ROZVOJ ŘEZNÉHO NÁŘADÍ V POSLEDNÍCH LETECH DOSAHUJE TAKOVÉHO TEMPA, ŽE PARAMETRY VÝKONNOSTI, V SOUČASNÉ DOBĚ BĚŽNÉ, BY PŘED DESETI ČI DVACETI LETY NEPŘEDPOKLÁDAL ANI TEN NEJVĚTŠÍ VIZIONÁŘ.
Vzájemná konkurence výrobců a požadavky spotřebitelů určují tempa a směry vývoje a pouze aktuální technické možnosti stanovují jejich limity, které jsou však v důsledku probíhajícího technického rozvoje stále překonávané. Výsledkem jsou trendy rozvoje, které se dají vysledovat i v letošním roce.
OBECNĚ PLATNÉ A TRVALÉ
Vyšší produktivita i životnost nově nabízeného nářadí oproti srovnatelnému nářadí stávajícímu jsou trvalými předpoklady jeho uplatnění na trhu. Pro jejich hodnocení se většinou používá parametr úběr v cm3 za minutu a životnost břitu vyjádřená počtem obrobených kusů, délkou odvrtaného otvoru nebo vyjádřená dobou použitelnosti nasazeného břitu. Cest vedoucích k dosažení tohoto cíle je celá řada – od nových řezných jakostí, lepší geometrie a mikrogeometrie břitu a potlačení vibrací, které dovolují práci s vyššími řeznými parametry či delší dobu použití, až po zvyšování úběru v důsledku většího počtu pájených PCD nebo PCBN břitů na stejném obvodu frézy (obr. 1), který umožňuje nová technologie výroby jejího těla či zavádění monolitních tříbřitých vrtáků (obr. 2).
Provozní spolehlivost je vlastnost, která v současné době získává stále více na významu, protože se složitostí strojního zařízení a jeho zvyšující se cenou rostou i nežádoucí ztráty v případě výpadku. Velké možnosti jejího zvýšení nabízejí eliminace vibrací, použití řezného povlaku s odolností proti vzniku nárůstků, volba optimální mikrogeometrie břitu a řada dalších opatření. Snaha o zavádění bezobslužného provozu v noci či o víkendech důležitost této vlastnosti dále zvýrazňuje.
Zlepšování forem prodeje se stává podmínkou úspěchu zejména při větších zakázkách. Od výrobce se očekává, že z pozice dodavatele nářadí přejde ve spolupráci s uživatelem do pozice spoluřešitele technologického problému konkrétní operace nebo dokonce spolutvůrce nového řešení výroby dílce či komplexního komponentu.
Vyšší přidaná hodnota pro zákazníka je argument těžko měřitelný, ale dokladovatelný např. kratší dodací lhůtou nářadí, lepším servisem či hodnocením nákladů ve vztahu k univerzálnosti nebo modularitě nářadí, které snižují objem nářadí, které pro zajištění výroby musí zákazník držet na skladě.
NOVÉ, NABÝVAJÍCÍ NA VÝZNAMU V POSLEDNÍ DOBĚ
Důsledná digitalizace jako předpoklad práce v režimu Průmyslu 4.0 již přechází v poslední době ke konkrétním opatřením, průběžně uváděným do praxe. Společnost DMG Mori navrhla a postupně realizuje jednotlivé oblasti digitalizovaného, vzájemně propojeného řetězce výrobních činností od přijetí zakázky až po její vyhotovení včetně monitoringu a servisu strojů. Digitalizace aktivit přímo spojených s nástrojem zahrnuje propojení s digitálním katalogem nástrojů s řeznými podmínkami v něm uloženými, informaci o upnutí i o operaci, kterou nástroj má provádět a s jakými řeznými podmínkami, data o seřizovacích rozměrech, údaje o počtu obrobených kusů a zbývající životnosti – dle toho je nástroj směrován k přeostření, výměně VBD nebo do digitalizovaného výdejního terminálu, kde je připraven k dalšímu použití. Důsledná digitalizace celého řetězce je tedy podmíněna možností identifikace, kterou lze přepisovat na základě historie nástroje a jeho eventuálního dalšího použití. V současné době se budují a vzájemně propojují jednotlivé výrobní kroky a nebude dlouho trvat, než do nich budou plně zapojeny prvé digitalizované řezné nástroje a odpovídající upínače. Intenzivní vývoj již přináší prvé výsledky (obr. 3).
Opracování high-tech materiálů představuje stále větší podíl v celkovém objemu třískového obrábění. Prakticky všichni dodavatelé řezných nástrojů nabízejí nástroje přizpůsobené vhodnou řeznou geometrií, řezným povlakem a usnadněným odchodem třísek z místa řezu pro opracování tvrdých Al slitin s vysokým obsahem Si, měkkých a tvárných Al slitin, nerez ocelí a žáruvzdorných ocelí, slitin Ti a řady dalších. V tomto oboru lze očekávat stoupající požadavky zákazníků. Osobitou kategorii představují nástroje pro opracování vláknových kompozitů, od nichž se vyžaduje ostrý řez, aby nedocházelo k vylamování vláken, ale k jejich přeříznutí. Kompresní technologie a nízké teploty, vznikající během procesu, jsou podmínkou pro eliminaci vzniku delaminace jednotlivých vrstev kompozitu, resp. degradaci matrice kompozitu. Nabídka těchto specializovaných nástrojů díky stále širšímu použití kompozitů stále stoupá (obr. 4).
Nové technologie skokově vznikají přesto, že největší objem inovací se realizuje postupným zlepšováním parametrů nástrojů. Některé se již plně etablovaly – např. opracování kalených ocelí nebo obrábění pomocí vysokého posuvu (HFC) – a nabídka vhodných nástrojů je velmi široká; jiné se zavádějí pomaleji, snad z důvodu složitějšího programování. To je zřejmě případ trochoidního frézování, které přes nesporné výhody není dosud tak rozšířeno, jak by si právem zasluhovalo. Zcela nové jsou technologie soustružení „Prime Turning“ (Sandvik Coromant) a „Vysoce dynamické soustružení“ (HDT), zaváděné společností Ceratizit. V obou případech je použito nezvyklého vedení břitu nástroje podél opracovávané plochy, čímž se zvyšuje použitelnost nástroje, snižuje počet nástrojů potřebných na operaci a šetří se čas nutných výměn. V prvém případě geometrie použité VBD dovoluje práci směrem ke sklíčidlu, od něj nebo kolmo na osu rotace dílce. Ve druhém případě je použit nástroj tyčového tvaru, na jehož čelo je upnuta VBD. Nástroj, upnutý do frézovací jednotky s řízenou polohou osy vřetene (osa C), má prakticky neomezenou polohovatelnost a jedním nástrojem lze zhotovit libovolný rotační tvar (obr. 5). Nevýhodou je nižší tuhost nástroje, daná jeho velkým vyložením.
Řezné geometrie profitují z pokroku technologie výroby SK břitových destiček, kdy nyní již běžné lisování ve více osách dovoluje zhotovit prakticky jakýkoli tvar; ve spojení s novými substráty lze zhotovit destičku s ostrým břitem, pozitivní geometrií a dostatečně pevným ostřím. Výhody klidného řezu a nižší řezné síly docilované pozitivní geometrií jsou zřejmé, není proto divu, že se intenzivně rozšiřuje nabídka a používání pozitivních VBD.
Řezné povlaky reflektují vysoké požadavky dané obráběním těžkoobrobitelných materiálů; zvyšuje se hladkost povlaků, jejich rovnoměrná tloušťka, a to i v oblasti břitu, a optimalizuje se jejich otěruvzdornost, přilnavost a frikční vlastnosti. Příkladem mohou být nové povlaky CemeCon CCDia Carbon-Speed, CCDia FiberSpeed, CCDia Multispeed a AluCon či InoxCon. Prosazují se vícevrstvé dia povlaky CVD-D, jejichž tloušťka 1–2 mm je dostatečná k vyhloubení utvařeče třísky pomocí laserového paprsku, čímž se dále zvyšuje výkon a životnost dia nástrojů.
Aditivní technologie se ve výrobě nástrojů používají zatím jen výjimečně, a to v případech, kdy pomocí klasického třískového obrábění příslušný dílec vyrobit nelze. Jedná se tedy o případy složitého vedení chladicích kanálků, atypicky vysokého počtu pájených řezných elementů po obvodu frézy nebo potřebu zhotovení velmi štíhlého hydraulického upínače. Průkopníky jsou společnosti Mapal, Komet či LMT.