Česká společnost pro výzkum zpracování plechu (ČSVZP) uspořádala 10. září odbornou konferenci na téma zpracování plechu ve spolupráci s Fakultou strojní Technické univerzity v Liberci (TUL). Semináře se zúčastnilo několik desítek odborníků na dané téma. Pozvání přijali také zástupci německé odborné veřejnosti. Seminář byl určen vedoucím pracovníkům, konstruktérům a technologům firem v hromadné výrobě dílů z plechu a nářadí na plošné tváření, zejména v automobilovém průmyslu.
Akademická sféra se neobejde bez praxe a naopak Účastníky na liberecké univerzitě přivítal děkan Fakulty strojní TUL profesor Petr Lenfeld a zdůraznil přitom nutnost spolupráce akademické obce s průmyslovou praxí: „Spolupráce akademické a průmyslové sféry je nezbytná pro další vývoj a rozvoj hospodářství. Jedna nemůže existovat bez druhé. Spolupráce s průmyslem je základní mottem koncepce naší fakulty. Spolupracujeme s výrobními podniky na poli vědy a výzkumu, ale i na řešení konkrétních problémů na základě zadání firem. Tato spolupráce nám umožňuje aktuálně zařazovat moderní poznatky z praxe do výuky.“ Trendy ve vývoji a zprac ování vysocepevných plechů Účastníci semináře diskutovali o současných trendech ve vývoji vysocepevných plechů a jejich zpracování. Na programu byl vývoj technologií pro tváření a spojování plechů a simulace tvářecích procesů. Své poznatky prezentovali pracovníci českých a německých výzkumných a akademických pracovišť i předních českých firem v oblasti zpracování plechu. Mark Vrolijk ze společnosti ESI Group se věnoval hodnocení kvality povrchu virtuálních lisovaných dílů ve virtuální světelné místnosti, kterou lze použít v raných fázích vývoje produktu, na rozdíl od obvyklé vizuální kontroly ve světelné komoře, kterou lze použít až na hotovém výrobku. Ing. Marek Slováček, Ph.D., ze stejné společnosti hovořil o simulacích jednotlivých procesů a jejich řetězení při výrobě karoserií, tedy o modelování výroby strukturálních a podvozkových dílů automobilů od lisování přes spojování (svařování, nýtování a lepení) až po lakování. „Chtěli bychom nastoupit s novými trendy, jako je vizualizace, digitalizace a numerická simulace. Získáme tak informace o procesu výroby dříve, než přistoupíme k reálné výrobě a než začneme nakupovat materiál a polotovary,“ konstatoval. Věnoval se také spojování dílů karoserií a připomněl, že se už nedá hovořit pouze o svařování. Aby automobilky vyhověly požadavkům na snížení hmotnosti, pracují s hliníkovými slitinami i kompozity a tyto materiály nelze k sobě svařit. U některých automobilů tak klasické bodové a obloukové svařování ustupuje ve prospěch například nýtování, laserového svařování či lepení. [O lepení dílů karosérií jsme psali v TT č. 18.] Vzhledem k obsažnosti příspěvků se v tomto článku věnujeme především otázkám materiálů a změnám jejich vlastností při výrobním procesu. Simulac i procesu lisování zpřesní zřetězení se simulac í lisu Ing. Tobias Schulze z Technické univerzity v Drážďanech hovořil o metodě simulace stroje a procesu na příkladu tváření plechu. Připomněl, že vlastní proces hlubokého tažení je ovlivněn celou řadou výrobních podmínek. Ty se týkají hlavně materiálových parametrů, které se mění v průběhu pracovního procesu a tvářecích nástrojů, které mají dominantní vliv na kvalitu výroby i simulace. „Je tam celá řada aspektů od správného sesazení, spasování, geometrie, zaleštění hran, definice kontaktních ploch apod., které se musí promítnout do konečného nastavení simulace,“ uvedl Ing. Schulze. Velké téma jsou podle něj i procesní oleje, kdy je nutné brát v úvahu charakter i množství oleje a jeho homogenitu.
Digitalizace — klíčové téma v podnikové strategii To všechno jsou parametry, které dominantním způsobem ovlivňují výrobu, a přitom je jasné, že řada těchto parametrů se vzájemně multiplikuje, ovlivňuje a redukuje. Ve své přednášce to řekl Ing. Tomáš Pilvousek, Ph.D., z týmu technického servisu lisoven a svařoven ŠKODA Auto, s tím, že snahou je všechny tyto parametry podchytit a popsat vliv vlastního materiálu na proces výroby. „To souvisí s tématem, které se ve ŠKODA Auto prolíná prakticky celým spektrem činností, a to je digitalizace interních operací a digitalizace procesů vlastní výroby, což je zároveň klíčové téma v podnikové strategii společnosti ŠKODA Auto pro následující období,“ řekl dr. Pilvousek. Upřesnil, že toto téma se v oblasti výroby lisování dělí na dva konkrétní projekty, které jsou v současné době v řešení a už mají i určité výsledky. Je to takzvaný chytrý svitek a koncept lisovny budoucnosti.
Digitalizace inline analýzy materiálů V průběhu lisování dochází ke vzniku spontánních defektů a mezních stavů (praskliny, limitní zvlnění, namožení apod.), kdy operátor výroby musí defekt co nejrychleji odstranit, naladit proces na změnu podmínek a vyrábět dál. To má negativní dopad na kapacitní výkon výrobních zařízení a také tento postup postupného ladění přináší riziko, že přes výstupní kontrolu může projít nekvalitní díl do další výroby. Ve společnosti ŠKODA Auto se zpracovávají materiály v několikakilometrových svitcích hlubokotažné oceli a v takové délce bývá obtížné získat stabilní průběh všech materiálových parametrů. „Do budoucna vidíme vysoký potenciál ve vytvoření modelu, který tuto oblast výroby ve větší míře stabilizuje tím, že dokáže pružně, efektivně a rychle reagovat na změnu výrobních podmínek procesu výroby. To souvisí i s digitalizací analýzy materiálových vlastností,“ dodal Tomáš Pilvousek.
Chytrý svitek — Smart Coil Hlavním tématem, kterému se dr. Pilvousek ve své prezentaci věnoval, je vliv vlastností materiálu na proces výroby. V této souvislosti představil dva projekty: chytrý svitek a koncept moderní lisovny. Projekt chyt rého svitku (Smart Coil) je podporován Asociací evropské oceli (The European Steel Association) a jeho princip spočívá v tom, že jsou materiálová data dodávána výrobcem oceli ve formě tištěného čárového, 2D nebo QR kódu, který je poté načítán během stříhání na nástřihové lince. Data jsou softwarově zpracovávána a vyhodnocována i ve vazbě na výrobní procesy dodavatelů oceli. „Cílem je, aby čárový kód byl standardizovaný, aby byla jednotná technologie pro aplikaci kódu i čtení. Hlavní benefit spočívá v tom, že jsme k tomu schopni získat základní identifikaci materiálu, a zároveň i parametry, které ovlivňují proces lisování z kvalitativního hlediska, to znamená mechanické vlastnosti (pevnost a tažnost) nebo povrchové vlastnosti (drsnost, počet vrcholů), ale i například množství aplikovaného konzervačního oleje. Chytrý svitek je jednou z možných variant, jak docílit průběžného sledování materiálových vlastností po celé délce i šířce svitku,“ konstatoval Tomáš Pilvousek.
Koncept moderní lisovny Tomáš Pilvousek představil také koncept lisovny pro moderní období. Jedná se o systém nástřihové linky, která umí průběžně vyhodnocovat materiálové vlastnosti, sbírat a analyzovat data a efektivně je využít k optimalizaci následného procesu. „Je to koncept ve fázi realizace. To znamená, že ŠKODA Auto v průběhu příštího roku postaví novou nástřihovou linku, jež už bude splňovat parametry tohoto konceptu. Základní myšlenkou je, že materiál v podobě svitku přichází do nástřihové linky, kde je dělen na jednotlivé nástřihy pro zpracování v lisovací lince. V průběhu stříhání je analyzován komplexním systémem senzorů průběžně měřícím jeho vlastnosti. Data jsou potom softwarově zpracována a jsou ukládána v určitých databázových strukturách. V průběhu stříhání dochází k laserovému značení jednotlivých nástřihů. Každý nástřih obdrží unikátní laserový kód čitelný pomocí chytrého telefonu nebo tabletu s možností vizualizace v příslušném softwaru. S tímto kódem vstupuje do lisovací linky, která díky identifikaci a s pomocí procesních modelů nastavuje ideální podmínky pro vlastní tažení. Významné je i zpětnovazebné řízení na základě získaných parametrů. Snímací senzory pracují na různých fyzikálních principech a jsou instalovány před vlastním střižným lisem. Získané údaje poskytují informace o mechanických vlastnostech, tloušťce materiálu, tloušťce zinkové vrstvy či drsnosti povrchu,“ přiblížil koncept moderní lisovny Tomáš Pilvousek.
Důležité jsou ekonomické benefity Na semináři panovala shoda, že smyslem hledání nových trendů jsou především ekonomické benefity. Ty se projeví hlavně ve dvou základních oblastech. Zaprvé to je zlepšení kontrolního mechanismu komplexního toku materiálu provozem. V současné době je nutné se spolehnout na atesty materiálu, na odběratelsko- dodavatelské smlouvy a materiálové normy. Stává se však, že materiál, který splňuje všechny podmínky, není zpracovatelný pro konkrétní výrobu. Pokud se eliminuje stříhání materiálu, který je od začátku špatně vyroben, sníží se náklady spojené s jeho zpracováním a zjednoduší se i proces reklamace polotovarů. Náklady sníží i zpětnovazebné řízení, kdy lisovací linka bude na základě načtených materiálových vlastností redukovat prostoje tím, že sama přenastaví parametry podle aktuálních podmínek. „Jedná se o perspektivní a rozhodně smysluplnou změnu filozofie práce s materiálem,“ konstatoval profesor Jan Suchánek, jednatel ČSVZP, s tím, že se jedná o náročné projekty z hlediska investic do vybavení linek, na vypracování softwaru, ale i do správy a údržby dat. „To vše bude klást vysoké nároky i na odborný personál. I proto by se měli zodpovědní činitelé zamyslet nad systémovou podporou vysokoškolského a středoškolského technického vzdělání. Republiku živí průmysl. A aby byl průmysl kvalitní, potřebujeme nejen kvalitní inženýry, ale i techniky a dělníky,“ dodal.
/Jaroslava Kočárková/
