Technický týdeník č. 4/2020

Veletrh EMO Hannover 2019 ukázal budoucnost výroby III.

Přesné nástroje

Švédská společnost Sandvik Coromant ze Sandvikenu představila nově vyvinutý indexový vrtací systém, který dokáže vrtat do hloubek až sedminásobku průměru otvoru. Základní těleso a vyměnitelné destičky vrtáku CoroDrill® DS20 byly přepracovány. Snížené síly a snazší řezání zvyšují spolehlivost procesu při průniku materiálem. Zvětšení hloubky vrtání může eliminovat potřebu vrtání z obou stran součásti, což šetří čas a náklady a zlepšuje kvalitu otvoru. Důležitým cílem vývoje bylo snížení hluku. Toho bylo dosaženo konstrukcí nástroje a útlumem torzních vibrací. Společnost Sandvik Coromant rovněž představila nový MDI (Modular Drilling Interface). Modulární konstrukce vrtacího a spojovacího adaptéru znamená, že jediné rozhraní lze použít pro více průměrů vrtání. Dvojité vystředění s vysokou rozměrovou přesností zajišťuje optimální soustřednost a opakovanou přesnost.

Závod Emuge společnosti Richard Glimpel GmbH & Co. KG, z Laufu an der Pegnitz vyvinul ve spolupráci se značkou Audi novou technologii řezání závitů. Tím se výrazně snižuje doba potřebná k řezání závitových otvorů. Při běžném řezání závitů existují dva kroky: plné vrtání a následné řezání závitů. Nově vyvinutý systém Taptor umožňuje provádět vrtání a řezání závitů v jednom kroku. Eliminace předvrtání a výměny nástrojů, které byly dříve nezbytné, dává novému procesu významnou časovou výhodu, čímž se zvyšuje kapacita stroje. Tato technologie bude ve spolupráci s Audi integrována do sériové výroby odlitků z hliníku.

Specialista na hluboké vrtací nástroje, firma Botek Präzisionsbohrtechnik GmbH z Riederichu, představil inovativní krok pro zpracování opotřebovaných nástrojů s nízkými náklady. V budoucnu umožní tato firma vybavit opotřebené pevné karbidové vrtáky (typ 113 a 113-HP) novou karbidovou hlavou. Doposud bylo možné vyměnit vrtáky s jediným břitem v nástrojích za ocelové stopky. Díky nově vyvinutému procesu lze stopku nástroje z karbidu použít opakovaně. Nemá to vliv na produktivitu, spolehlivost procesu ani na kvalitu obrábění. Je také stále možné nástroje brousit. Vrtáky s jednoduchým břitem z tvrdého karbidu lze znovu nabrousit v rozsahu průměrů od 5,0 do 12,0 mm, což zákazníkům pomáhá šetřit energii a materiál, a tím i náklady.

CAD / CAM a řídicí software

Zvláštní důraz na řídicí technologii ukázal systém Sinumerik One od společnosti Siemens AG, Mnichov. Digitální dvojčata napomáhají transformaci tím, že umožňují simulovat a prakticky testovat pracovní procesy. Výrobce obráběcích strojů Gillten-Fill GmbH je jediným rakouským partnerem, který se podílel na vývoji Sinumerik One. Fill představil na EMO obráběcí centrum Syncromill h21-63 / 500 vybavené řídicím systémem Sinumerik One. Bylo speciálně vyvinuto pro obrábění konstrukčních rámových komponentů, jež se používají například v aplikacích pro e-mobilitu.

Společnost SolidCAM GmbH ze Schrambergu představila nové funkce svého softwaru SolidCAM 2019 CAM. Ten umožňuje rychlé a snadné programování obráběcích strojů, včetně vícekanálových soustružnických a frézovacích center a CNC posuvných čelních soustruhů. Dokonce i složité stroje s více osami mohou být virtuálně využity při simulaci a ověřování obráběcích operací pomocí integrované strojové simulace. Strojová databáze se neustále rozšiřuje. Do softwaru byly přidány další funkce. To umožňuje například nastavit rychlost nástroje pro jakoukoli danou hloubku vrtání. Škála typů podporovaných nástrojů pro pětiosé simultánní obrábění byla rozšířena tak, aby nyní mohly být použity všechny typy kruhových segmentových fréz, včetně bubnových, čočkových, kapičkových a kónických fréz.

Společnost DP Technology z Camarilla (USA) představila své poslední inovace softwaru Esprit CAM. Esprit Additive podporuje programování aditivních výrobních strojů i hybridních aditivních a konvenčních strojů. Tento software lze použít ke generování specializovaných drah nástrojů pro aditivní výrobní procesy, jako je svařování laserovým paprskem, jakož i pro subtraktivní následné opracování výsledných komponent. Dalším klíčovým rysem systému Esprit CAM je integrace algoritmů na bázi umělé inteligence, které program automaticky optimalizují. To zjednodušuje proces programování a zvyšuje produktivitu stroje.

Výrobní technologie pro elektromobilitu

Elektrifikace hnacího ústrojí představuje také zajímavé výzvy pro vývoj nových výrobních řešení a koncepcí nástrojů. Zde je rozhodující způsob výroby elektromotorů pro hybridní nebo plně elektrická vozidla. Jejich rostoucí výroba, která je zapotřebí, bude vyžadovat efektivní výrobní postupy elektrických motorů.

Výrobce Ceratizit Luxembourg S.à.r.l. z Mameru (Lucembursko) představil několik inovativních konceptů nástrojů, které umožňují přesné a efektivní obrábění hliníkových pouzder pro elektromotory. Úkolem je dosáhnout precizního opracování statorových otvorů o průměru cca 200 až 300 mm a hloubky více než 300 mm. Nástroje musí mít lehkou konstrukci, aby nepřekročily přípustné zatížení vřeten stroje. Jedním takovým nástrojovým řešením, které splňuje tyto požadavky, je plně aditivní nástroj pro jemné vrtání, který byl vystaven na veletrhu EMO. Generativní postup byl využit při návrhu miniaturních rozpěrných struktur pro základní těleso, což umožnilo vyrobit relativně lehký, ale tuhý nástroj. Otvory statoru mohou být pak obrobeny v jediném kroku, při dodržení požadovaných IT6 a tolerancí zaoblení až 2/100 mm.

Ceratizit představil další vývoj vyvrtávacích nástrojů ve formě plastové stupňovité vyvrtávací tyče, která je díky své modulární konstrukci snadnější na výrobu a nákladově efektivnější. Tento nástroj sestává z trubkového lehkého základního tělesa, které se běžně vyrábí pomocí obráběcích procesů. Na toto základní těleso jsou aplikovány aditivně kladené vrstvy, které obsahují PCD (polykrystalický diamant) nebo kazety vybavené vyměnitelnými vložkami. To umožňuje získat správný průměr obrábění otvorů statoru. Tyto vrstvy se skládají ze speciálně vyvinutého plastu vyztuženého vlákny a jsou schopny směrovat obráběcí síly do základního tělesa. Díky modulární konstrukci základního tělesa a vrstev lze nástroj rychle a levně přizpůsobit požadavkům zákazníka.

Aditivní výroba

Rostoucí význam aditivních postupů pro hromadnou výrobu vedl ke zvýšení poptávky po automatizovaných aditivních výrobních procesech. Švýcarský výrobce obráběcích strojů GF Machining Solutions, Biel, představil stroj DMP Flex 350. Jedná se o nový stroj pro 3D kovový tisk, který nabízí vysoce reprodukovatelnou kvalitu součástí a výjimečné možnosti automatizace. Vysoké kvality je dosaženo vytvořením vakua před vstupem inertního plynu během procesu na bázi práškového lože. Tím se odsává okysličený vzduch i z meziprostorů v prášku, čímž se zabrání reakcím narušujícím proces. Uzavřená vakuová komora spolu s práškem a komponenty mohou být po procesu 3D tisku automaticky odstraněny ze stroje. Výhodou je krátká doba výměny, protože stroj může ihned po vložení nové vakuové komory zahájit další proces tisku. Není třeba zastavovat stroj pro časově náročné a pracné odstraňování součástí, což je nutné například při manipulaci s jemnými a nebezpečnými částicemi prášku.

Shrnutí

EMO Hannover 2019 ukázal, že přechod na digitalizaci neustále postupuje a že s ním související výhody jsou nyní využívány častěji, v neposlední řadě díky neustálému zlepšování a propojitelnosti procesů zpracování kovů. Otevřená rozhraní také zvyšují transparentnost (zejména v interdisciplinárních systémech) a zajišťují větší flexibilitu výroby. Tato flexibilita bude mít velký význam pro nákladově efektivní výrobu v budoucích výrobních procesech, protože je pravděpodobné, že povedou ke stále menším velikostem dávek a zvyšující se poptávce po automatizačních řešeních.