30. března 2021 23:58

Obráběcí stroje jsou jedinečné stejně jako vy

~ Možnost provádět úpravy nástrojů online pomůže výrobcům čelit výzvám spojeným s diverzifikací ~

„Vyčnívat z davu“ – to je všem dobře známý pojem. Ale diferenciace představuje pro výrobce speciální výzvu, protože nepředvídatelná budoucnost je vede k objevování nových trhů, což znamená vyrábět neznámé součásti z těch nejobtížněji obrobitelných materiálů. James Thorpe, globální produktový manažer ze společnosti Sandvik Coromant, která zaujímá vedoucí postavení mezi výrobci obráběcích nástrojů, v tomto článku rozebírá, proč jsou nástroje upravované podle individuálních požadavků zákazníků cestou vpřed.

Inzerce

Zakázková výroba – proces projektování, technologické přípravy a výroby zboží na základě specifických požadavků zákazníka – představuje pro výrobce unikátní výzvy. V případě velkosériové výroby je cílem strojírenského podniku vyrobit tisíce – nebo miliony – produktů s nízkými náklady na vyrobený kus. Designové a výrobní postupy umožňují výrobním společnostem dodávat zboží za ceny, které jsou přijatelné pro spotřebitele, přičemž malá zisková marže na kus je znásobena celou výrobní dávkou.

To však je jiný příběh týkající se jednorázově (built-to-order – BTO) na zakázku vyráběných součástí nebo menších výrobních dávek. Aby byla zaručena kvalita a produktivita a zajištěno splnění výše uvedených cenových hledisek, musí obsluha stroje přizpůsobit hodnoty řezných parametrů a výběr nástroje. Výroba typu produktu, s nímž se obsluha stroje třeba nikdy předtím nesetkala, vyžaduje rychlou implementaci těchto parametrů. Tento proces může navíc zahrnovat obrábění obtížně obrobitelných materiálů, jako jsou kalené oceli, nelegované oceli nebo vysoko legované žáruvzdorné slitiny (HRSA).

Je to poměrně značná výzva i pro strojírenské podniky, které se výrobou různých typů zakázkových produktů z různých obtížně obrobitelných materiálů zabývají na každodenní bázi. Nyní je však třeba, aby začali jednat i další výrobci. Vzhledem k tomu, že pokračující pandemie COVID-19 má na průmyslovou výrobu nepředvídatelné účinky, zejména ve vztahu k nabídce a poptávce, jsou výrobci nuceni hledat nové možností příjmů, dodavatelské základny a produkty.

Nedávno zveřejněná zpráva Make UK report uvádí, že potrvá až do roku 2022, než se výroba ve Velké Británii vrátí zpět na úroveň před COVID-19, což potenciálně může jen v letošním roce znamenat ztrátu v hrubé přidané hodnotě ve výši 35,7 miliard GBP. Zpráva se rovněž věnuje průmyslově nejvyspělejším zemím světa včetně USA a Německa. Make UK ve svých závěrech zdůrazňuje, že výrobci musí diverzifikovat své zákaznické základny, což jim pomůže dosáhnout růstu, zachovat poptávku a vyvarovat se nadměrné závislosti na konkrétním trhu nebo zákazníkovi.

Strojírenské podniky, které se dříve specializovaly na určitou oblast výroby, tudíž uvolňují kapacitu svých CNC soustruhů a frézek pro obrábění širší škály houževnatých a obtížně opracovatelných materiálů s minimálním množstvím přechodů mezi jednotlivými výrobními dávkami. To je srovnatelné s novými díly, geometriemi a parametry nástrojů a obsluha strojů vyžaduje odpovídající řídicí a datové systémy adaptabilní v reálném čase.

Je také velice pravděpodobné, že standardní nástroje nebudou vždy uzpůsobené k tomu, aby umožňovaly dosažení nejlepších výsledků. Výrobci by tak spíše měli zvážit použití vlastních nástrojových řešení umožňujících udržení kvality produktu – ale jak to mohou provést dostatečně rychle a rentabilně?

Proč úpravy na zakázku?

Jako první si rozebereme, čeho se týkají zakázkové úpravy vrtáku a proč jsou důležité. Geometrie drážek pro odvod třísek, jádro, břity a úkosy vrtáku jsou neodmyslitelně spjaty s konečnými výsledky, jako je kvalita díry, produktivita nebo opotřebení nástroje, a provozními faktory, jako jsou velikosti řezných sil a kroutícího momentu, které mohou na vrták působit.

Pro specialisty na nástroje ve společnosti Sandvik Coromant stojí konstrukce vrtáku nadevším. To je zvláště dobře patrné u její optimalizované řady konstrukčně vylepšených monolitních karbidových vrtáků, u níž mezi prováděnými úpravami nalezneme pokročilou optimalizovanou geometrii špičky a drážek pro odvod třísek, zesílení jádra a zkosení rohů, úpravy břitů bránící vzniku mikroskopických defektů ostří a dvojitou vodící fazetku zvyšující stabilitu vrtání.

Dobrým příkladem je vrták CoroDrill® 860 s geometrií -GM. Tento vrták je oblíbený především mezi výrobci působícími v oblasti všeobecného strojírenství a smíšené výroby, protože je určen pro všechny typy aplikací, u nichž je rozhodující produktivita a kvalita děr. Vrták CD860-GM je využíván také v leteckém průmyslu, v oblasti výroby zařízení pro těžbu ropy a plynu, zařízení pro jadernou energetiku a zařízení pro výrobu energie z obnovitelných zdrojů.

Jeho optimalizovaná konstrukce se rovněž osvědčila v automobilové výrobě, včetně vrtání bloků motoru, skříní, krytů, přírub a prvků výfukových potrubí. Korejský výrobce automobilů použil vrták CoroDrill 860-GM pro vrtání průchozích děr ve spojovací přírubě automobilové převodovky.

Konkurenční vrták umožňoval obrobení 200 součástí, tedy celkem 1600 děr, při řezné rychlosti (Vc) 80 m/min (3102 ot/min) a posuvu do záběru (Vf) 381 mm/min. Naproti tomu vrták CoroDrill 860-GM umožnil výrobu 2300 součástí (18 400 děr) při řezné rychlosti Vc = 100 m/min (3878 ot/min) a posuvu Vf = 814 mm/min.

Výsledkem bylo výrazné prodloužení životnosti nástroje o 1150 %, což ukazuje, jaký význam má kombinace konstrukce vrtáku a hodnot řezných parametrů způsobem, který umožní dosažení optimální výkonnosti.

Jdeme ještě dál

Co když však strojírenský podnik od svého nástrojového řešení požaduje ještě vyšší výkonnost, které standardně dostupné varianty nejsou schopné dosáhnout? Většina operátorů se ocitne v pozici, kdy by lepší výsledky přinesl vrták s kratší délkou nebo o jiném průměru.

To je situace, kdy přichází na řadu úpravy nástrojů podle specifických požadavků zákazníků, které díky moderním technologiím mohou spočívat v úpravách stávajících standardních nástrojů, nebo ve vývoji nového nástroje zcela od začátku. V tomto případě se „moderními technologiemi“ myslí aplikace Sandvik Coromant Tailor Made, což je online nástroj, který svým uživatelům umožňuje specifikaci zakázkových úprav nástrojů v souladu s jejich specifickými výrobními potřebami pro konkrétní obráběnou součást.

Stručně řečeno, uživatelé se mohou přihlásit a zadávat do softwaru své vlastní konfigurace, což může vyžadovat přizpůsobení stávajícího vrtáku – například právě CoroDrill 860-GM. Řekněme, že požadován je průměr 18 mm, činná délka 36 mm a stopka Weldon. Všechny tyto parametry je možné upravit, což uživateli dává svobodu zadat své vlastní rozměry a požadavky. Software může také doporučit parametry, jako je hloubka vrtání.

Služba Tailor Made je příkladem toho, jak technici a vedoucí výroby stále více obracejí svou pozornost k online nástrojům, aby získali výhody v reálném životě. Na zakázku upravené nástroje jsou užitečné zejména při obrábění součástí s velkým počtem děr a množstvím prováděných operací, jako jsou bloky automobilových motorů.

Jsou zde také časové výhody, protože koncový uživatel nemusí sedět a čekat na nabídku. Služba Tailor Made je samozřejmě nepřetržitě dostupná dvacet čtyři hodin denně, sedm dní v týdnu a je příkladem toho, jak průmysloví výrobci stále častěji komunikují se svými dodavateli online. Podle výzkumu, který provedla agentura Sana, 19 % výrobců v současnosti nakupuje minimálně 90 % všech produktů online.

Výhodou je zde rychlejší odezva. To je užitečné zejména v případě, že se výrobci musí rychle přizpůsobit novým objednávkám na zakázku nebo jednorázově vyráběných dílů, aniž by ztratili čas nebo snížili kvalitu.

Stačí jediné kliknutí

Nejdůležitější výhody na zakázku přizpůsobené konstrukce nástroje však souvisí s obráběcím procesem a výkonností.

Jako příklad lze uvést jednoho výrobce, který se u jedné ze svých produktových řad snažil dosáhnout zvýšení produktivity. Zákazník používal pro výrobu tvarového prvku, konkrétně díry se zahloubením pro šroub s jemným závitem M10, dva nástroje. Obráběné součásti měly 45 takových děr, a v některých případech dokonce až 90.

Zákazníkem používané standardní řešení, stupňovitý vrták a vrták kombinovaný se zahloubením, se ukázalo jako nevhodné. Příčinou byl profil tvarového prvku a to, že dva stávající nástroje neumožňovaly vytvoření dostatečně velkého zahloubení.

Zákazník, který využil aplikaci Tailor Made společnosti Sandvik Coromant, si mohl jako náhradu navrhnout nový nástroj online. Během několika minut software vygeneroval soubor ve formátu DXF obsahující 2D výktes a také 3D pohled a spolu s ním cenovou nabídku a dodací lhůtu. Zákazník také zjistil, že bylo nutné provést několik drobných změn v geometrii nástroje.

Vše trvalo jen malou chvilku, specifikace nástroje byla znovu odeslána a obratem byly doručeny aktualizované modely a výkresy. O několik týdnů později bylo řešení dodáno zákazníkovi a nový nástroj byl následně implementován do jeho výrobního postupu.

Zákazník uvedl, že na něj udělalo velký dojem, jak snadno lze nové řešení vytvořit a jak rychle aplikace Tailor Made doručí výsledky. Kromě toho byl změřen nový čas cyklu dosažený u tohoto procesu s Tailor Made řešením a porovnán se starým řešením. Bylo zjištěno, že přechodem na řešení získané prostřednictvím online aplikace dosáhl zákazník zkrácení času cyklu o 10 %.

K dalšímu zvýšení výkonnosti mohou výrobci využít další online nástroje, jako Sandvik Coromant CoroPlus^® Tool Guide, s jejichž pomocí mohou v souladu se svými potřebami stanovit optimální hodnoty řezných parametrů a vyhledat pro ně vhodné nástroje.

Tyto online nástroje jsou navíc dostupné pro skupiny produktů pro všechny oblasti obrábění kovů: soustružení, frézování a výrobu děr a všechny je lze individuálně přizpůsobit. Výhody pro výrobce jsou dvojí. Jednak jim pomáhají rychle se adaptovat na výrobu — pravděpodobně pro ně neznámých — na zakázku nebo jednorázově vyráběných dílů. Může ale také výrobcům pomoci zvládnout praktické otázky diverzifikace, jako je práce se širším spektrem obtížně obrobitelných materiálů nebo zpracování velkého množství dat jejich CNC stroji prováděné ze dne na den.

S online nástroji jako je aplikace Tailor Made společnosti Sandvik Coromant nemusí být „vyčnívání z davu“ jen pouhým pojmem, ale může se pro výrobce stát řešením umožňujícím diverzifikaci a získání nových příležitostí.

Online aplikace Tailor Made společnosti Sandvik Coromant umožňuje uživatelům specifikaci nástrojů podle jejich vlastních výrobních potřeb.

Vrták CoroDrill® 860 s geometrií -GM je určen pro všechny typy aplikací, u nichž je rozhodující produktivita a kvalita děr.

www.sandvik.coromant.com