titanu je
dosažení dobré úrovně produktivity
výroby. Vysoké úrovně produktivity lze
dosáhnout tím, že se zaměříme na
bezpečnost a spolehlivost procesu, a to
pomocí nejnovějších technologií NC
programování a optimalizace nástrojů.
metalworking world 35
Výhledy
3 otázky pro björna rydevika
Ariane 5 vyráží
na vesmírnou misi.
Profesor ortopedické chirurgie ve Fakultní nemocnici
Sahlgrenské univerzity v Göteborgu ve Švédsku:
1. Proč je při výrobě kostních
šroubů přesnost naprosto zásadní?
„Kostní šrouby musejí mít naprosto
přesný tvar, protože tvoří součást
mechanické konstrukce, která se používá
při chirurgické léčbě zlomenin. Tyto
mechanické konstrukce se skládají
například z destiček a drátů, a šrouby
spojují tyto součástky s kostí.”
2. Co by se mohlo stát, kdyby se
kostní šroub nevyznačoval vysokou přesností?
„Ortopéd by nemohl frakturu kosti řádně zafixovat, protože jednotlivé
součástky, jako jsou šrouby a destičky, by do sebe správně
nezapadaly. Zavádění šroubů do kostní tkáně navíc podléhá
specifickým parametrům.”
Arianespace
3. Jak chirurgové upevňují kostní šrouby?
„Kostní šrouby se používají k fixaci fraktury kostí. Operační
technologie zavádění šroubů do kosti závisí na typu fraktury. Úspěšná
operační léčba fraktury pomocí kostních šroubů bezprostředně
vychází z dobrých znalostí biomechaniky i biologie.”
Výroba raket
nemusí být věda
Kosmický průmysl.
Evropská raketa Ariane 5 je určena k
vynášení satelitů a jiných vesmírných
družic na přechodovou dráhu ke
geostacionární dráze nebo na nízkou
oběžnou dráhu kolem země.
Ale stejně, jako je tomu v případě
ostatních součástek pro kosmický
průmysl, je i výroba součástek pro
tyto rakety velkou výzvou pro každého
výrobce.
Serre, malá firma z rhônského
regionu v jižní Francii, se musela
vypořádat se dvěma problémy. při
výrobě závěsů motoru pro rakety
Ariane 5. Kvůli problémům s obtížným
obráběním materiálu Inconel 718 (48
HRC) nebyla firm Serre schopna
zajistit včasné dodávky pro firmu SKF
Aerospace, dodavatele řešení a
výrobků pro kosmický průmysl, který
vyrábí montážní prvky pro raketové
motory. Navíc, náklady na výrobu
součástky byly vysoké. SKF
doporučilo firmě Serre, aby se
obrátila na firmu Sandvik Coromant.
36 metalworking world
„Tým firmy Sandvik Coromant se
seznámil s výrobou a navrhl, abychom
pro soustružení a frézování součástek
využili keramické nástroje typu
Sialon,” říká ředitel firmy Alexandre
Serre.
Nový nástroj zkrátil dobu
soutružení pětkrát a produktivita
výroby se zvýšila o padesát procent.
Doba frézování se zkrátila třikrát.
„Investovali jsme do nové frézy
OKK VMO, kterou dodává firma
Halbronn. Díky technické spolupráci
se nám podařilo zkrátit nucené
odstávky stroje i celkově zefektivnit
výrobu pro SKF, a zároveň podstatně
zlepšit hospodárnost celého procesu.
Řešení, které se nám podařilo
vyvinout ve spolupráci s firmou
Sandvik Coromant, dnes používáme
při výrobě nejen pro SKF, ale i pro jiné
zákazníky.”
Raketa Ariane 5 zůstane hlavní
produktem francouzského výrobce
kosmických raket Arianespace
nejméně od roku 2015.
Zelená jaderné energetice
Zcela nedávno získala divize Sandvik
Materials Technology několik
zakázek na trubice parních
generátorů, které se budou vyrábět
pro jaderné elektrárny v USA a v
Číně.
„Tyto trubky patří mezi technicky
nejvyspělejší z celého našeho
sortimentu,” říká Cecilia Hägglöfová,
ředitelka marketingu v oblasti
výroby trubek. „V této oblasti se
kladou vysoké nároky na kvalitu
výrobků i na záruku jejich kvality. A
proto jsme věnovali velké úsilí do
vývoje nedestruktivního testování
trubek.”
Kromě trubek parogenerátorů
vyrábí divize Sandvik Materials
Technology také trubky s povlakem
ze slitiny zirkonia (zirkonium je kov
vyvinutý speciálně pro kontakt s
jaderným palivem), pásovou ocel,
trubky, tyče a svařence pro celou
řadu klíčových součátek.
O růstu jaderného průmyslu si více
přečtěte na straně 14.
Jak zachytit CO2
Výzkum a vývoj. Zachytávání a ukládání
CO2 (CCS) je generický termín, který označuje
různé metody zachytávání CO2 a
zabránění jeho návratu do atmosféry.
Jednou z možností je
skladovat CO2 v oceánech,
ale toto řešení naráží na
celou řadu výhrad, vědeckých i právních.
Dosud se k ukládání CO2
využívaly podzemní
geologické formace – vytěžená ložiska ropy a plynu,
uhelné sloje a slané akvifery.
kjell eriksson
CCS se dnes stala součástí
několika komerčních
projektů v ropném a
plynárenském průmyslu. Celá
řada pilotních projektů byla
zahájena i v několika
elektrárnách, a záměr je
metodu CSS plně začít
používat do roku 2020.
Chytré ambice
Události. Loni na podzim uspořádala
firma Sandvik Coromant USA nové setkání
odborníků ve svém Středisku Produktivity v
Schaumburgu ve státě Illinois. Setkání se
účastnilo 175 zástupců z automobilového,
kosmického a energetického průmyslu.
Tématem konference bylo zvyšování produktivity výroby a informace o novinkách v technologii
obrábění.
„V příštích několika letech budou nové
technologie pro ziskovost výrobních podniků
naprosto klíčové,” říká vedoucí Střediska
Produktivity Robert Page.
Sandvik Coromant uspořádal dvě sekce na
téma, jak pracovat chytře. První se zaměřila na
nová řešení v oblasti rotačních řezných
Asi třetina veškerých emisí
kysličníku uhličitého pochází ze
spalování tuhých paliv při výrobě
elektrické energie. Zachycení a
ukládání (sekvestrace) CO2, jinak
také Carbon capture and storage čili
CCS, je nová technologie, kterou se
zabraňuje návratu těchto zplodin do
atmosféry.
nástrojů a druhá se věnovala soustružení.
Mike Lynch, prezident divize CNC Concepts,
ve své přednášce vysvětlil, jak lze využít
programů na zvyšování produktivity k
zefektivnění návratnosti investic.
Page předpokládá, že se tzv. „chytrá“ setkání
(Smart Events) budou konat každoročně.
„Nabídneme na nich výrobcům informace o
nejnovějším technickém vývoji v oblasti
obrábění,” říká.
Setkání, jako bylo to v Schaumburgu,
umožňují firmám působícím v oblasti
strojírenství sdílet nově nabyté znalosti i
vědomosti. Chcete-li se dozvědět o podobných
akcích ve vašem regionu, spojte se s oblastním
zástupcem firmy Sandvik Coromant.
CCS se musí vyrovnávat s
několika náročnými úkoly.
Náklady na zachytávání plynu
jsou vysoké, je třeba zajistit
bezpečnost uložení a
dostatek prostoru k uložení,
a to vše podléhá celé řadě
regulací.
Tzv. „Smart
Event“ (Chytrá
akce) je novým
způsobem
sdílení znalostí
z oboru.
metalworking world 37
řeŠení
text: johan andersson ilustrace: kjell eriksson
Vzhůru s
efektem
K efektivní výrobě součástek
nosné konstrukce letadla (tzv.
drak) jsou zapotřebí správné
techniky programování a
optimalizované nástroje, které
jsou schopny vyrovnat se s
vysokými nároky na obrábění.
Zde uvádíme příklady osmi
nástrojů, jež podávají nejlepší
výkony při obrábění součástek
draku letadla.
is
Sv
lá
o
sn
ca
í
oc
pl
pomalý úběr materiálu
je minulostí
Srážení hran svislých ocasních ploch z kompozitních materiálů patří
mezi nelehké úkoly. Čelní frézy CoroMill Plura s VBD ze slinutého
karbidu s napovlakovaným nebo pájeným PKD je možné zkonstruovat
tak, aby se daly použít pro většinu aplikací, aby se omezilo štěpení
vláken a zvýšila rychlost úběru materiálu.
metalworking world
produktivní a výkonná
Vnější slot na náběžné hraně křídla, součástka
vztlakového mechanismu křídla, se běžně vyrábí
z vysokolegované oceli a korozivdorných
materiálů. CoroMill 345 s osmi břity přivádí
chladivo do každé zubové mezery a zajišťuje tak
dobrý odvod třísky i lepší výkon při obrábění
náročných materiálů.
vn
ěj
s
ší
t
lo
ha
CoroMill Plura
38 CoroMill 345
op
st
ka
CoroTurn SL a Silent Tools
Produktivní a tiché
Výroba přistávacích podvozků letadla vyžaduje produktivní a všestranné
řešení. Vyvrtávací tyče Silent Tools jsou zkonstruovány tak, aby zamezily
vibracím. Spolu s řeznými hlavami CoroTurn SL je možné použít nástroje
Silent Tools v celé řadě aplikací, a v kombinaci s vysokotlakým chladicím
systémem při vnitřním obrábění. Výsledek se odrazí na výkonu nástroje
a stabilitě výrobního procesu.
Rádi byste se dozvěděli více? Navštivte www.aero-knowledge.com
CoroDrill 854, 855 and 856
Hladké otvory v kompozitních materiálech
Nejproblémovějším obráběním při výrobě torzního členu křídla
z kompozitních materiálů jsou různé druhy vrtání. Vrtáky
CoroDrill 854, 855 a 856 byly zkonstruovány tak, aby zajistily
co nejvyšší kvalitu otvoru. Je možné je vyrábět v provedení s
napovlakovaným nebo pájeným PKD.
CoroMill 210
to
r
kř zn
íd í čl
la e
n
Snazší cesta
ě
záv
Nejtěžším místem při obrábění závěsu motoru na
pylonech je hluboká drážka uprostřed. Fréza CoroMill
210 s velkým úběrem materiálu nabízí snadné a rychlé
řešení, které zajistí vynikající úběr materiálu. Tento
všestranný nástroj lze také použít při čelním obrábění,
šikmém zahlubování a ponorném zahlubování.
ru
oto
m
s
CoroMill 690
vacího
Nosník přistá
ku
oz
dv
po
Drak letadla se skládá z několika
konstrukčních součástek
vyrobených z titanu. Konzolové
nosné vzpěry přistávacího
podvozku jsou jednou z nich. Fréza
CoroMill 690 byla vyvinuta
speciálně pro frézování titanu s
VBD s dlouhými břity. Její unikátní
systém upínání VBD spolu s
tryskami pro přívod chladiva
umožňují rychlý a bezpečný úběr
materiálu.
ra
Že
br
ok
ří
dl
a
opě
expert na titan
CoroMill 790
jednoduše jedinečná
Součástky, jako jsou žebra křídel, jsou příkladem obtížného
obrábění hliníku, ale nová jednoúčelová geometrie frézy
CoroMill 790 je pro jejich obrábění ideální. VBD jsou upnuty v
lůžku speciálního tvaru, a toto upnutí eliminuje působení
velkých radiálních sil, které vznikají při vysokých rychlostech.
S30T a S40T
technologická špička
Opěra přistávací klapky se obvykle vyrábí z titanu.
S30T a S40T byly navrženy tak, aby se vyrovnaly s
vysokými nároky při frézování titanu, při němž
tepelné, chemické a mechanické zatížení břitu
destičky dosahuje takových hodnot, které jsou na
hranicích únosnosti jakéhokoli nástrojového
materiálu.
metalworking world 39
Print n:o C-5000:541 CZE/01
© AB Sandvik Coromant 2010:1
Naše nástroje mají navíc jednu
neocenitelnou součást: nás.
Při hledání skutečně důmyslného nástrojového řešení, jsou
odborné znalosti na nejvyšší světové úrovni zcela nenahraditelné.
Žlutý plášť pro vás představuje záruku, že získáváte obojí. Nástroje
nejvyšší světové kvality i know-how, jak je co nejlépe používat.
Naše zkušenosti, načerpané z tisíců prověřených řešení pro
frézování, nám umožňují pomáhat vám snižovat náklady na
obráběnou součást, zvýšit využití stroje nebo zlepšit výslednou
kvalitu výrobku v jakékoli oblasti - od frézování šroubovicovou
interpolací, přes ponorné frézování, až po metody nájezdu a výjezdu
ze záběru.
Zní to zajímavě? Navštivte naše webové stránky nebo raději přímo
kontaktujte některého z odborníků ve žlutém plášti.
Think smart | Work smart | Earn smart
www.sandvik.coromant.com

Podobné dokumenty

výroční zpráva - Sdružení dopravních podniků ČR

výroční zpráva - Sdružení dopravních podniků ČR obnovy na městské rozpočty. Ostatní investice, důležité pro existenci MHD, jsou tak odkládány a problém „přestárlosti“ tak vzniká zejména u trakčního vedení, měníren a opravárenského zázemí. Považu...

Více

Schwanog NEWS 2/09

Schwanog NEWS 2/09 ­fascinující jako efektivní je nový postup k opracování šroubů do kostí. Nyní již třemi různými způsoby řešení vyhovíme veškerým nárokům. Nástroje Schwanog dostály všem slibům také v ­Polsku. Jedna...

Více

VV - Rozhodnutí o umístění stavby - stavební povolení

VV - Rozhodnutí o umístění stavby - stavební povolení V souladu s ustanovením § 87 stavebního zákona stavební úřad opatřením ze dne 5. 3. 2012 oznámil zahájení územního řízení dotčeným orgánům a účastníkům řízení podle § 85 odstavce I stavebního zákon...

Více

Zpravodaj - 4-2007 - Ovocnářské unie České republiky

Zpravodaj - 4-2007 - Ovocnářské unie České republiky Ze zápisu z předsednictva ze dne 29.8. 2007 v podniku Zemcheba v Chelčicích 1. Zhodnocení odbytu peckovin a bobulovin ze sklizně 2007 Sklizeň byla u většiny druhů průměrná nebo mírně podprůměrná. C...

Více

Výroční zpráva - Diecézní charita Plzeň

Výroční zpráva - Diecézní charita Plzeň pro naplnění jejího poslání, ale i těch, kteří pomoc Charity potřebují a naleznou radost, povzbuzení z její pomoci, a v neposlední řadě pak i vás, kteří dílo Charity doprovázíte a podporujete svoji...

Více