Výrobní technologie se postupně
vyvíjejí a modifikují.
Objevují se a v reálné praxi
prosazují nové technologie
zhotovování součástek rozličnými
postupy ubírání, přidávání, spojování,
dělení nebo přetváření materiálu.
Třískové obrábění si však navzdory
mnoha nectnostem zachovává svou
výjimečnou pozici matky dalších
technologií díky schopnosti vyrobit
dílec v požadovaném tvaru a přesnosti
prakticky jen s využitím univerzálních
nástrojů. Základem každého
úspěšného řešení obráběcí technologie
je stroj s vhodnými vlastnostmi
a správný nástroj.
V historii se v posouvání úrovně
tech nologie na vyšší úroveň vždy
stří daly obráběcí stroje a obráběcí
nástroje. Buď stroje nedokázaly plně
využít potenciál nejmodernějších
nástrojů, nebo naopak nástroje nedokázaly
plně využít možnosti nabízené
nejmodernějšími stroji. Tato neustálá
a v dobrém smyslu míněná „rivalita“
je jedním z hnacích motorů vývoje
a inovací v oblasti strojírenské výrobní
techniky a technologie.
Pomyslné partnerství a spolupráce
nástrojů se stroji však roste.
Příkladem je např. vnitřní vysokotlaké
chlazení, jehož rozvoj byl
umožněn moderními agregáty a modifikovanou
konstrukcí strojů a také
nástrojů. Výhody tohoto řešení jsou
natolik významné, že tato technologie
je stále více využívána, ačkoli
v minulých letech se diskutovalo
o tom, že obrábění se postupně stane
suchým procesem. To se však neukázalo
jako oprávněné. Nejlepších výkonů
i kvality obrobeného povrchu
se stále dosahuje s přídavnými médii
v řezu. Snahou posledních let je však
jimi minimálně plýtvat a užít je maximálně
účinně pro jejich hlavní účel,
a sice mazat, a tedy snižovat tření,
a chladit, tj. odvádět teplo z místa řezu,
nástroje a obrobku.
Hlavní úkol nástroje, který obrábí,
však zůstává stále stejný: zachovat
si po maximální možnou dobu svou
dobrou řezivost a současně nebýt příliš
drahý. Tedy dosahovat nejlepšího
možného poměru cena/výkon. Pokud
by nástroj neměnil svoji geometrii
vlivem opotřebení či destrukce, mohl
by pracovat věčně. Velké řezné
síly, vysoké teploty, chemické a abrazivní
děje v místě řezu však působí
více či méně intenzivně destruktivně
na jakékoli nástroje. Jejich výrobci
tak musejí hledat řešení, jakou geometrii,
povlaky, řezné podmínky
a řezné médium zvolit, aby konkrétní
operace obrábění konkrétního materiálu
obrobku snesl nástroj co nejdéle.
Významným pomocníkem při
tomto návrhu jsou výrazné pokroky
ve výrobní technologii řezných materiálů,
jako jsou nové typu povlaků,
možnost zhotovit komplexnější geometrii
ze slinutého karbidu a řezné
keramiky a nestandardní procesní
média, např. tekutý dusík pro kryogenní
chlazení.
Při vývoji nových nástrojů tedy
zůstává úkol maximalizovat trvanlivost,
jako nové úkoly se však před
výrobce nástrojů staví potřeba výkonnějšího
a úspornějšího (rozumějme
s nástroji, které vydrží déle)
obrábění materiálů, které jsou buďto
nové, anebo roste jejich průmyslový
význam. V současnosti klade
takové výzvy před výrobce nástrojů
především oblast kompozitních
materiálů vyztužených uhlíkovými
vlákny a oblast obecně těžko obrobitelných
materiálů, jako jsou nerezové
oceli a slitiny titanu, niklu
a kobaltu. Vláknové kompozity se
díky dramatickému snížení ceny uhlíkových
vláken začali šířit do všech
druhů průmyslové výroby, především
transportní techniky, ale v masovém
měřítku také do spotřebního zboží.
Z hlediska obrábění se jedná o komplikovaný
materiál, který v sobě spojuje
houževnatou matrici a většinou
vysoce abrazivní vlákna. Vývoj vhodných
nástrojů pro obrábění takovýchto
kompozitů je opřený především
o optimalizovanou geometrii a vhodný
povlak nástroje. Oblast nástrojů
pro obrábění těžko obrobitelných
materiálů musí „bojovat“ s obecně
špatným odvodem tepla, problémem
mechanického zpevňování povrchu
po obrobení a s velkými řeznými silami.
V této oblasti je vývoj nástrojů
zaměřen především na optimalizované
a nové druhy chlazení řezu,
kde si možná v budoucnu naleznou
své praktické uplatnění i techniky
kryogenního chlazení a kryogenního
MQL chlazení a mazání.
Nové úkoly staví před výrobce nástrojů
také téma ekodesignu. Snaha
zvyšovat ohleduplnost technologie
obrábění k životnímu prostředí bude
postupně nutit výrobce nástrojů
i strojů k hledání způsobů obrábění
s menší energetickou náročností
a s menší zátěží životního prostředí
procesními kapalinami.
Pokud na oblast řezných nástrojů
pohlížíme jako na tradiční součást
oboru strojírenské výrobní techniky
a technologie, pak hlavní úkol nástroje,
tedy produktivní obrábění s vysokou
jakostí a s minimálními náklady
zůstává stále stejný. Nové úkoly pak
na nástroje klade téma produktivního
a hospodárného obrábění kompozitů
a těžkoobrobitelných materiálů, ale
ta ké téma ekodesignu.
Ing. Jan Smolík, Ph.D.
vedoucí Ústavu výrobních strojů
a zařízení, ČVUT v Praze,
Fakulta strojní