Metalworking World 1/2011

Vodní zdroje: globální krize
Je potřeba jednat!
1/11
časopis pro obchod a technologii od společnosti sandvik coromant
rusko:
cesta titanu
na výsluní
IGCC - Příslib
čistších
uhelných
elektráren
itálie:
odvážný krok
indie:
zrychlujeme
Shivani Jatileyová,
asistentka, obchodní
oddělení, JCB Indie.
zvyšujeme
výrobu
Úvodník
Tom erixon, Prezident společnosti Sandvik Coromant
Růst, inovace,
čistota a rychlost
Očekává se, že celosvětová poptávka po
elektřině vzroste během příštích dvaceti let
o osmdesát tři procent. Poptávku v současné
době pohání ekonomický rozvoj v asijských
zemích, kde se staví jedna nová elektrárna za
druhou, existující elektrárny se modernizují
pomocí nových turbín a spotřeba vysokolegovaných materiálů roste.
Navíc se očekává, že kapacita větrných
elektráren se do roku 2014 vůči dnešku
ztrojnásobí. Za deset let pokryje výroba větrné
elektrické energie osm procent světové
spotřeby.
„Tento výjimečný
růst vytváří nové
a větší nároky na
výrobce součástek
pro energetický
průmysl.”
Tento výjimečný růst vytváří nové a větší
nároky na výrobu součástek pro energetický
průmysl a jejich výrobce čeká celá řada
náročných úkolů spojených s jejich efektivní
výrobou. Více než kdy dříve je potřeba
vyrábět více součástek za méně peněz.
Efektivně vyrábět však nelze bez znalostí, a na
těch záleží stále více, především proto, že
nové
materiály, které se využívají k výrobě nových
vylepšených turbín, se těžko obrábějí.
a znalosti těžko obrobitelných materiálů jsou právě tím, v čem
společnost Sandvik Coromant vyniká.
Několik desítek let sloužíme leteckému
průmyslu, potýkáme se s těmi nejpřísnějšími
požadavky na kvalitu a nalézáme vysoce
účinná nová řešení. Požadavky v oblasti
energetického průmyslu se co do obtížnosti
přibližují požadavkům leteckého průmyslu,
a to nejen proto, že se firmy stále více
Nové technologie
2 metalworking world
zaměřují na produktivitu výroby a hledají
vysoce kvalitní řešení.
Jedním příkladem jsou nové, vysoce účinné
turbíny pro jaderné a uhelné elektrárny zítřka.
Víte, například, že výroba elektrické energie
v uhelných elektrárnách se podílí na celkové
výrobě energie čtyřiceti procenty a že se v
příštích dvaceti letech dokonce očekává
nárůst? Je naprosto zásadní, aby výroba v
nových uhelných elektrárnách byla čistší, ale
nové technologie staví před výrobce součástek
pro tyto elektrárny nové obtížné úkoly. Na
straně 20 si můžete přečíst o čistších způsobech výroby elektrické energie v uhelných
elektrárnách.
otočné věnce větrné turbíny pomáhají
optimalizovat její nastavení vůči větru. Věnce
se vyrábějí z ocelových odlitků a k tomu, aby
se z nich vyrobily vysoce přesné pohyblivé
součástky – o velikosti až šesti metrů - jsou
zapotřebí optimalizované nástroje. Na straně
38 se podíváme na několik nejnovějších
nástrojů, které šetří čas při výrobě otočných
věnců.
V řezných nástrojích, které se používají při
výrobě součástek pro energetický průmysl, se
skrývá ohromný potenciál, jehož rozvoj jde
ruku v ruce s rostoucími investicemi do větrné
i parní energie. Žijeme v opravdu zajímavé
době plné výzev!
Přeji vám příjemné čtení!
tom erixon
Prezident společnosti Sandvik Coromant
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:
Yvonne Strandberg. 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: Eva
Bengtson. Příprava pro tisk: Markus
Dahlstedt.Titulní stránka - foto: Peter
Jönsson.
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]
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, CoroTurn, CoroDrill,
T-Max jsou všechny registrované
obchodní značky společnosti Sandvik
Coromant.
Napište si o výtisk
Metalworking World zdarma.
Pošlete nám vaši adresu na
[email protected].
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 2011
14
4
Switchblade
Multi Mode
Vehicle – létající
motorka.
Dinesh Sharma
u skříně
převodovky
v továrně JCB
v Indii.
8
Luca Giordano,
muž s kuráží.
Zprávy ze světa
zpracování kovů...............4
Jak se čistí uhlí................ 20
Partnerství a nápady.......8
Velké otázky o vodě...... 32
Zrychlování výroby........14
Výhledy........................... 36
Funkční umění............... 19
Kompletní řešení........... 38
Cesta za slávou.............. 26
32
Nedostatek
čisté pitné vody
lze vyřešit.
Technologie
Silná
alternativa
Šetříme čas při
obrábění titanu
Jedinečné
geometrie
Metoda tvrdého
obrábění je dnes
zajímavější než
broušení. Mezi výhody
patří zvýšení
produktivity výroby,
nižší náklady a zvýšení
flexibility.
Monolitní stopkové frézy ze
slinutého karbidu a
jednoúčelové technologie
pro frézování šetří čas a
zvyšují kvalitu při obrábění
součástek pro letecký
průmysl.
Široká nabídka nástrojů,
osvědčené technické
dovednosti a středisko
aplikací pro vývoj a testo­
vání řešení, to je
kombinace, která přivede
obrábění hlubokých děr
na novou úroveň.
6
19
Zelené turbíny
budoucnosti
Součástky moderních a ekologicky šetrnějších
parních a plynových turbín je třeba obrábět
pomocí speciálních nástrojů, řešení a metod.
24 30
metalworking world 3
Zprávy
Haász Dezső je
ředitelem výroby jedné
z továren firmy
Linamar v Maďarsku.
“Naše zkušenosti využíváme
při výrobě součástek pro
větrné turbíny.”
1. Linamar je znám především
jako subdodavatel pro automobilový průmysl. Proč jste začali vyrábět
součástky pro větrné turbíny?
„V roce 2007 se firma Linamar Maďarsko
rozhodla využít růstu v oblasti větrné
energetiky, a to především proto, že jsme
již měli zkušenosti s výrobou vysoce přes­
ných součástek pro automobilový
průmysl.”
2. Přizpůsobili jste pro tuto
výrobu nějak zařízení vašich
továren?
„Ano. Rozšířili jsme výrobní kapacity a
investovali do nových CNC soustruhů,
vrtáků a brusek, a to především proto,
abychom byli schopni obrábět čtyřmetro­
vé dvouapůltunové hřídele.”
3. Jak využíváte Středisko
produktivity společnosti Sandvik
Coromant?
„Se společností Sandvik Coromant
spolupracujeme již sedm let a společně
jsme se dohodli na způsobu práce, který
nám vyhovuje. Sandvik Coromant školí
naše inženýry a obsluhy strojů, což nám
pomáhá vylepšovat výrobní procesy a
snižovat náklady.”
4. Lze říci, že se automobilový
průmysl odrazil ode dna?
„V současné době naše továrny pracují
na devadesát až devadesát pět procent
výrobní kapacity. V roce 2009 to bylo
sedmdesát pět procent, takže ano, po
našich výrobcích je velká poptávka – jed­
ná se především o hřídele, příruby, skříně
palivových čerpadel a turbonabíječek.”
O firmě linamar
Kanadský podnik Linamar je
výrobcem celé řady různých
přesných kovových součástek a
systémů pro automobilový a
energetický průmysl a pro odvětví
výroby mobilních telefonů. Firma
vlastní tři továrny v Maďarsku, z
nichž dvě úzce spolupracují se
Střediskem produktivity společnosti
Sandvik Coromant v Rumunsku.
>>> Přečtěte si více o firmě Linamar Corporation na www.linamar.com.
Stabilní řez
Pod jednou střechou
Soustružení. Až si příště
objednáte soustruh, objednejte jej s
CDI revolverovou hlavou od společnosti
Sandvik Coromant.
Tato revolverová hlava nabízí
stabilnější obrábění a menší vyložení
nástroje. Výsledkem je možnost použití
delších nástrojů, vyšší rychlost obrábění,
lepší kvalita obrobeného povrchu
součástky a delší trvanlivost břitu
nástroje.
CDI (Coromant Disc Interface) je
styčnou plochou mezi revolverovou
hlavou a rychloupínacím systémem
Coromant Capto. Tato styčná plocha
byla původně zkonstruována pro
výrobu automobilových součástek,
při níž stabilita, již zajišťovala revol­
verová hlava VDI, nebyla dostatečná.
Revolverovou hlavu lze rychle
vyměnit a díky rychlému upnutí je
ideální pro výrobu v malých dávkách.
produktivitA. Nová
knihovna nástrojů nabízí
kompletní řízení a zpracování
informací o řezných nástrojích,
bez ohledu na značku či
dodavatele.
Až dosud různé softwarové
programy ukládaly data různými
způsoby a pod různými jmény v
systému jenž nebyl ani
spolehlivý ani časově úsporný.
Firma Sandvik Coromant a
firma TDM, která se zabývá
know-how v oblasti zpracování
dat o nástrojích v rámci
společnosti Sandvik Tooling,
vyvinuly standardizovaný katalog
podle normy ISO 13399 pro
datové struktury, který se
snadněji a rychleji používá a
vyznačuje se lepším vizuálním
uspořádáním.
4 metalworking world
Upnutí je stabilní a tuhé a je vhodné pro
statické i rotující aplikace. Revolverová
hlava CDI je v nabídce na evropském
trhu již nějakou dobu, ale teprve nyní se
jako standardní produkt stala součástí
portfolia výrobků společnosti Sandvik
Coromant, které se nabízejí po celém
světě.
Nová revolverová hlava CDI
byla původně zkonstruována pro výrobu v automobilovém průmyslu.
Každá továrna, malá i velká,
která programuje stroje, teď
bude schopna převést montážní
údaje do jakékoli softwarové
aplikace pomocí intuitivního
propojení.
Knihovnu nástrojů tvoří tři
hlavní části:
Katalog: Dodavatelé nástrojů
do něj ukládají data svých
výrobků.
Moje položky: Výrobci mohou
zkopírovat data z hlavního
katalogu do vlastní soukromě
upravené sekce.
Moje sestavy: Uživatelé si
mohou sami manuálně či
automaticky tvořit z vybraných
dat sestavy nástrojů. Umožňuje
ukládání a získávaní parametrů
pro dvojrozměrné kresby a
trojrozměrné modely.
Sopronyi Gyula
Čtyři otázky pro Haásze Dezsőa
z korporace Linamar v Maďarsku:
Zkratkou přes
vrcholky
stromů!
Veletrhy. Veletrh IMTEX/Tooltech je populární
akce, která přitáhne návštěvníky ze všech koutů světa.
Veletrh se koná v Bangalore, kterému se přezdívá indické
„Silicon Valley“, v lednu 2011.
Již patnáct let, každý druhý rok, otevírá veletrh své
brány návštěvníkům a nabízí jim možnost seznámit se se
širokou škálou obráběcích strojů a řezných nástrojů.
Sandvik Coromant se při této příležitosti chystá předvést
nové výrobky, ale i navázat nová partnerství.
„Celý náš výstavní prostor se stane jednou z tzv.
Chytrých událostí“ ve žluté,” říká Gunnar Nälsen, zástupce
generálního ředitele pro marketink firmy Sandvik
Coromant v indickém Pune. „Chápeme se příležitosti,
protože čínský a indický trh prochází v současné době
doslova explozí.”
Veletrh organizuje Mezinárodní asociace výrobců
obráběcích strojů a místem konání je výstaviště
International Exhibition Centre v Bangalore 20. – 26.
ledna 2011.
samson motorworks
Připravuje se veletrh IMTEX/
Tooltech pro rok 2011
Létající motorka
Výzkum & Vývoj.
Máte dost dopravních zácp?
Brzy budete moci naskočit do
nové tříkolky a vzlétnout.
Firma Samson Motor­
works, malá konstrukční
společnost, která sídlí na
úpatí pohoří Sierra Nevada v
„Úprava a obrábění titanu jsou
velice drahé a výši nákladů
výrazně ovlivňuje cena
obráběcích nástrojů.”
Alexander Litvinov, hlavní vedoucí výroby v
ruské firmě VSMPO, která je výrobcem titanových součástek.
>>> Více se lze dočíst na straně 26.
šedesát šest tisíc liber, včetně
navigace a motoru o výkonu
sto dvaceti koní.
Switchblade, kříženec
Ferrari, motocyklu a letadla,
má skládací křídla, místo pro
dvě osoby a prostor pro
golfové hole.
S chutí do aplikací!
Veletrhy 2011
•Tooltech, 20. – 26. ledna, Bangalore, Indie
•TECMA, 8. – 11. března, Mexico City, Mexiko
•CIMT, 11. - 16. duben, Peking, Čína
•EMO, 19. - 24. září, Hannover, Německo
Kalifornii v USA, zkonstruova­
la prototyp létajícího
motocyklu, který nazvala
Switchblade Multi Mode
Vehicle. Prototyp bude
uveden na trh v roce 2011.
Motocykl, který si každý
smontuje doma, bude stát asi
Získejte ta nejlepší data
pro vaši výrobu přímo
z mobilu.
ekonomika. V současné
době lze optimalizovat výrobní
procesy, při nichž se soustruží,
frézuje a vrtá - v telefonu.
Nová volně přístupná aplikace
Machining Calculator App pro
telefony iPhone a Android vám
umožní lehce najít optimální
nastavení podle vámi zadaných
specifických požadavků.
Aplikace obsahuje nápovědu,
která poskytuje informace o
probíhajících výpočtech i o
datech, která je nutno zadat,
aby mohla kalkulace proběh­
nout. Její součástí je rovněž
možnost porovnání nákladů na
výrobní proces, díky němuž lze
zjistit, jaké náklady a kolik času
dokážete pomocí optimalizace
nástrojů ušetřit.
Aplikaci lze získat na
www.sandvik.coromant.com/
machiningcalculator nebo v
elektronickém obchodě iTunes
firmy Apple.
Diamantová cesta
Řešení. Firmu Precorp, se sídlem v USA,
proslavily účinné nástroje pro vrtání děr ze
slinutého karbidu, povlakované polykrystalic­
kým diamantem (PCD). Nyní se vysoce
vyspělá technologie povlakování firmy Precorp
dostane k výrobcům do celého světa díky
globální dodavatelské síti firmy Sandvik
Coromant.
Řešení od firmy Precorp spolu s dalšími
řešeními pro řezání a dokončování součástek
z náročných kompozitních materiálů lze získat
stejnou obchodní cestou jako výrobky firmy
Sandvik Coromant.
>>> Přečtěte si více o těchto řešeních na
www.sandvik.coromant.com/composite.
metalworking world 5
technologie
text: elaine mcclarence
úKOl: Dodržet požadavky na úzké
tolerance a kvalitu povrchu při obrábění
vysoce kvalitních součástí.
Řešení: Přejděte od broušení k
tvrdému obrábění (HPM) a využijte při
tom nejnovější geometrie a třídy pro
VBD na bázi CBN.
Obrat k tvrdému
obrábění
Tvrdé obrábění je vhodnou metodou pro
obrábění takových součástek, jejichž tvrdost
se pohybuje mezi 55–65 HRC. Vzhledem
k dnešní výrobě VBD na bázi kubického
nitridu boru (CBN) a keramických destiček
na bázi oxidu hlinitého, získává tvrdé
obrábění značný náskok před broušením.
Výhody tvrdého obrábění spočívají ve
zvýšení produktivity, nižších výrobních
nákladech i nákladech na součástku, ve
zvýšení flexibility a ve zjednodušení
výrobního procesu. Navíc je obrábění
metodou HPM bez použití chladiva
ekologičtější než tradiční broušení.
Společnost Sandvik Coromant využívá
nashromážděných znalostí a pokračuje ve
vývoji VBD z CBN i ve vývoji keramických
VBD za účelem usnadnění stále častějšího
tvrdého obrábění (a především HPT).
Do nabídky CBN břitových destiček patří
destičky jak pro náročné, přerušované řezy,
jako jsou CB7525, CB7025, a nejnověji i
CB7035, která bude brzy uvedena na trh, ale
také CB7015 pro plynulý nepřerušovaný,
stabilní řez. Kromě toho firma vyrábí
kvalitní VBD ze směsné keramiky CC6050,
která je nízkonákladovou alternativou pro
6 metalworking world
obrábění středně tvrdých součástek a pro
dokončování.
Na obrábění i kvalitu povrchu má rovněž
vliv geometrie břitových destiček. Geometrie Wiper a Xcel byly vyvinuty tak, aby byly
vhodné pro celou řadu aplikací a strategií.
WH Wipers jsou tažnými koňmi tvrdého
obrábění a nabízejí v porovnání se standardními tvary VBD vyšší produktivitu v
kombinaci s vynikající kvalitou obrobeného
povrchu a vynikající přesností. Pokud to tvar
součástky dovolí a současně nabízí dostatek
prostoru pro pohyb nástroje při obrábění do
rohu, geometrie Xcel je schopna zajistit
vynikající produktivitu. Další alternativou
pro tvarové obrábění jsou vyměnitelné
břitové destičky CoroTurn TR, které zaručují
vynikající stabilitu obrábění. Brzy budou
Případová studie
Pro jednoho výrobce ozubených kol z
tepelně zušlechtěné oceli znamenal přechod
k obrábění břitovou destičkou s geometrií
Xcel zvýšení rychlosti obrábění z 150 m/min
na 200 m/min, a tedy i zvýšení produktivity.
Produktivita výroby se zvýšila 2,9 krát a
trvanlivost břitu nástroje 1,3 krát.
Přechodem na VBD s geometrií Xcel
se produktivita výroby u výrobce
ozubených kol zvýšila 2,9 krát.
Nástrojové řešení:
VBD: Xcel, třída CB7015
Pracovní podmínky:
rychlost obrábění: 200 m/min
rychlost úběru materiálu: 0.34 mm/ot.
VBD pro tvrdé soustružení
Vybíráme nejlepší možné břitové destičky na bázi CBN pro různé aplikace.
CB7015
Nejlepší volba pro
nepřerušovaný,
plynulý řez
při velkých
rychlostech.
CB7025
Doporučujeme
pro lehký
přerušovaný řez
při středních
a vysokých
rychlostech.
CB7035
Nejlepší volba
pro přerušovaný
řez při středních
rychlostech.
CB7525
Řešení pro
přerušované
hrubování při
nízkých až středních rychlostech.
Řezná rychlost
Houževnatost
Technologie Safe-Lok je ideální
metodou upnutí špičky z CBN do
karbidového polotovaru. Safe-Lok
je kombinací pájeného a
mechanického spojení, které se
vyznačuje tuhostí a spolehlivostí.
Nízká
Vysoká
Jednotlivé díly vzorové součátky na obrázku reprezentují jednotlivé
způsoby obrábění a pro ně optimální VBD.
uvedeny na trh také vyměnitelné břitové
destičky CoroTurn TR na bázi kubického
nitridu boru s unikátním lůžkem břitové
destičky, zajišťujícím zvýšenou stabilitu
procesu.
při každém obrábění je bezpečnost
naprosto zásadní požadavek, a při tvrdém
obrábění neméně. Systém Safe-Lok, který
upíná špičku VBD z CBN v karbidovém
polotovaru je kombinovaným mechanickým
a pájeným spojením, které zajišťuje tuhost
a spolehlivost obrábění a umožňuje hluboký
řez.
Tato metoda upínání zvyšuje odolnost
proti mechanickému a tepelnému zatížení.
Tato odolnost se bezprostředně promítá do
bezpečnosti celého procesu obrábění, kdy se
snižuje riziko přetížení CBN špičky břitové
destičky či dokonce jejího uvolnění.
Soustružení závitů, drážkování a frézování
tepelně zušlechtěných součástí je rovněž
možné. Břitové destičky na bázi CBN pro
tyto operace jsou dnes standardní součástí
nabídky společnosti Sandvik Coromant.
Tvrdé obrábění se běžně provádí bez
použití chladiva, protože břitové destičky na
bázi CBN a také keramické destičky jsou
schopny snášet vysoké řezné teploty, čímž
dochází k úsporám na nákladech. V případě,
že je potřeba zajistit tepelnou stabilitu
obrobku, je možné spolu s břitovou
destičkou na bázi CBN použít vysokotlaký
chladicí systém (až do 70 barů), čímž se
usnadní odvod třísek.
Tvrdé obrábění se začíná výrazně
prosazovat v automobilovém průmyslu, kde
se používá při výrobě součástek hnacího
ústrojí jako jsou převody, ozubená kola,
pastorky a hřídele, ale lze jej potenciálně
využít pro výrobu i v jiných odvětvích –
například, při výrobě ložisek a součástek
převodovek.
Shrnutí
Unikátní geometrie a třídy VBD od
společnosti Sandvik Coromant přispívají
k rozvoji tvrdého obrábění jako vysoce
efektivní alternativy broušení při dokončo­
vání tepelně zušlechtěných součástek.
K dosažení vysoce kvalitního obrobeného
povrchu součástky, lze použít výrobky z
katalogové nabídky firmy jako například
vyměnitelné břitové destičky Wiper a Xcel,
které brzy doplní i VBD na bázi CBN
CoroTurn TR pro tvarové obrábění.
Třídy pro VBD na bázi CBN CB7015 a
CB7025 brzy rozšíří nové třídy CB7525
a CB7035. Vynikající vlastnosti těchto
novinek násobí použití vysokotlakého
chladicího systému, který zajišťuje lepší
tvorbu a odvod třísek.
metalworking world 7
text: massimo condolo
foto: Maurizio Camagna
Odvážný
krok
Borgo San Dalmazzo, Itálie. Pro malou firmu
zaměřující se na přesné obrábění to byla velká výzva,
ale Costruzioni e Lavorazioni di Precisione se odvážila
přijmout zakázku na výrobu obrovské součástky pro
jaderný reaktor.
„Neprodávej medvědí kůži, než
medvěda zabiješ”, říká jedno oblíbené rčení,
které se rozšířilo v provincii Cuneo v severozápadní Itálii. Ale je to již dávno, co se zde
lovili medvědi. Dnes je oblast známá
především díky potravinám jako například sýr
Castelmagno, vína Barolo a Barbaresco a
maso z tučných volů z Carrù. Luca Giordano,
výkonný ředitel firmy Costruzioni e Lavorazioni di Precisione (CLP) v Borgo San
Dalmazzo však přesto zmiňuje toto rčení,
když hovoří o novém projektu - výrobě velké
hmotné součástky pro jaderný reaktor -, na
kterém firma začíná pracovat. Když firma,
která se nachází asi osmdesát kilometrů na jih
od Turína, přijala tuto zakázku, tak se vlastně
zachovala v rozporu s radou, která se ve rčení
ukrývá. Giordano říká, „Prodáváme medvědí
kůži, než medvěda zabijeme.” Takové
rozhodnutí si vyžádalo hodně odvahy –
a silného partnera, jako je Sandvik Coromant.
CLP nemá svůj stálý sortiment výrobků.
Místo toho, společnost funguje jako subdoda8 metalworking world
Vodorovná vyvrtávačka obrábí vnější plochy těla
čerpadla pro jaderný reaktor.
Frézovací hlava pro čelní frézování, která pomáhá
firmě CLP ušetřit 30 000 eur na dávku.
vatel pro různé firmy z oblastí, jako je výroba
energie, jaderný výzkum, stavebnictví, výroba
obráběcích strojů a letectví. Do továrny se
přivážejí výkresy a hrubé odlitky a vycházejí
z ní hotové součástky, připravené pro montáž
nebo další obrábění.
Firma se specializuje na výrobu ocelových
konstrukcí a velmi přesné obrábění velkých
hmotných součástek. Tyto součástky, které
jsou tak obrovské, že se přivážejí a odvážejí
speciálními nákladními vozy v noci, kdy je
nejmenší provoz, se obrábějí v tolerancích
setin milimetru. Mezi projekty, na nichž se
CLP v poslední době podílela, patří například
výroba čerpadel pro nukleární reaktory,
součástek pro experimentální fúzní reaktory či
Luca Giordano
Věk: 35
Žije: v centru města Borgo
San Dalmazzo v italské
provincii Cuneo
Rodina: ženatý s učitelkou
výtvarného umění; dvě děti
ve věku pěti a dvou let
Vzdělání: Titul v oboru
obchod a ekonomie
z univerzity v Turíně
Záliby: Chůze a běh.
metalworking world 9
Stručně o CLP
Firma Costruzioni e Lavorazio­
ni di Precisione či CLP sídlí
v Borgo San Dalmazzo v
provincii Cuneo v severozá­
padní Itálii. Byla založena v
roce 1973 a specializuje se na
výrobu ocelových konstrukcí.
V posledních několika
letech se firma CLP zaměřila
také na přesné mechanické
obrábění. V současné době
asi šedesát procent výrobního
času tvoří přesné obrábění
součástek nadměrných
velikostí; zbývající čas se
věnuje výrobě ocelových
konstrukcí. Kromě výroby
nových součástek se firma
rovněž zabývá opravami
starších výrobků.
Firma CLP má dvacet jedna
zaměstnanců: třináct obsluh
stroje, pět konstruktérů a tři
ředitele. V roce 2009 činil
obrat společnosti 3 miliony
eur, což bylo o 1,4 milionu eur
více než v roce 2004.
Výměna frézovací hlavy
pro čelní frézování za
vysoce výkonnou R300 s
VBD o průměru dvaceti
milimetrů.
Aurora Baraccoová,
manažerka kvality v CLP
(vpravo), dává pokyny
obsluze stroje Francescovi Altanesovi.
10 metalworking world
rypadel pro hloubení koryt pro potrubí nebo
tunelů pro podzemní dráhy. Když se firma
rozhodne přijmout novou zakázku, je období
přípravy naprosto zásadní. Faktorů, které
mohou výrazně ovlivnit čas výroby i výši
nákladů daného výrobního procesu je celá
řada: trvanlivost břitových destiček, pohyb
nástroje v místech, kde je omezený prostor,
vlastnosti materiálu, jako je korozivzdorná
ocel a litina či přítomnost křemičitých
vměstků v odlitcích, což jsou velmi tvrdé
částečky, které vznikají při odlévání a
přispívají k velmi rychlému opotřebení VBD.
„A právě tady,“ říká Giordano, „se desetileté
partnerství firmy CLP se společností Sandvik
Coromant opravdu vyplatí.“
„To, že se můžeme spolehnout na partnera,
který pomáhá našemu technickému personálu
hned od prvních okmažiků práce na projektu,
je nesmírně důležité,” zdůrazňuje. „Pouze
Firma CLP, která se
specializuje na výrobu
ocelových konstrukcí a
vysoce přesné obrábění
velkých součástek, je
partnerem firmy Sandvik
Coromant již deset let.
„To, že se můžeme spolehnout na
partnera, který pomáhá našemu
technickému personálu hned od
prvních okamžiků práce na projektu,
je nesmírně důležité.”
Luca Giordano, výkonný ředitel firmy Costruzioni e Lavorazioni di Precisione (CLP)
díky společnému vyhodnocení a výběru
nástrojů, které se budou používat, a v případě
potřeby i díky zkonstruování speciálních
nástrojů můžeme ‘prodávat medvědí kůži,
ještě než medvěda zabijeme.’”
Firma CLP nedávno obráběla plochy těla
čerpadla pro nukleární reaktor. Součástka,
která měla průměr 3,5 metru a vnější kulovou
plochu, se do továrny dostala jako polotovar
a měla se zde dokončit pomocí frézování a
soustružení na požadované rozměry (vnější
povrch součástky se měl poté dokončit u
zákazníka a podrobit rentgenovým zkouškám
a zátěžovému tlakovému testu).
V továrně firmy CLP v Borgo San
Dalmazzo se součástka obráběla ve třech
fázích – dvě na portálovém obráběcím centru
a jedna na vodorovné vyvrtávačce (viz
rámeček). Technický personál firmy Sandvik
Výměna VBD o
průměru dvaceti
milimetrů.
Podívejte se na video klip na www.youtube.com/sandvikcoromant
metalworking world 11
Coromant pomáhal při jednotlivých fázích
obrábění, ale především spolupracoval s
CLP na fázi číslo dvě.
„Když nás firma CLP požádala o radu
ohledně použití rotačního stolu portálového
obráběcího centra, doporučili jsme jí upínací
systém Coromant Capto C8 [manuální verzi]
připevněný do speciálního bloku, který se
propojil se smýkadlem, a umožnil tak
provedení požadovaného vnitřního a vnějšího
soustružení,” vysvětluje Giorgio Signori, manažer firmy Sandvik Coromant pro severozápadní
oblast Itálie. „Obráběcí centrum jsme proměnili
ve vertikální soustruh.”
V této fázi se tělo čerpadla soustružilo, ale
zároveň frézovalo – operaci komplikoval
materiál součástky, její povrch pokrývala
tvrdá kůra po lití i tvar. Simone Guglielmetto,
místní zástupce firmy Sandvik Coromant
vysvětluje, že řešení, k němuž spolu s
technickým personálem firmy Sandvik
Coromant dospěli, spočívalo v použití frézy
R300 s VBD o průměru dvaceti milimetrů,
díky čemuž se nad očekávání prodloužila
doba kontaktu nástroje se součástkou i se
zlepšily parametery obrábění.
Po dokončení této fáze se tělo čerpadla
přemístilo na frézu Lazzati k frézování
vnitřních ploch. Ale frézu Lazzati lze použít
s VBD pouze do průměru sto šedesáti
milimetrů a v tomto případě bylo nutno použít
frézu o průměru pěti set padesáti milimetrů.
„Doporučili jsme firmě CLP použít
Giorgio Signori, Simone Guglielmetto a Valter
Angius z firmy Sandvik Coromant.
speciální kotoučovou frézu N331 o průměru
pěti set padesáti milimetrů,” vzpomíná Valter
Angius, obchodní zástupce firmy Sandvik
Coromant. „Vyznačuje se pozitivní geometrií,
která nemá negativní vliv na stabilitu stroje.”
Díky delšímu kontaktu nástroje se
součástkou a delší trvanlivosti VBD byla
firma CLP schopna ušetřit 30 000 eur na
jednu dávku.
„Ukázalo se, že technická podpora je
mnohem důležitější než cena nástroje,”
vysvětluje Giordano. „Díky poradenství, které
poskytuje technický personál společnosti
Sandvik Coromant, se jejich výrobky
vyznačují vynikajícím poměrem kvality a
ceny, a to přesto, že se jejich cena může zdát
na první pohled vysoká. Právě z tohoto
důvodu používáme výrobky firmy Sandvik
Coromant v naší výrobě z více než osmdesáti
procent u běžných zakázek a stoprocentně v
případě obrábění čerpadel pro reaktory.”
technický pohled
Nekonvenční metody přinesly vynikající výsledky
Firma CLP požádala techniky z
firmy Sandvik Coromant, aby jí
pomohli najít způsob, jak co nejlépe
frézovat a soustružit velké hmotné
odlitky (o průměru asi 3,5 metru)
těla čerpadla. Požadavky firmy CLP
si žádaly nekonvenční řešení.
Společnost chtěla využít obráběcí
centrum jako soustruh (přestože
jeho výkonnost byla nižší než by
byla u opravdového soustruhu), při
čemž chtěla využít frézu o průměru
pětiset padesáti milimetrů, to jest
podstatně větší než byla pro dané
12 metalworking world
obráběcí centrum vhodná, a aniž by
docházelo ke kompromisům v
přesnosti požadovaných rozměrů.
CLP rovněž chtěla zvýšit výrobu tím,
že se zkrátí výrobní i strojní časy.
„Spolu s technickým personálem
firmy CLP jsme otestovali dráhu
nástroje na trojrozměrném
modelu,” vysvětluje Simone
Guglielmetto, oblastní zástupce
firmy Sandvik Coromant. „Zvolili
jsme krátké frézy velkých průměrů,
abychom předešli vibracím, které
by mohly negativně ovlivnit
rozměrovou přesnost.”
Pro první fázi obrábění (frézování
na obráběcím centru) se použila
R200, prstencová fréza s kruhovými
VBD, kterou v září 2009, vzápětí po
uvedení na trh, nahradila vysoce
výkonná fréza R300 s VBD o
průměru dvaceti milimetrů. Pro
druhou fázi se použila upínací
spojka Coromant Capto C8, která
umožnila soustružení některých
vnitřních a vnějších ploch na
rotačním stole obráběcího centra.
Sandvik Coromant se účastnil i této
druhé fáze, během níž se frézou
obráběly různé vnitřní plochy.
„Výrobce obráběcího stroje
doporučoval použít VBD pro
frézování o maximálním průměru
sto šedesáti milimetrů,” vypráví
Guglielmetto. „S firmou CLP jsme
podnikli experiment se speciálně
navrženou a vyrobenou kotoučovou
frézou N331, o průměru pěti set
padesáti milimetrů. Dosáhlo se
vynikajících výsledků a navíc v
požadované kvalitě a přesnosti bez
kompromisů.”
bleskem
text a foto: Toby Selander
Umělkyně v říši kovu
Carrol Boyesová vytváří z kovu unikátní kuchyňské nádobí.
V devadesátých letech minulého století
se po jihoafrickém Cape Townu začalo
šeptat, že umělecká kovářka Carrol
Boyesová vyvinula speciální recepturu
pro výrobu tvárné cínové slitiny. Tato
receptura Boyesové umožnila vytvářet
z kovu cosi, čemu ona sama říká „funkč­
ní umění,” a v tomto případě se jedná o
neobvykle tvarované kuchyňské nádobí.
Na každém šprochu pravdy trochu.
Boyesová vysvětluje: „Cínová slitina
obsahuje podle mezinárodních
standardů z devadesáti procent cín;
zbytek je měď a antimon. Já také
používám z devadesáti procent cín, ale
zbytek [receptury] je tajemství.” Směs
se roztaví a promíchá při přibližně tři sta
dvaceti stupních Celsia a teprve potom
se vlije do zvláštních forem. Kromě
cínové slitiny Boyesová pracuje s
hliníkem a korozivzdornou ocelí a
brzy se chystá pustit i do bronzu.
Boyesová začala vyrábět kovové
objekty v roce 1991 ve svém sklepě.
Dnes vlastní továrnu v Tzaneenu v Jižní
Africe, a vyrábí devět set tisíc předmětů
ročně. Co začalo jako láska k tvorbě,
designu a ke kovu, se dnes
rozvinulo v úspěšnou meziná­rodní
společnost.
Boyesová původně prodávala
výrobky místním, ale dnes si již
našly cestu k zákazníkům po celém
světě - patří mezi ně i Whoopi
Goldbergová, Samuel L. Jackson
a arcibiskup Desmond Tutu.
Podnikatelka.
Carrol Boyesová, 55, navrhuje
unikátní objekty z tvárné
cínové slitiny. Její firma zaměstnává pět set lidí, především
místních žen, v továrně
v Tzaneenu v Jižní Africe.
Mahinder Narang, vedoucí
montáže firmy JCB v Indii, u
nakladače v továrně v
Ballabgarhu v provincii
Haryana v Indii.
text: Jean macfarlane
foto: Christina Sjögrenová
Období rozmachu
– to je dnešní Indie
Ballabgarh, Indie. Obrovský nárůst investic ve
stavebnictví postavil firmu JCB před zásadní úkol: najít
způsob, jak vyrábět více strojů na stávajícím vybavení –
nebo ztratit zakázky.
14 metalworking world
Fakta O firmě jcb
Firma JCB je jedním z
předních světových výrobců
stavební techniky. Rodinná
firma, kterou v roce 1945
založil ve Velké Británii
Joseph Cyril Bamford dnes
vyrábí více než tři sta modelů
stavebních a zemědělských
strojů na čtyřech kontinen­
tech. Firma JCB India Limited
je dceřinnou společností JCB
UK a v Indii působí od roku
1980. Je největším výrobcem
stavebních strojů v zemi a má
tři továrny – jednu v
Ballabgarhu v provincii
Haryana, a dvě v Pune
v provincii Maharashtra –
V dnešní době je v Indii těžké najít
kout, kde by nějaká stavba nebyla v plném
proudu. Zdá se, že ve městech po celé zemi
vyrůstají silnice, nadjezdy, sídliště a nákupní
centra doslova přes noc.
Není divu, že firmy, které dodávají vybavení pro tuto stavební konjunkturu zaznamenávají vysoký nárůst poptávky. Jednou z nich je
i firma JCB Indie, dceřiná společnost firmy
JCB UK. Firma JCB začala podnikat v Indii
v roce 1980 a dnes vyrábí každý druhý
stavební stroj, který se zde prodá.
Továrna firmy JCB v Ballabgarhu v
provincii Haryana se specializuje na výrobu
dvou výrobků firmy, které se po světě staly
bestselery, nakladačů 3DX a 4DX – víceúče-
které vyrábějí celou řadu
nakladačů, kolesových
nakladačů, rypadel, bagrů
a ližinových nakladačů.
Celkem v továrnách pracuje
jeden tisíc devět set
zaměstnanců a roční obrat je
třicet miliard indických rupií
(asi 530 milionů eur).
Utkarsh Agarwal, zástupce generálního ředitele divize pro výrobu
převodovek v továrně v Ballabgarhu, zakusil na vlastní kůži
současný prudký nárůst poptávky
po stavební technice v Indii.
v továrně v Ballabgarhu, vzpomínají:
„Poptávka začala výrazně růst,” říká Agarwal.
„Počet nakladačů vyrobených za měsíc se
téměř zdvojnásobil. Všude po Indii se stavělo.
A k tomu připočtěte všechny nové stavby,
které byly zadány v rámci
příprav na Hry britského
společenství [konající se v roce
2010] v Dillí. Uvědomili jsme si,
že je potřeba rychle zareagovat a
výrobu zvýšit.”
lových obrů, kteří za tři minuty
dokážou udělat práci, která by
čtyřiceti lidem trvala čtyřicet
hodin. Firma je v současné době
jedničkou na indickém trhu, se
sedmdesáti pěti procenty trhu.
Koncem roku 2009 se firma
Firma JCB občas zadává výrobu
ocitla v situaci, kdy nebyla
součástek a panelů jiným
schopna uspokojit poptávku. Indie
firmám, ale vysoce přesné
se pomalu dostávala z ekonomické
převodovky se vždy vyrábějí
krize a objednávky se hrnuly jedna Subir Kumar Chowdhary
ve firemní továrně. Aby udržela
za druhou.
krok s poptávkou, firma se
Subir Kumar Chowdhary, viceprezident a
rozhodla urychlit výrobu litinových skříní.
obchodní ředitel firmy JCB, divize nakladače,
Nebylo to jednoduché, protože čtyři z
a Utkarsh Agarwal, zástupce generálního
dvanácti horizontálních obráběcích center se
ředitele v oddělení pro výrobu převodovek
v té době začaly využívat pro práci na jiném
metalworking world 15
Pooja Varshneyjová (vlevo) a
Ashmita Mishraová, asistentky
ředitele pro vývoj produktu,
před montážní halou v továrně
JCB v Ballabgarhu v Indii.
Dinesh Sharma, divize pro
výrobu převodovek, při zakládání skříně převodovky v továrně
JCB v Indii.
Dokončování rypadla.
Na konci roku 2009 se
poptávka po rypadlech
firmy JCB téměř
zdvojnásobila.
projektu a firma JCB nechtěla investovat do
nových obráběcích center. K tomu, aby se jí
podařilo udržet krok s poptávkou, bylo
zapotřebí najít způsob, jak vyrábět součástku
rychleji – a v ideálním případě i levněji.
Před továrnou v Ballabgarhu stál ještě
další úkol. Nástroje, které se používaly v
obráběcích centrech, neúměrně zatěžovaly
vřetena, která se rychle opotřebovávala a
ničila a jejich trvanlivost se výrazně zkrátila.
Agarwal pracoval v továrně v Ballabgarh
teprve několik měsíců a v té době měl již za
sebou úspěšnou kariéru ve stejném odvětví.
V období, kdy byl zaměstnán u jiných
společností, se podílel na řešení několika
projektů spolu s firmou Sandvik Coromant a
uvědomil si, že i v tomto případě nastal čas,
se na firmu obrátit a požádat ji o pomoc.
„Firma Sandvik Coromant mi v Indii různě
pomohla již několikrát před tím,” vysvětluje.
„Byl jsem si jist, že i v tomto případě nám
pomohou najít řešení.”
A Sandvik Coromant skutečně řešení našel.
Technici navrhli firmě JCB, aby investovala
do jednoho z jejích nejnovějších výrobků,
VBD CC6190 pro frézování ze siliciumnitridové keramiky, neobyčejně odolného
materiálu, jehož složení bylo navrženo
speciálně pro vysokorychlostní obrábění
litiny. Tento nástroj měl nahradit VBD ze
slinutého karbidu, které se v továrně pro tento
projekt dosud používaly.
„Věděli jsme, že potřebujeme radikální
změnu, ale zdráhali jsme se,” vzpomíná
Agarwal. „Ke keramice, jakožto křehkému
materiálu, jsme neměli důvěru a obávali jsme
se, že se bude snadno lámat.”
Amit Raina, obchodní zástupce firmy
Sandvik Coromant v Dillí, vypráví: „Viděli
jsme, že se zdráhají a uvědomili jsme si, že
jim výhody nové technologie musíme
předvést v praxi. Dali jsme dohromady tým –
několik lidí z JCB, několik lidí od nás – a
vyzkoušeli jsme nástroje přímo v továrně.
Tři krát rychlejší než karbid
Soumik Sarkar je inženýr, zabývající
se zvyšováním produktivity ve firmě
Sandvik Coromant India a klíčovým
členem týmu, který navrhl
technické řešení podle požadavků
firmy JCB.
„Jakmile jsme si ujasnili cíle
firmy JCB, proběhla detailní analýza
výrobního procesu, při níž se
ukázalo, že nejlepších výsledků
bude možné dosáhnout s
keramickými VBD pro frézování
spíše než s dosavadními VBD ze
slinutého karbidu,” vysvětluje.
„Potom následovaly testy v
továrně.“
„Keramika je velmi tvrdý
materiál; je schopna vydržet
rychlost obrábění mezi 900 a 1 000
metry za minutu, to jest rychlost tři
krát vyšší než snese VBD ze
slinutého karbidu. Fréza je pak
samozřejmě mnohem výkonnější.”
Původně se k hrubování skříně
převodovky frézováním použilo
čtrnáct břitových destiček a doba
obrábění byla 1,1 minuty. Tým
ukázal, že stejnou práci lze provést
za třicet sekund frézou s pěti
keramickými destičkami – tedy
o polovinu rychleji.
Použití menšího počtu destiček
je výhodnější i pro samotné
obráběcí centrum.
Se čtrnácti VBD ze slinutého
karbidu, které se původně
používaly, bylo vřeteno zatíženo
osmdesáti procenty z celkového
příkonu. Při použití pěti keramic­
kých destiček se snížilo zatížení
vřetena na méně než čtyřicet
procent příkonu.
„Méně destiček znamená menší
zatížení vřetene,” vysvětluje Sarkar.
„Což se rovná menšímu opotřebení,
méně opravám a delší trvanlivosti
stroje.“
„A přestože jsou keramické VBD
dražší než VBD ze slinutého
karbidu, skutečnost, že na fréze se
jich použije pět místo čtrnácti
zvyšuje výši úspor.”
metalworking world 17
Zleva: Soumik Sarkar, inženýr pro zvyšování
produktivity, Utkarsh Agarwal zástupce
generálního ředitele divize pro výrobu
převodovek, a Dinesh Sharma, zástupce
vedoucího výroby převodovek, diskutují o
problému týkajícího se frézování, jemuž JCB
India čelí.
První testy nebyly uspokojivé, ale upravili
jsme průchod nástroje a optimalizovali
nastavení na obráběcích centrech. Nakonec se
nám podařilo dosáhnout výsledků, v jaké jsme
doufali.”
Odolnost keramiky a její schopnost snášet
mnohem vyšší řezné rychlosti než VBD ze
slinutého karbidu přinesla ohromující
výsledky. Namísto čtrnácti VBD ze slinutého
karbidu bylo zapotřebí jen pět keramických
VBD a fréza byla najednou mnohem
výkonnější.
A výsledek? Náklady na VBD na frézu se
snížily, opotřebení vřeten se omezilo a časy
výrobního cyklu jedné součástky se zkrátily
na polovinu.
V únoru roku 2010 dosáhla výroba
nakladačů v továrně v Ballabgarhu takové
výše, že se jí nevyrovnala žádná výrobní linka
firmy JCB na celém světě.
Masivní nárůst výroby otřásl - v pozitivním
slova smyslu - celou továrnou.
18 metalworking world
„Požadavky na stále více a více litiny pro
výrobu skříní převodovek se hrnuly téměř
nepřetržitě,” říká Shivani Jatileyová, asistentka
vedoucího nákupního oddělení. „Objednávali
jsme téměř dvakrát více než dříve. Již před tím
mě několikrát požádali, abych objednala více
materiálu, ale nikdy v takovém množství.”
tohoto projektu přesvědčil Agarwala,
aby firma JCB Ballabgarh začala spolu s
firmou Sandvik Coromant pracovat na
Programu zvyšování produktivity.
„Firma je pro nás vlastně partnerem s
rozšířenou působností,” vysvětluje. „Pracujeme společně jako tým a hledáme řešení.”
Subir Kumar Chowdhary, výkonný
viceprezident a obchodní ředitel firmy JCB,
divize nakladače, souhlasí. „Náš vztah s
firmou Sandvik Coromant se dá označit jako
strategické partnerství,” vysvětluje. „Její
zaměstnanci přinášejí inovace, poskytují
podporu v klíčových oblastech, kde nalézají
prostor pro zlepšení, a navíc usnadňují práci
našim chlapcům. Díky spolupráci s nimi
získáváme nejnovější znalosti o nástrojích
a dovednosti v oblasti obrábění. Výhoda
takového partnerství není jedna, je jich
mnoho.”
Úspěch
ÚKOL V KOSTCE
Úkol:
Urychlit výrobu skříní převodovek a
zároveň zamezit nezvykle vysoké míře
opotřebení vřeten fréz a snížit výrobní
náklady na součástku.
Řešení:
Nahradit dosavadních čtrnáct
karbidových VBD ve fréze pěti novými
keramickými destičkami od firmy
Sandvik Coromant, které umožní
obrábět při výrazně vyšších rychlos­
tech než dosud.
Výsledek:
Snížení nákladů na VBD a na frézu,
omezení míry opotřebení vřeten, a
zkrácení času výroby jedné součástky
o polovinu.
technologie
text: turkka kulmala
úkol: Čelní frézování součástek z vysoce
pevných slitin pro letecký průmysl je obvykle
velice zdlouhavé.
Řešení: Monolitní karbidové stopkové frézy a speciální technologie
frézování jsou výborným řešením.
Rychlejší obrábění
žáruvzdorných superslitin
(HRSA) a frézování titanu
Letecká součástka přijde při obrábění až o
osmdesát procent hmotnosti, a proto může
být její výroba časově velmi náročná. Doba
výroby je proto jedním z nejdůležitějších
faktorů, na něž je třeba se zaměřit. Při
hrubování se výrobce většinou soustředí
na maximální rychlost úběru materiálu.
Běžným řešením je použití nástrojů o
velkých průměrech s tím, že se ponechá
určité množství materiálu součástky pro
dokončovací frézování a obrábění načisto.
Protože tyto operace zabírají značnou část
z celkového času obrábění, je možné jejich
optimalizací dosáhnout velkých časových
úspor.
Při dokončovacím frézování se materiál
odebírá monolitními karbidovými stopkovými frézami. Nejlepší kvality povrchu
součástky lze při frézování monolitními
karbidovými stopkovými frézami dosáhnout zachováním malého radiálního úhlu
i šířky řezu a zvýšením počtu zubů, řezné
rychlosti i hloubky řezu. Mezi doporučené
dokončovací druhy obrábění patří obrábění
do rohu a trochoidální frézování drážek.
Součástky trupu letadla mají obvykle
kvůli hmotnosti tenké stěny. Ty se potom
frézují souběžně i protiběžně (tzv. cikcak),
nejprve s menší hloubkou řezu po jedné
straně a teprve potom s normální hloubkou
řezu, střídavě po jedné a druhé straně.
Frézy ze slinutého karbidu vyžadují tuhé
upnutí i CNC řízení s vynikající spolehli-
vostí. Nezbytné jsou přesné upínače,
vyznačující se minimálním házením
(stoprocentní nárůst házení snižuje
trvanlivost břitu nástroje o padesát procent).
Při obrábění titanu a superslitin (HRSA) se
musí použít chladivo, které usnadní odvod
třísek a zároveň přispěje ke snížení teploty
v oblasti řezu. Lepší výkon nástroje lze
zajistit přívodem chladiva pod vysokým
tlakem vnitřkem nástroje.
Doporučená monolitní karbidová
stopková fréza má 50° úhel šroubovice, tvar
drážek, optimalizovaný podle jejich počtu,
ostré břity s pozitivním úhlem čela, malou
čelní plochu, pravoúhlou spíše než sraženou
špičku a vysoce účinný povlak. Tento typ
frézy lze využít v případech, kdy je potřeba
zajistit lepší přístup nástroje, lepší kontakt
s materiálem a omezit vibrace.
Zachováním malého úhlu záběru a
šířky řezu při větším počtu zubů, řezné
rychlosti i hloubky řezu lze při
frézování monolitními karbidovými
stopkovými frézami dosáhnout
nejlepší kvality povrchu součástky.
shrnutí
Stěny součástky se frézují souběžně i
protiběžně (tzv.cikcak) nejprve s menší
hloubkou řezu po jedné straně, a poté s
normální hloubkou řezu střídavě po jedné
a druhé straně.
Monolitní karbidové stopkové frézy
a speciální technologie frézování jsou
bezpečným a produktivním řešením pro
obrábění součástek pro letecký průmysl.
metalworking world 19
text: maria bengtsson
Čistší uhlí
pro lepší
budoucnost
Po celém světě se v energetickém průmyslu
usiluje o snižování emisí CO2, ale zároveň i
o zlepšení účinnosti a ziskovosti.
Obecné povědomí o negativním vlivu
emisí oxidu uhličitého roste a spolu s tím
roste tlak na náhradu uhlí obnovitelnými
zdroji při výrobě elektrické energie. Ale obecně se předpokládá, že na uhlí budeme závislí
ještě deset, a možná i více let.
Dnes se z uhlí získává zhruba čtyřicet procent
celosvětové produkce elektrické energie.
Kvůli výrazně rostoucím cenám ropy a
zemního plynu v posledních několika letech,
rostoucí celosvětové produkci a trvalému
růstu počtu obyvatel na zemi, vzroste celkový
podíl uhlí na výrobě elektrické energie na
čtyřicet čtyři procent v roce 2030.
Vezmou-li se v úvahu všechny tyto
faktory, není, alespoň podle úsudku mnoha
odborníků, vhodné, aby se uhlí přestalo
20 metalworking world
využívat již dnes. Spíše by se jeho spotřeba
měla zkvalitnit a „vyčistit“. Výzkumné
ústavy, korporace i vlády v celé řadě zemí
společně pracují na vyřešení problému
spojeného s emisemi oxidu uhličitého a snaží
se navrhnout efektivnější uhelné elektrárny.
V čele tohoto multilaterálního úsilí stojí Čína
a Spojené státy.
„Tyto dvě země sice vypouštějí do
vzduchu nejvíce zplodin, ale zároveň se obě
snaží uspět v rychle rostoucím odvětví
výroby čisté energie,” vysvětluje Rachel
Cleetusová, ekonomka klimatoložka,
z organizace Union of Concerned Scientists,
v časopisech US News & World Report.
Ze spolupráce se pomalu rodí nová
technologie spalování, díky níž by se
množství emisí mělo blížit nule. V současné
době jsou na trhu tři systémy pro výrobu
primárně čisté uhelné energie (CCT). Dva
vycházejí z tradičního způsobu spalování
prachového uhlí, při němž se vyrábí pára pro
parní turbíny, které pak vyrábějí elektřinu.
Jeden pracuje na bázi tzv. spalování paliva
s kyslíkem (oxy-fuel technology), při němž
vzniká koncentrovaný CO2, který není
kontaminován dusíkem. Při druhém jde o tzv.
spalování paliva se vzduchem (post-combustion capture), kdy se spaliny chemicky upraví
a odstraní se z nich CO2.
Třetí, dosud nejméně testovaný je systém
integrovaného zplynování (IGCC). Tento
systém se skládá ze dvou částí, z jednotky, ve
které dochází ke zplynování paliva před
spálením a zachycení CO2 a z plynem
poháněné turbíny. (Přesný popis metody
IGCC najdete na straně 23.)
Jednou z výhod IGCC je, že palivo se úplně
nespálí. Navíc se při něm používají jak
plynové tak i parní turbíny, které vyrábějí více
elektřiny s menším množstvím uhlí. Při IGCC
se rovněž spotřebovává o dvacet až padesát
procent méně vody a lze při něm mísit různé
druhy paliv. Všechny tři systémy však mají
jedno společné: pracují při vyšších teplotách
a pod vyšším tlakem, a proto jsou efektivnější,
snazší a úspornější metodou zachycení a
uložení kysličníku uhličitého – tedy procesu,
jemuž se říká CCS (carbon capture and
storage).
Otázkou je, která z těchto tří technologií je
nejlepší a tedy i nejčistší. V porovnání s
novějšími typy tepelných elektráren, jejichž
účinnost je padesát procent a jejichž emise
CO2 jsou o třicet procent nižší než dříve, se
getty images
S novými technologiemi se emise CO2 z
uhelných elektráren
sníží o více než třetinu.
ZDroje elektrické energie
Více než čtyřicet procent elektrické energie
se dnes vyrábí v uhelných elektrárnách.
A závislost na uhlí se bude zvyšovat. Podle
odhadů by do roku 2030 měly uhelné
elektrárny vyrábět čtyřiačtyřicet procent
veškeré elektrické energie.
Zdroj: IEA 2008. *Mezi „ostatní“ patří solární energie,
větrná energie, obnovitelná paliva, geotermální
energie a odpady.
u systému IGCC očekává zvýšení účinnosti
na šedesát procent a snížení emisí až o čtyřicet
procent.
John Deutch, profesor chemie na americkém MIT (Massachusetts Institute of
Technology) a autor nové studie MIT na toto
téma, nevidí - navzdory pozitivním prognózám - výhody této metody tak jednoznačně.
„Všechny zmíněné metody jsou slibné,”
ostatní
2%
voda
16%
jádro
15%
plyn
20%
uhlí
41%
ropa
6%
píše v časopise Technology Review. „Všechny
lze, za předpokladu určitých investic, vylepšit
a upravit na CCS. „Nevidíme žádný důvod,
proč bychom již dnes měli volit vítěze. Je před
námi několik různých cest, které stojí za
prozkoumání.”
Přestože získat povolení ke stavbě nové
uhelné elektrárny je stále těžší a budoucnost
legislativy ohledně ukládání CO2 je nejistá,
metalworking world 21
„Nevidíme žádný důvod, proč bychom
již dnes měli volit vítěze. Je před námi
několik různých cest, které stojí za
prozkoumání.”
John Deutch, profesor chemie, MIT (Massachusetts Institute of Technology)
po světě se začínají stavět první továrny
s technologií IGCC, aby se otestovaly její
možnosti.
Pro Čínu, kde poptávka po elektrické
energii prudce roste a kde objem emisí CO2
nedávno překonal USA (díky čemuž se Čína
stala největším producentem CO2 na světě),
je výstavba účinnějších a šetrnějších elektráren jedinou cestou jak dodržet tzv. Kjótský
protokol.
Projekt GreenGen – projektová studie
technologie IGCC, kterou podpořila čínská
vláda a financovaly velké uhelné společnosti
a několik investičních skupin – přinesla tak
pozitivní výsledky, že největší akcionář,
skupina China Huaneng Group, se pustil do
výstavby dvousetpadesátimegawattové
elektrárny v čínském Tianjinu. Prezident
firmy CHNG Cao Peixi řekl v rozhovoru pro
Těžba uhlí v dole u
Guston strip nedaleko
města Star City v
západní Virginii, v USA.
Spalování uhlí je dnes
považováno za špinavý
způsob výroby
elektrické energie,
avšak díky novým
technologiím je dnes
tento způsob zase
trochu čistší.
22 metalworking world
New York Times, že jeho firma je rozhodnuta
dotáhnout projekt do konce, přestože jeho
výstavba bude dražší než výstavba konvenční
uhelné elektrárny.
„Na projekt nesmíme nahlížet pouze z
finančního hlediska,” říká. „Jde tu o budoucnost.”
V roce 2009, podepsaly firmy CHNG
a Duke Energy, firma se sídlem v USA
memorandum o sdílení informací a výzkumu
týkajích se tzv. čistých technologií výroby
elektrické energie. Jedná se o partnerství,
které je výsledkem dohod mezi americkou
a čínskou vládou o spolupráci v oblasti
výzkumu nových technologií, které přinesou
úsporu energie a vyčistí ovzduší.
Firma Duke Energy v současné době staví
šestisettřicetimegawattovou uhelnou
elektrárnu s technologií IGCC v Edwardsport,
v americkém státě Indiana. Elektrárna, která
má dodávat elektřinu pro pět set tisíc
domácností, bude největší a technicky
nejvyspělejší komerční elektrárnou se
systémem IGCC na světě.
„Přínosem tohoto obrovského podniku
je možnost dodávat zákazníkům finančně
dostupnou, spolehlivou a čistou elektrickou
energii,” říká Lew Middleton, manažer pro
komunikaci ve firmě Duke Energy Indiana.
Ale být tím, kdo prošlapává cestu, není
vždy snadné.
„Protože se vlastně jedná o první IGCC
elektrárnu svého druhu, v průběhu výstavby
jsme zjistili, že je nutné zvětšit velikost i
rozsah projektu,” vysvětluje. „Přišli jsme na
to, že budeme potřebovat více potrubí, drátů,
čerpadel, ocelových konstrukcí a dalšího
materiálu, než jsme si původně mysleli.”
Middleton říká, že místní obyvatelé
výstavbu elektrárny podporují.
„Jedinou překážkou, kterou jsme naštěstí
nemuseli překonávat, je veřejné mínění,” říká.
Middleton má důvod se domnívat, že firma
měla štěstí, protože po celém světě narůstá
znepokojení s mírou znečištění a růstem emisí
CO2, který do vzduchu vypouštějí uhelné
elektrárny. Kritici uhelných elektráren jsou
40%
Potenciální snížení
emisí CO2 v uhelné
elektrárně se
systémem IGCC.
IGCC: Co to je a jak to funguje
Uhlí se naloží do kontejneru,
v němž se udržuje vysoká
teplota (1) a smísí se s párou
a kyslíkem, čímž vznikne
syntetický plyn, tzv. syngas.
Plyn se ochladí (2), toxické
zplodiny jako oxid uhličitý a
sirné sloučeniny se odstraní,
zachytí a nejlépe uloží pod zem
(tzv. metoda uložení a zachycení
CO2 – CCS). Čistý plyn se pak
spálí v konvenční plynové
turbíně (3), která vyrobí
elektrickou energii, a horký
plyn, jenž vzniká při spalování,
se rovněž zachytí a využije k
ohřevu vody, při němž vznikne
pára pro pohon parní turbíny
(4), která rovněž vyrobí
elektrickou energii.
Metoda IGCC má potenciál
snížit emise CO2 o čtyřicet
procent a zvýšit účinnost výroby
o šedesát procent.
Pokud se metoda skloubí s
metodou zachycení a ukládání
CO2, tzv. CCS, přiblíží se míra
emisí nule.
Uhlí
Kyslík
1
syntetický plyn
2
Zachycení a
uložení co2
(CCS)
Plynová turbína
Parní turbína
generátor
Elektřina
3
Elektřina
4
energetická síť
nespokojeni se současnou situací a nejraději
by je všechny zavřeli a nahradili obnovitelnými zdroji.
Další výzvou na cestě k technicky vyspělým
uhelným elektrárnám je, kromě překonání
odporu ochránců životního prostředí, nutnost
vyrobit turbíny, které odolají vysokým
teplotám i tlaku. Studie „Cesta k čistému uhlí
do roku 2030“ (Clean Coal Roadmaps to
2030), kterou vydala instituce IEA Clean Coal
Centre, zdůrazňuje zásadní roli, kterou hraje
vývoj nových turbín: „Vývoj v oblasti výroby
turbín spolu s dalšími inovacemi systému
IGCC zlepší účinnost elektráren, aniž by bylo
potřeba zvyšovat úroveň zachycení CO2 nad
padesát procent netto.”
„K výrobě těchto turbín se musejí používat
vysoce účinné nástroje a řešení,” říká Per
Forssell, vedoucí programu ve firmě Sandvik
Coromant.
Společnost Sandvik Coromant spolupracuje s několika výrobci turbín a pomáhá jim
zkracovat výrobní časy a snižovat náklady.
Firma GE Energy, jeden z klientů společnosti,
nedávno vyrobila dvě technicky vyspělé
turbíny pro elektrárnu v Edwardsportu.
V roce 2012, kdy se rozsvítí světla v elektrárně v Edwardsportu a turbíny začnou vyrábět
elektrickou energii pro téměř půl milionu lidí,
bude elektrárna největším výrobce energie se
systémem IGCC na světě – ale ne jediným.
Na podobných projektech se začíná pracovat
všude po světě. Jedním z nich je stopětadvacetikilowattová elektrárna se systémem IGCC
(National Commercial Demonstration
Project), která se staví při Vijayawadské
tepelné elektrárně v indické provincii Andhra
Pradesh.
Další technologie, které vylepšují účinnost
a snižují emise CO2, testuje firma E.ON v
elektrárně v německém Scholvenu. Tento
projekt je součástí iniciativy COMTES 700
a je financován Evropskou Unií. V elektrárně
pracují turbíny, které jsou schopny odolat
teplotám nad 700 °C a tlaku nad 300 barů.
Elektrická energie se v této elektrárně vyrábí
dvakrát účinněji než je světový průměr (více
si můžete přečíst na straně 24).
A tak úsilí o čistší uhelné elektrárny a
integrované technologie neustává; pohání je
potřeba čistšího ovzduší a levnější energie po
celém světě.
metalworking world 23
technologie
text: TURKKA KULMALA
Úkol: Výroba turbín nové generace
pro tepelné elektrárny je náročná a
přináší nové úkoly v oblasti obrábění.
Řešení: Pokročilé znalosti aplikací
a nástrojů podpoří produktivitu
výroby, aniž by se kompromitovala
kvalita a bezpečnost.
Ultra super
kritické, a dál?
Společnost si žádá zelenější výrobu
elektrické energie, a proto její výrobci
začínají využívat nové technologie, jak jste
se mohli dočíst na straně 20.
Projekt Evropské unie COMTES 700 se
zaměřuje na vývoj turbín, jejichž konstrukce
překoná dnešní generaci parních turbín. Tyto
turbíny budou pracovat v ultra super
kritických podmínkách páry (USC) při tlaku
vyšším než 300 barů a při teplotách vyšších
než 700 °C. Cílem je dosáhnout čisté
účinnosti v hodnotě padesáti až padesáti
dvou procent (dolní hranice výhřevnosti,
LHV). Účinnost mnoha zastaralých
tepelných elektráren dnes může dosahovat
i pouhých dvaceti pěti procent. Na projektu
se podílí dodavatel elektrické energie E.ON,
který plánuje uvést do provozu první
elektrárnu s USC turbínou v roce 2015.
Další možností vylepšení udržitelnosti
výroby v uhelných elektrárnách je zavedení
systému integrovaného zplyňování (IGCC),
při němž dochází ke spalování uhlí teprve po
jeho zplynování. Výhodou této metody jsou
vyšší účinnost a nižší emise.
Obě nové technologie představují pro
dodavatele zařízení pro tyto elektrárny velkou
24 metalworking world
Dvojí kompetence
Sandvik Coromant úzce spolupracuje
s výrobci součástek turbín. Společně se
snaží optimalizovat řešení pro jejich
náročnou výrobu.
Divize Sandvik Materials Technology
dodává odlévané součástky turbín téměř
konečného tvaru, které se vyrábějí
pomocí žárového izostatického lisování.
Tuto technologii lze využít při výrobě
různých součástek turbín a mezi další
výhody patří spolehlivé vlastnosti
materiálu a kratší dodací lhůty.
výzvu, ale zároveň i velkou příležitost podílet
se již dnes na technologiích zítřka.
Součástky turbíny – hřídele, kola, lopatky
– se musejí vyrábět v úzkých tolerancích a s
vynikající kvalitou povrchu. Složitý tvar
součástek komplikuje přístup nástroje k místu
řezu a velmi často je třeba použít i nástroje
s dlouhým vyložením. Hřídele a kola se
převážně soustruží, zatímco skříně a lopatky
se frézují a vrtají.
Pro výrobu vysokotlakých turbín se
používají technicky vyspělé žáruvzdorné
slitiny, jako je například slitina 625.
V porovnání s tradičními materiály mohou
tyto materiály zkrátit trvanlivost břitu
nástroje až osmkrát. Všeobecně se doporučuje, aby se při obrábění snížila řezná rychlost,
zajistila stabilita a použilo chladivo. Volba
správných a účinných nástrojů přispěje
k prodloužení jejich trvanlivosti a tím i
ke zvýšení produktivity výroby.
Parní i plynové turbíny se skládají ze
zvláštních součástek velkých rozměrů,
ale i ze standardních sériově vyráběných
součástek. Obrábění hřídelů a skříní turbíny
může být velice náročné a trvat i několik
měsíců. Zkazit výrobu takové součástky
prostě nelze, a proto je třeba zajistit
naprostou spolehlivost celého výrobního
procesu.
Lopatky turbíny naopak patří do skupiny
druhé: jedná se o menší součástky vyráběné
ve velkých sériích – samozřejmě, i tyto
součátky se vyrábějí podle nejpřísnějších
požadavků, ale při chybě se pokazí méně než
v prvním případě.
Případová studie
Případová studie
Hřídel parní turbíny může
být až deset metrů dlouhý
a je nutné jej obrábět
nástroji s dlouhým
vyložením.
Řešení:
Příkladem úspěšného řešení při
frézování do rohu je použití nové VBD
S30T, které přineslo v porovnání s
ostatními VBD ze slinutého karbidu
velmi dobré výsledky.
Úkol:
Kopírování s nástrojem s dlouhým vyložením
na velkém hřídeli (asi deset metrů dlouhém)
pro parní turbínu.
Kvalita povrchu je při výrobě těchto velmi
drahých součástek naprosto zásadní. Vlivem
vibrací může dojít k poškrábání povrchu
a ohrožení jeho kvality.
řešení:
Tlumicí mechanismus patentovaný firmou
Sandvik Coromant tlumí vibrace a zajišťuje
stabilní a spolehlivý výrobní proces.
Příklad:
Materiál: nízko-legovaná ocel, CMC 02.2
Nástroj: tlumicí VBD Q-Cut
VBD: kruhová 6 mm, geometrie -5P,
třída GC 1125
Posuv, fn (mm/r): 0.05 – 0.30
Řezná rychlost, vc (m/min): 120
Hloubka řezu, ap (mm): 0.3
Dokončování: Ra 1.6 μm
Úkol:
Obrábění žáruvzdorné slitiny 625, ze
které se budou vyrábět nové parní
turbíny s parametry páry 700 °C/350
barů, vystavuje břity VBD velkému
zatížení, čímž se zkracuje trvanlivost
břitu nástroje a kompromituje
bezpečnost a předvídatelnost.
Patentovaný tlumicí
mechanismus eliminuje
vibrace při dokončování
součástky v úzkých
tolerancích.
Příklad:
Nástroj: CoroMill 390
Posuv, fz (mm): 0.06
Řezná rychlost, vc (m/min): 27
Hloubka řezu, ap (mm): 3
Výsledek:
Nová VBD S30T zaručuje delší a
předvídatelnější trvanlivost břitu
nástroje a zajišťuje spolehlivé frézování.
Výsledek:
Výsledná kvalita povrchu součástky
v požadovaných tolerancích.
Při obrábění hřídelů turbín se provádí celá
řada operací od těžkého soustružení po
dokončování ve velmi úzkých tolerancích.
Výroba skříní turbín spočívá ve frézování
obou částí na portálovém obráběcím stroji.
Po montáži obou částí se skříň soustruží jako
celek na svislém soustruhu.
Výroba drážek patří mezi typické operace při
výrobě jak parních tak plynových turbín,
především hřídelů. Produktivní drážkování se
vyznačuje správnou tvorbou třísky, při které
nedochází k jejímu hromadění a k následným
nuceným odstávkám stroje či špatné kvalitě
povrchu součástky. Mezi efektivní řešení
zajišťující bezproblémovou tvorbu a odvod
třísek z oblasti řezu patří geometrie s
lamačem třísek, upnutí nástroje „vzhůru
nohama“, a použití chladiva přesně nasměrovaného do řezu.
Tlumicí VBD pro upichování jsou schopny
vyřešit vážné problémy s vibracemi, především při použití nástrojů s dlouhým vyložením. VBD pro vnitřní drážkování ve tvaru
hokejky s úhlem špičky 90 stupňů se hodí jak
pro obrábění čelních tak i zadních ploch.
Lopatky turbíny se vyrábějí ve velkých
sériích na technicky vyspělých čtyř- a
pětiosých NC strojích. Nejlepší produktivity
bez kompromisů kvality lze dosáhnout
pomocí speciálních jednoúčelových VBD,
geometrií a metod.
VBD S30T pro
frézování byla
navržena s ohledem
na obrábění
žáruvzdorných slitin.
Shrnutí
K výrobě součástek moderních parních
a plynových turbín z vysoce odolných slitin
je zapotřebí speciálních jednoúčelových
nástrojových řešení a metod. Efektivní
řešení nabízejí tlumené nástroje, jednoúče­
lové geometrie, VBD a chladivo přesně
nasměrované do řezu.
metalworking world 25
Transport rozžhavených titanových
ingotů v továrně
firmy VSMPO-AVISMA, která je
největším výrobcem
titanu na světě.
text: nick holdsworth foto: Jeremy Nicholl
titan
je král
Verchnaja Salda, Rusko. Spotřeba titanu po celém
světě trvale roste a firma VSMPO-AVISMA, největší
výrobce titanu na světě, se drží na špici.
26 metalworking world
Vedle největšího lisu
na plech na světě
vypadají dělníci jako
skřítci.
Verchnaja Salda se jako mnoho dalších
malých měst ruského průmyslového vnitrozemí nachází v pohoří Ural. Roubené chalupy
na okraji města mizí směrem k centru, kde je
nahrazují velká betonová sídliště s několika
málo obchody a kancelářemi.
Verchnaja Salda se však může chlubit
něčím výjimečným. Ve městě sídlí největší
výrobce titanu na světě, korporace VSMPOAVISMA, a to, co se odehrává za zdmi její
obrovské továrny, výrazně ovlivňuje světovou
ekonomiku. Ve Verchnoj Saldě je titan králem.
Společnost VSMPO-AVISMA spolupracuje s více než třemi sty firmami ve čtyřiceti
osmi zemích světa, včetně nadnárodních
společností jako jsou Boeing, Airbus,
SNECMA, General Electric, Rolls-Royce
a Pratt & Whitney. Společnost se zaměřuje
převážně na výrobu součástek pro letecký
průmysl v polodokončené a dokončené formě.
Pokud jste někdy v poslední dekádě letěli
letadly Airbus 380 nebo Boeing 777, je dost
dobře možné, že podstatná část letadla se
odlévala, soustružila nebo frézovala právě
ve zdejší továrně.
Titan je lehčí a pevnější než ocel a
vyznačuje se vynikající korozivzdorností.
S nárůstem cen leteckého paliva hledají
letecké společnosti pevnější a lehčí materiály
pro výrobu letadel a proto využití titanu při
jejich výrobě roste. Titan je pro letecký
průmysl stále důležitější.
„Při výrobě letadla záleží na každém
kilogramu,” vysvětluje Alexander Litvinov,
vedoucí výroby v továrně firmy VSMPO-AVISMA. „Slitiny titanu jsou spolu s kompo­
zitními materiály budoucností leteckého
průmyslu.”
Titanové součástky – mezi něž patří
součásti konstrukce pro uchycení křídel k
trupu letadla, žebra trupu letadla a vzpěry
přistávacích podvozků – se v současné době
podílejí na váze běžného dopravního letadla
třemi procenty. Tento podíl velmi pravděpodobně vzroste během příštích několika let na
dvacet procent.
Založení společného podniku v červenci
roku 2009, za kterým stojí firmy Boeing a
VSMPO-AVISMA, - Ural Boeing Manufactu-
Stručně o VSMPO
• Firma VSMPO-AVISMA,
světová jednička ve výrobě
titanu, je vertikálně
integrovanou společností,
která vyrábí součástky
z titanu, od surového
materiálu po hotové
výrobky.
• Vyrábí výrobky pro letecký
průmysl, mezi něž patří
důležité součástky pro
letadla Airbus a Boeing,
jako jsou uchycení křídel,
vzpěry podvozků letadel, ale
také pro průmysl energetic­
ký, chemický, stavební,
loďařský, jadernou
energetiku, lékařskou
techniku a výrobu
sportovního zařízení.
• Zaměstnává dvacet tři tisíc
zaměstnanců, z nichž většina
pracuje ve Verchnoj Saldě,
městě, které se nachází asi
sto osmdesát kilometrů na
sever od Jekatěrinburgu
v ruském pohoří Ural.
• Továrna VSMPO-AVISMA
se původně nacházela u
Moskvy, kde byla v roce
1930 založena, ale v roce
1941 byla evakuována na
Ural.
• Roční obrat firmy VSMPOAVISMA je 29 miliard rublů
(asi 700 milionů eur).
metalworking world 27
Sergey Jevstěgnějev,
dílenský mistr.
technický pohled
Náročné a zajímavé partnerství
Sandvik Comorant úzce spolupracu­
je s techniky v továrně VSMPO od
té doby, co se firma v roce 2003
zaměřila na výrobu produktů
s přidanou hodnotou.
Firma Sandvik Coromant v
poslední době pracovala na dvou
hlavních projektech, které se
zásadně týkaly hospodárnosti
výroby.
Ve výrobní hale číslo 22, kde se
odlévají součástky z titanové slitiny
Ti6Al4V, mezi něž patří součástky
pro letecké motory, změnila firma
Sandvik Coromant geometrii svých
karbidových břitových destiček a
zavedla konstrukční změny, které
zajistily lámání třísek na malé
kousky, které lze snadno stlačit do
elektrod a následně roztavit a odlít
do ingotů pro další použití.
„Naše řešení nejen optimalizovalo
trvanlivost břitu nástroje, ale vhodně
vyřešilo i tvorbu a odvod třísek,” říká
Konstantin Loginov, oblastní
zástupce firmy Sandvik Coromant
pro Ural.
„Třísky, které jsou příliš malé se
spálí, a ty, které jsou příliš dlouhé
nelze stlačit do elektrod.”
Zlepšení tohoto druhu, pomáhají
urychlit jednak výrobu a jednak
prodloužit trvanlivost břitů nástrojů.
„Zpracování a obrábění titanu je
nesmírně finančně nákladné a
nástroje jsou v nákladech jednou
z klíčových položek,” říká Alexander
Litvinov, vedoucí výroby v továrně
VSMPO.
Ve výrobní hale číslo 54, kde se
odlévají a frézují vzpěry pro
přistávací podvozky pro různé druhy
letounů, měla firma Sandvik
Coromant za úkol maximálně
urychlit výrobu a prodloužit
trvanlivost nástrojů.
Sergej Jevstěgnějev, dílenský
mistr, vypráví, že asi třetina nástrojů,
které zde používali, byla od firmy
Sandvik Coromant. Vysvětluje, že
přestože jsou nástroje od firmy
Sandvik Coromant dražší, delší
trvanlivost VBD náklady vyrovná.
V dílně se používají frézy Coromill
390 s novými karbidovými VBD
S30T a S40T. Trvanlivost VBD se
dvěma břity se při nejvyšší možné
rychlosti frézování pohybuje kolem
osmi hodin.
Obsluha soustruhu Alexej
Pchelnikov, který obrábí vzpěry pro
přistávací podvozek letadla Airbus
380, podotýká: „Nástroje od firmy
Sandvik Coromant nám vyhovují.
Jsou o něco lepší než jiné nástroje,
které používáme, a při vysokých
rychlostech déle vydrží.”
Spolupráce s firmou VSMPO je
pro Sandvik Coromant jedna velká
výzva. Technici z továrny jsou
nároční zákazníci, kteří očekávají
výsledky.
„Sandvik Coromant věnuje hodně
pozornosti tvaru břitových destiček,
ale teď by se firma měla zaměřit na
VBD pro obrábění slitin a celkově je
vylepšit, včetně složení,” říká Boris
Egorov, přední odborník z firmy
VSMPO v oblasti obrábění a
zpracování materiálů.
„V leteckém průmyslu se objevuje
stále více nových slitin a materiálů,”
říká. „Abychom je byli schopni
obrobit potřebujeme nové
technologie. Obrábění je poměrně
starý výrobní proces. Lepší by bylo
minimalizovat obrábění a vymyslet
nové způsoby odstraňování kovu v
průběhu opracování a dokončování
součástek.”
obrábí. V průměru sedmdesát pět procent
váhy vysoce přesného odlitku skončí ve
chvíli, kdy je součástka hotová, jako odpad.
V továrně firmy VSMPO-AVISMA se
třísky recyklují, což znamená, že se spotřebovává méně surového materiálu a jsou tedy
menší náklady. Tato praxe byla jedním z
hlavních faktorů, proč se firma Boeing začala
zajímat o spolupráci. „Dodáváme do továrny
VSMPO veškerý materiál, který se odřeže z
odlitků,” říká Alexander Romanov, výkonný
ředitel firmy UBM. „Boeing a VSMPO
uzavřely dohodu, že dodávky třísek se odrazí
ve snížení ceny odlitku.”
Konstantin Loginov z firmy
Sandvik Coromant Rusko,
Alexander Litvinov, vedoucí
výroby v továrně VSMPO, Boris
Egorov, odborník firmy VSMPO
pro oblast obrábění a zpracování
materiálů.
28 metalworking world
ring (UBM) -, jehož hlavním zaměřením bude
výroba součástek pro nové dopravní letadlo s
dlouhým doletem Boeing 787 Dreamliner,
odráží narůstající důležitost postavení titanu
při výrobě letadel.
O titanu je známo, že se neobyčejně těžko
Sandvik Coromant je jedním z výrobců
nástrojů, který pomáhá firmě VSMPO-AVISMA nacházet řešení složitých technických
úkolů, které před ní stojí v souvislosti s
obráběním titanu. Nejvyšší rychlost frézování
slitin, jako je například 5553 (slitina titanu,
hliníku, molybdenu, vanadu a chromu), se
dnes pohybuje mezi 20 a 24 metry za minutu.
Při takové rychlosti nesmírně záleží na
geometrii a složení VBD, které mohou
pozitivně ovlivnit délku trvanlivosti břitu
nástroje.
Soustružení velkých
odlitků vzpěr pro
přistávací podvozky
letadel. Cílem bylo
maximalizovat rychlost
obrábění a prodloužit
trvanlivost břitu
nástroje.
Roční náklady na výměny jedné obráběcí
hlavy s mnoha VBD se mohou pohybovat ve
výši desítek tisíc dolarů. Proto je při obrábění
titanových součástek naprosto klíčové najít
ten správný poměr mezi rychlostí a trvanlivostí.
Konstantin Loginov, oblastní zástupce firmy
Sandvik Coromant na Urale, říká, že
skutečnost, že technický personál firmy
VSMPO pracuje s různými výrobci nástrojů,
je rozhodujícím faktorem, který pohání
inovaci ve firmě.
„Od roku 2003 před nás firma VSMPO
staví velice složité technické problémy,” říká.
„Pracujeme s veškerými nástroji pro soustružení, frézování a další obrábění, které je třeba
použít při výrobě součástek z titanu a snažíme
se nacházet řešení. Každý rok do firmy
přijíždí švédští technici, zkontrolují výsledky
a stanoví nové priority a cíle.”
Je to výzva, které se společnost Sandvik
Coromant, velice ráda chopila.
„Díky spolupráci s firmou VSMPO jsme
schopni pracovat s novými koncepcemi v
oblasti frézování a vyrábět nové nástroje, jako
je fréza Coromill 690 s dlouhými břity,”
dodává Loginov. Fréza Coromill 690, která
byla vyvinuta s ohledem na frézování slitiny
5553, která se obrábí mnohem obtížněji než
již zavedená slitina Ti6Al4V (titan s šesti
procenty hliníku a čtyřmi procenty vanadu),
se vyznačuje rychlostí i trvanlivostí.
Další výzvou při obrábění této slitiny bylo
zajistit, aby se odpad, který vzniká při
frézování a soustružení, účinně odváděl
z místa řezu.
Sandvik Coromant přišel s VBD SNMG19
and SNMG25 s geometrií pro soustružení,
díky které se třísky neodlamují v těžko
ovladatelné dlouhé spirále, ale v malých
kouscích, které se snadno stlačí do titanových
elektrod, které se potom taví pro další použití.
Litvinov, vedoucí výroby v továrně
VSMPO, říká, že role společnosti Sandvik
Coromant v řešení problémů spojených
s obráběním titanu je velice pozitivní.
„Jsme partneři,” dodává. „Nejsou to jen
dodavatelé nástrojů. Získáváme od nich
technickou podporu a jejich lidé jsou velice
schopní. Pro nás je naprosto zásadní vědět, že
se na Sandvik Coromant můžeme spolehnout,
a že spolu vždy najdeme řešení, které překoná
většinu technických překážek.”
Titan
• Titan objevil v roce 1791 anglický
geolog William Gregor. V průmyslu se
využívá od roku 1940 díky tzv. Krollově
metodě.
• Je to sedmý nejrozšířenější kov na
světě, a nachází se ve většině skal.
Vždy se váže ještě na jiné kovy, a proto
je jeho výroba náročná a nákladná.
• Velká ložiska ilmenitu obsahujícího
titan se nacházejí v Austrálii, v Kanadě,
v Jižní Africe, Norsku a na Ukrajině.
• Titanová houba – surovina, ze které se
vyrábí titan pro výrobu součástek ve
firmě VSMPO-AVISMA – se vyrábí ve
městě Berezniki (v Permské oblasti),
které se nachází v evropské části Uralu.
• Roční výroba titanu je asi devadesát
tisíc tun.
• Titan se začal používat ve zbrojařském
a leteckém průmyslu a pro výrobu
ponorek v padesátých letech minulého
století v Sovětském Svazu. První titan
vyrobili v továrně ve městě Verchnaja
Salda v únoru 1957.
metalworking world 29
technologie
text: christer richt
Úkol: Zajistit co nejlepší podmínky pro
co nejefektivnější obrábění hlubokých děr
různé náročnosti a tvarů.
řešení: Nové Globální Středisko
Aplikací pro vrtání hlubokých děr, které
nabízí nejnovější výsledky výzkumu a
vývoje v oblasti řezných nástrojů i podporu odborníků na místě.
Nové dimenze obrábění
hlubokých děr
Vrtání hlubokých děr se provádí stále častěji
a spolu s ním roste i jeho složitost a požadavky na kvalitu součástky. Tento vývoj přináší
nové výzvy. Obrábění hlubokých děr se
úspěšně provádí již několik desítek let a jeho
přínosů je několik: díry malých průměrů lze
vrtat tradičními dělovými vrtáky, používá se
vlastní ejektorový systém a pro náročnější
aplikace systém s jednou trubkou. Díry se
obvykle dokončují na jiných obráběcích
strojích různými metodami jako je: válcové
zahlubování, vyvrtávání, vystružování,
obtahování, hlazení povrchu válcováním, ale
také další způsoby obrábění, jako je řezání
závitů a zapichování.
Současné nároky na obrábění vyžadují
jiný přístup a novou technologii, pokud se
má dosáhnout požadované kvality součástky
a zároveň udržet tempo s nárůstem objemu
výroby, který se očekává v celé řadě
průmyslových odvětvích. Výrobu složitých
hlubokých děr pohání situace v leteckém
a energetickém průmyslu, kde tlak na
snižování hmotnosti a změny v odvětví
ovlivňují tvar součástek. Na vývoj v oblasti
obrábění hlubokých děr však mají vliv i nové
obráběcí stroje i změny, týkající se upínání.
Obrábění hlubokých děr se stále častěji
provádí na víceúčelových obráběcích
strojích a snahou je vrtat díry na co nejmenší
počet upnutí.
30 metalworking world
Globální Středisko pro obrábění
hlubokých děr firmy Sandvik
Coromant Global v Anglii nabízí
výrobcům široké možnosti jak vyvíjet
i vylepšovat výrobu součástek.
Úkolem střediska, jež má navíc k
dispozici síť místních odborníků a
také výzkum a vývoj, který probíhá
ve firmě Sandvik Coromant, je vývoj
nových řešení. Zákazníkům proto
nabízí jedinečné možnosti a
příležitosti.
Sandvik Coromant rovněž
spolupracuje s výrobci, kteří se v
současné době potýkají s nárůstem
poptávky a potřebují najednou
vyrábět součástky ve vyšší kvalitě
a ve velkých objemech. Patří mezi
ně například výrobci tepelných
výměníků a ingotů.
Tento vývoj naznačuje, že dnes je sdílení
znalostí o obrábění hlubokých děr mezi
výrobcem součástek a dodavatelem nástrojů
naprosto rozhodující pro dosažení úspěchu.
Pokud se má obrábění hlubokých děr
vyrovnat s požadavky na ně kladenými, jsou
zapotřebí nové technologie.
Za tímto účelem bylo v Anglii založeno
nové Globální Středisko Aplikací firmy
Sandvik Coromant pro obrábění hlubokých
děr, v němž se kloubí osvědčené postupy a
řešení s novými technologiemi a dovednost-
mi. Hlavním úkolem střediska, které vychází
ze současné potřeby sdílet znalosti a
vědomosti, díky čemuž zákazník uspěje a
dosáhne požadovaných cílů, je práce s
nástroji a aplikacemi, jejich vývoj a úpravy,
testování a simulace.
Úspěchy v oblasti obrábění hlubokých děr
jsou podmíněny vývojem výrobních procesů
a nástrojů, nejnovějších geometrií a tříd pro
VBD, ale i použitím účinného chladiva a
zajišťění správného utváření a odvodu třísek,
které přispívají k dosažení dobrých
Pokročilá řešení pro náročné aplikace
případová studie. Globální
Středisko pro obrábění hlubokých
děr firmy Sandvik Coromant v
Anglii má za sebou celou řadu
osvědčených řešení v oblasti
vrtání složitých hlubokých děr pro
letecký, energetický a stavební
průmysl.
Příkladem může být výroba
dvouapůlmetrové součástky, která
se používá pro zkušební ropné
vrty. Bylo potřeba vyvrtat a obrobit
díru, která se vyznačovala složitým
tvarem. Vrtala se díra o průměru
devadesáti milimetrů. Pro
dokončování v úzkých tolerancích
se použil plovoucí výstružník. Pro
výrobu díry o průměru sto patnácti
milimetrů se provádělo válcové
zahlubování a vystružování do
hloubky jeden a půl metru. Potom
se uvnitř této díry vrtala další,
kratší díra: provádělo se válcové
zahlubování, vystružování a
srážení hrany. Dále se, jako
pokračování této díry, provádělo
vyvrtávání a válcové zahlubování,
při čemž vznikly dvě dutiny s
hranami, které se dále vystružova­
ly, aby se dosáhlo požadovaných
rozměrů a kvality povrchu.
Pomocí konvenčních nástrojů
trvala výroba této součástky přes
třicet hodin. Zaměstanci střediska
navrhli řešení pro obrábění
hlubokých děr, které v tomto
případě zkrátilo výrobu na sedm
a půl hodiny.
Kromě možnosti vrtání
hlubo­kých děr skrze systém s
jednou či dvěma trubkami, nabízí
středisko nástroje a řešení pro
obrábění děr různé složitosti a
s různými limity. Středisko se
zaměřuje na plánování výrobních
procesů i jednotlivých metod
obrábění a navrhuje upínače a
nástavce nástrojů, které zajistí
co nejvyšší produktivitu výroby a
bezpečnost. Ty potom vyzkouší a
následně poskytuje zákazníkům
technickou podporu.
Do této dvouapůlmetrové
součástky, která se používá
při zkušebních ropných
vrtech, se vrtala složitá
díra.
Vrták pro obrábění
hlubokých děr T-MAX o
průměrech přesahujících šedesát pět
milimetrů.
Úspěchy při obrábění
hlubokých děr staví na
vývoji procesů, nástrojů
a vynikajících geometriích
a třídách.
výsledků, při co největší rychlosti a
bezpečnosti celého procesu. A jsou to právě
zkušenosti, vynikající výzkum a vývoj,
technické znalosti a dovednosti, ale i
angažovanost zákazníka, které při výrobě
složitých hlubokých děr s dalšími požadav-
Shrnutí
ky, jako je dokončování vyvrtáváním
ve velmi úzkých tolerancích, obrábění
dutin, variace v průměru díry, různé
profily, drážky, závity a měnící se směr
středové osy, na kterých tento úspěch
záleží.
V oblasti výroby a designu nových
součástek se dnes otevírají nové možnosti
díky jedinečnému spojení bohaté nabídky
obráběcích nástrojů, osvědčených
technických a kostrukčních schopností a
nového střediska aplikací pro vývoj a
testování řešení, které se navíc může
pochlubit podporou rozsáhlé sítě odborníků
na obrábění hlubokých děr.
Nové Globální Středisko Aplikací pro
obrábění hlubokých děr firmy Sandvik
Coromant v Anglii nabízí zákazníkům
zařízení, na němž mohou testovat výrobu
vlastních součástek.
metalworking world 31
inspirace odjinud než ze světa obrábění
text: Henrik ek
Voda, voda,
všude voda…
Jedna miliarda lidí vám potvrdí, že celosvětový problém
s nedostatkem pitné vody je skutečně palčivý. Tato
základní surovina chybí každému šestému člověku na
planetě. Otázka je, co s tím uděláme?
32 metalworking world
charity: water
Děti se shromažďují
kolem studny v jedné
rwandské vesnici.
K pěstování rýže je
zapotřebí obrovského
množství vody.
noze ho nakonec přestal bavit a Harrison najednou stál,
Špatná pitná voda a nedostatečná hygienická
jak říká, před „duševním bankrotem.“ Tehdy se rozhodl
opatření jsou dnes jednou z hlavních příčin úmrtnosti
udělat se svým časem něco užitečného.
v chudých zemích. Podle Světové zdravotnické
organizace zabíjejí více lidí, než zahyne ve válce.
Bohužel, lidstvo má přístup pouze k jednomu procentu
Harrison se přihlásil jako dobrovolník a fotograf
sladké vody (zbytek tvoří ledovce nebo se nachází
na plovoucí nemocnici v Liberii, což byla zkušenost,
příliš hluboko pod zemí). Z tohoto jednoho procenta
která ho přivedla tváří tvář smrti a bolesti, které
se sedmdesát procent využívá v zemědělství a dvacet
způsobila znečištěná pitná voda.
procent pro průmyslové účely. Pouhých deset procent
„Na Manhattanu vám šestnáct dolarů koupilo drink
sladkovodních zdrojů jde do domácností.
na střeše klubu Soho House; v Liberii se za stejnou
Scott Harrison je zakladatelem neziskové charitativní
sumu dalo koupit jídlo na měsíc pro celou rodinu,” říká
organizace, která se nachází v New Yorku charity:water
Harrison v jednom ze svých projevů na téma voda jako
(charita:voda), jejíž cílem je nacházet a budovat zdroje
luxus.
čisté, nezávadné pitné vody v rozvojových zemích.
Navíc, dodává, protože Liberijci získávají pitnou
Harrison je jedním z mnoha, kteří se snaží
vodu z bažin, všude řádí nemoci… čemuž by
pomáhat nejchudším národům na světě najít
se dalo zabránit něčím tak jednoduchým, jako
a využít zdroje pitné vody.
je jedna vesnická studna. Když si Harrison
Harrison původně pracoval jako promotér
uvědomil, jaký dopad by mohla mít jedna
jednoho newyorského klubu pro vyšší vrstvy
studna na celou vesnici, došlo mu, že je s tím
a měsíčně vydělával asi čtyři tisíce dolarů,
třeba něco udělat a rozhodl se věnovat svůj čas
které pak propíjel v rumu a pivě. Cestoval
tomu, že se bude snažit přivádět čistou
soukromými letadly, hrál o desetitisícové sázky
nezávadnou vodu k lidem, kteří ji potřebují.
v bakaratu a vůbec žil jako princ mezi dalšími
„Voda změní všechno,” říká. „Znovu
jemu podobnými. Ale sladký život na vysoké
stmeluje komunity.”
Scott Harrison
70%
průmyslového odpadu
v rozvojových zemích se
vypouští bez ošetření do
potoků a řek, znečišťujíce
tak možné zdroje pitné vody.
1000 – 3000 litrů
vody je potřeba k výrobě
jednoho kila rýže.
13000–15000 litrů
vody je zapotřebí k
vyprodukování jednoho kila
zrním vykrmeného
hovězího.
metalworking world 33
Asi dvě miliardy lidí
závisí na vodě z
Himalájí, třetím
největším vodním
zdroji na světě.
Účinnější zavlažovací
systémy by mohly
pomoci zmenšit
problémy spojené s
nedostatkem vody.
34 metalworking world
Z blízkého a čistého zdroje vody profitují především
ženy, vysvětluje Harrison. V těchto oblastech jsou to
ženy a dívky, které obvykle nosí vodu pro celou rodinu,
a práce je to časově náročná, ale také nebezpečná. Podle
zprávy organizace UNICEF stráví ženy v rozvojových
zemích třetinu života chůzí přibližně šesti kilometrů
denně pro vodu a zpět. Tyto ženy nosí kanystry, jejichž
váha může být až dvacet kilogramů, a na cestách za
vodou jsou nezřídka vystaveny sexuálnímu obtěžování
i násilí. Děvčata přestávají chodit do školy jen proto,
aby matkám pomohly s nošením vody, a ta voda, kterou
přinesou, je často plná smrtících bakterií a toxinů. Jedna
studna s nezávadnou pitnou vodou ve vesnici by
zásadním způsobem změnila život těchto žen.
Tropp vnímá krizi, týkající se vody primárně jako
zemědělský problém. „V zemědělství by lepší zavlažovací systémy mohly dokázat mnoho, a technologie tady
je,” říká. „Otázkou je, kdo to zaplatí?”
V západních zemích je voda tak levná, že se
podnikům nevyplatí jí šetřit. Ale i to se dnes mění, a ti
samí lidé, kteří dříve plýtvali, se dnes snaží vodou šetřit
a recyklovat vodu odpadní.
Stejně tak země, které trpí suchem, ale mají přístup
k moři, se stále více a více zajímají o odsolování mořské
vody a její přeměnu na pitnou. Je to sice drahé řešení,
ale stále častější.
Charitativní organizace charity:water se zaměřuje na
vrtání studní v afrických zemích. Investice v hodnotě
pěti tisíc dolarů stačí k vyvrtání jedné studně, která
čistá voda ze studně v
Etiopii. K vyvrtání jedné
studny, která poskytne
pitnou vodu dvou set
padesáti lidem je
zapotřebí 5000 dolarů.
42000
lidí umírá každý týden
na následky pití
závadné vody a
špatných hygienických
podmínek.
90%
úmrtí, ke kterým
dochází každý týden
kvůli pití závadné vody
a špatným hygienickým podmínkám tvoří
děti do pěti let.
80%
všech nemocí na světě
je způsobeno závadnou
vodou a nedostatkem
základních hygienických zařízení.
charity: water
Základní přístup k pitné vodě není jediným velkým
problémem spojeným s vodou. Problémy s vodou, které
se objevují v souvislosti s globálním oteplováním, také
dramaticky narůstají. Tak například, Himaláje jsou třetím
největším sladkovodním zdrojem na světě po Antarktidě
a Arktidě, a vodu z ledovců využívají jako hlavní zdroj
pitné vody dvě miliardy lidí. Podle studie Organizace pro
potraviny a zemědělství, která je
součástí OSN se vlivem klimatických změn ledová a sněhová
pokrývka Himalájí zmenšuje a
do roku 2030 bude menší o celých
dvacet procent.
V indické vesnici Stakmo, která
se nachází ve velmi suchém
regionu Ladakh, již lidé pociťují
Håkan Tropp
první účinky tání ledovců. Roztátý
sníh a led se rychle dostává do
nižších oblastí a nemrzne, což způsobuje nedostatek
vody v určitých obdobích. Pro vesnice jako je Stakmo,
které jsou z velké části závislé na zemědělství, které
potřebuje neustálý přísun vody, by to mohlo znamenat
konec.
„Problémem je, že voda není na správném místě
ve správnou dobu,” říká Håkan Tropp, ředitel projektu
Water Governance Facility v rámci rozvojového
programu OSN, který je součástí Mezinárodního
Institutu pro Vodu ve Stockholmu.
zajistí dlouhodobý přísun vody více než dvěma stům
padesáti lidem.
V Himalájích se někteří farmáři již naučili přesměrovat vodu do oblastí, kde má šanci znovu zmrznout a
regulují tak její předčasné vyčerpání. Stavba ledovců je
však pouze dočasné řešení.
„Jsme v situaci, kdy je potřeba chránit všechny vodní
zdroje, abychom si uchovali nezávadnou čerstvou vodu
pro budoucnost,” říká Arjen Hoekstra, profesor
mnohaoborového managementu vodních zdrojů na
univerzitě v Twente v Nizozemí.
Hoekstra, autor několika knih o řízení vodních zdrojů,
si všiml, že se zájem o s vodou spojené problémy v
poslední době zvýšil.
„Během posledních několika let došlo ke změně v
přístupu k problému. Ochrana vody se stává politickou
záležitostí, a stává se také tématem
v oblasti průmyslu,” říká. „Ale
pořád je tu prostor pro zlepšení.”
Podle odhadů OSN bude v roce
2025 nedostek vody ovlivňovat
život 2,3 miliard lidí. Spolu s tím,
jak se počet obyvatelstva na
zeměkouli zvýší do roku 2050 z
šesti na devět miliard, bude potřeba
vyvinout i nové metody získávání
Arjen Hoekstra
a ochrany vodních zdrojů.
Ale naděje tu je. V průběhu prvních tří let vybrala
organizace charity: water více než jedenáct milionů
dolarů, které díky 1500 vodních projektů pomohou
820 000 lidí. Čím více bude lidí jako Scott Harrison a
čím více lepších řešení a technologií, které přispějí ke
zpracování odpadních vod, se vyvine, o to jasnější a
mokřejší bude budoucnost.
metalworking world 35
Výhledy
Mamutí korunky
Síla oceánů
energie. Najít bohatý,
nevyčerpatelný a udržitelný
zdroj energie je již dlouho
snem nejednoho vědce. Jedna
z průzkumných cest, přeměna
termální energie oceánů
(OTEC), může být cestou k
uskutečnění tohoto snu.
OTEC proměňuje teplou
mořskou vodu na elektřinu
tím, že využívá teplotních
rozdílů v hlubokých (stude­
ných) a mělkých (teplejších)
vodách. Voda se čerpá do
tepelného výměníku, který
pomocí získaného tepla
přivede do varu čpavek. Pára,
která se vytvoří při odpařování
čpavku, se vhání na listy
turbíny uvnitř generátoru
a vyrábí elektřinu.
Vědci z Laboratoře pro
výzkum přírodní energie na
Havaji i na jiných místech
vyvíjejí nové, finančně
dostupné, vysoce vyspělé
systémy OTEC pro přeměnu
energie. Vždyť oceány jsou
největšími solárními kolektory
na zeměkouli! A OTEC je
neuvěřitelně čistý způsob
výroby elektrické energie.
John Ternan
řešení. Na začátku srpna
dostal slon jménem Spike ze zoo v
kandském Calgary dvě nové ocelové
kelní náhrady, poté co si zlomil
jeden kel o zavlažovací zařízení.
Spike si užívá života s novými
lesklými kelními náhradami
z korozivzdorné oceli.
K usazení jedenadvacetikilogra­
mové zubní náhrady z korozivzdorné
oceli byl zapotřebí osmičlenný tým
veterinářů a ošetřovatelů. Náhrady
byly navrženy a zkonstruovány na
Polytechnické škole pro výrobu a
automatizaci SAIT a vyrobila je firma
Lab Machine Works.
Nebylo to poprvé, co byl slon,
vážící 5,4 tuny „u zubaře“.
“Spike dostal první kelní náhrady
v červenci roku 2002, poté co si
zlomil levý kel při hře s pneumati­
kou,” říká veterinář calgarské zoo,
doktor Doug Whiteside.
Sandvik Coromant poskytl k výro­
bě kelních náhrad frézu CoroMill
390 a odbornou pomoc. Během více
než dvou a půl hodinové procedury
byl v pohotovosti dělník, svářeč a
desetitunový zvedák, aby mohli
zasáhnout, pokud by to bylo
potřeba.
Víte, že …
... osobní letecká přeprava
se v příštích patnácti letech
zdvojnásobí?
Dynamická architektura
Přístroje z nanokrystalů
technologie. V blízké
budoucnosti bude váš počítač
možná stejně tak malý jako váš
mobilní telefon – a na dnešní vysoce
vyspělá paměťová zařízení flash
se bude pohlížet jako na místo
zabírající počítačová monstra ze
šedesátých let.
Vědci z Riceovy univerzity v
Houstonu v americkém státě Texas
36 metalworking world
přišli na způsob, jak využít nanotech­
nologie a dostat paměťové zařízení
flash do menších přístrojů. Změnou
struktury několika elektronů se jim
podařilo vytvořit nanodrát, který
funguje jako paměťová jednotka.
Miliony těchto nanodrátů společně
vytvoří “čip,” který bude fungovat
jako pameťové zařízení flash, ale
bude o mnoho menší.
dynamic architecture/david fisher
Super-malé
počítače? Díky nové
nanotechnologii se
mohou stát realitou
již v blízké
budoucnosti.
Stavebnictví. Město Dubaj
plánuje další architektonický
výstřelek, výstavbu čtyřsetdvaceti­
metrového mrakodrapu, které
ponese jméno Dynamická věž
(Dynamic Tower).
Tato věž se bude sama zásobit
elektrickou energií (solární panely
a větrné turbíny se budou nacházet
mezi jednotlivými poschodími),
a každé poschodí se bude podle
potřeb otážet za sluncem, polohu
bude možné změnit třeba jen kvůli
výhledu, ale také kvůli milosrdnému
stínu. Budova tak vlastně bude
neustále měnit svůj tvar.
Výstavba Dynamické věže, které
se také říká Da Vinciho věž, by měla
být zahájena v roce 2011 pod
vedením italsko-izraelského
architekta Davida Fishera z ateliéru
Dynamic Architecture Group.
Očekává se, že doba výstavby bude
V současné době se v Dubaji
plánuje výstavba nové věže, která
bude dosahovat výšky čtyř set
dvaceti metrů.
asi o třicet procent kratší než
obvykle při výstavbě mrakodrapu,
protože jednotlivá poschodí lze
vyrobit jako prefabrikáty a
namontovat je na kostru budovy.
Přesnost v obrovském měřítku
Jaderná energie. Součástky pro jadernou elektrárnu mohou
vážit až sto tun. Přesto je nutné je vyrábět v úzkých tolerancích.
Obrábění takových součástek může trvat až jeden rok a udělat
chybu prostě není možné.
hřídel parní
turbíny
Parogenerátory
– výměníky tepla
Čtyři parní generátory jaderného
reaktoru jsou dvacet metrů
vysoké, a často vyšší než reaktor
sám. Mezi nejnáročnější procesy
obrábění při jejich výrobě patří
vrtání šestnácti tisíc děr pro
potrubí výměníků tepla.
tlaková
nádoba
reaktoru
Skříň parní turbíny
Při výrobě se provádí
frézování, vrtání,
vyvrtávání, zapichování a
řezání závitů na velkých
portálových frézkách a
vertikálních soustruzích.
turbínové
lopatky
Výroba turbínových
lopatek je další aplikací,
která se provádí na
speciálních frézovacích
centrech, které
umožňují také
soustružení, a jsou
vybaveny technicky
vyspělým systém s pěti
řízenými osami.
Generátor
Hřídel generátoru
se velikostí
podobá hřídeli
turbíny, a provádí
se při ní celá řada
různých operací,
jako například
vrtání velmi hlubokých děr s vysoce
přísnými
požadavky na
dodržení přímosti.
Kjell Thorsson
Při výrobě jádra jaderného reaktoru se
provádí celá řada
různých operací
obrábění a je při ní
nutné dodržet přísné
požadavky na kvalitu,
protože nádoba
reaktoru musí odolat
jaderné reakci.
K výrobě desetimetrového
hřídele turbíny jsou
zapotřebí stovky různých
nástrojů. Výrobit jej stojí
měsíce náročné práce, při
níž se odebere dvacet tun
materiálu. Výsledkem je
sedmdesátitunový hřídel.
metalworking world 37
ŘEŠENÍ
text: alexander farnsworth ilustrace: kjell thorsson
kruh přesnosti
a produktivity
Větrné turbíny se skládají z mnoha zásadních součástek,
jejichž výroba podléhá nejpřísnějším požadavkům. Tak
například otočný věnec.
Podíváme se na čtyři nástroje, které tyto součástky
dokážou účinně obrobit.
výkon a odolnost
Hrubování a dokončování otočného věnce
se provádí pomocí tuhého upínacího
nástroje CoroTurn Rigid Clamping
vybaveného spojkou Coromant Capto a
VBD z vysoce kvalitního slinutého karbidu.
Dokončování se provádí hladicí VBD,
kterou lze použít při velký rychlostech
úběru materiálu a přesto dostát požadova­
né kvalitě povrchu součástky.
38 metalworking world
Pod kontrolou
Drážky se obrábějí pomocí
otáčivého nástrojového
držáku CoroTurn 107 s
kruhovou VBD. Dokončování
drážek po tepelném
zpracování se provádí pomocí
vrtací hlavy T-Max s
keramickou VBD CC670.
Chcete se dozvědět více? Navštivte www.sandvik.coromant.com/wind
Rychlost a přesnost
Frézování zubů převodu na vnitřní straně
otočného věnce se provádí frézou CoroMill
170, která je schopna zajistit krátké výrobní
časy, ale i přesný tvar zubů.
Zaostřeno na Díry
Vysoce výkonný vrták CoroDrill 880
se používá k vrtání všech upínacích
děr na otočném věnci turbíny.
Až šest metrů
Otočný věnec umožňuje gondole
turbíny a jejím lopatkám pohyb
podle směru větru. Lopatky turbíny
se vyrábějí z oceli a dosahují
velikosti až šesti metrů. K výrobě
těchto vysoce přesných pohybli­
vých součástek jsou zapotřebí
optimalizované nástroje.
metalworking world 39
Print n:o C-5000:547 CZE/01
© AB Sandvik Coromant 2011:1
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