Řezání kapalinovým paprskem: zisková alternativa

• | Tisk |

Podrobnosti

Vytvořeno 10. duben 2009

Napsal MM Průmyslové spektrum

Víceosé frézky mající možnost obrobit součást z pěti stran jsou v kurzu stejně jako soustruhy, na kterých je možné přidáním B osy provádět frézovací operace. Totéž platí pro frézky, na kterých lze přidáním vysokootáčkového rotačního stolu soustružit. Dalšími klíčovými para-metry hýbajícími technologií obrábění jsou obrábění vysokými řeznými rychlostmi a použití vysoce dynamických lineárních pohonů pro posuv ve směru souřadných lineárních os.


V současné době by se sotva našla oblast v technologii obrábění, která není na vysokých školách nebo ve výzkumných ústavech podrobena optimalizaci. Přesto však protagonisté to-hoto dění nechávají zcela zřetelně stranou pozornosti jeden podstatný aspekt. Jak jinak je možné si vysvětlit, že prokazatelně lukrativní kombinace různých technologií čeká na své prosazení? Je zde třeba uvést, že se řezání kapalinovým paprskem, o kterém zde bude řeč, z pohledu soustružení a frézování nerozvinulo, ale naopak se této oblasti vzdálilo a prosadilo se při obrábění kamene, skla a zpracování plechů.

Kombinace technologií jako cesta k hospodárnosti

Nicméně mnohé bystré hlavy již pochopily lukrativní možnosti řezání kapalinovým paprskem a tuto technologii dále rozvíjejí. Řada výhod zejména v nákladových položkách začíná již u polotovaru. Místo nákupu drahých hotových výstřižků ve formě kroužků je možné tyto vyro-bit v požadovaném tvaru řezáním kapalinovým paprskem. Mimo jiné můžeme kapalinovým paprskem řezat kruhové nebo hranaté tvary děr s malým přídavkem na obrábění. V některých případech, kde nejsou kladeny zvláštní nároky na přesnost rozměrů a kvalitu povrchu, lze řezat až na požadovaný rozměr, bez přídavku na dodatečné obrábění. To je dáno podstatou technologie, která umožňuje řezat v toleranci několika desetin milimetru.


Již tento aspekt by měl obráběče vybudit k zamyšlení. Při použití kapalinového paprsku exis-tují ještě další podstatné výhody. Řezání kapalinovým paprskem je proces, u kterého v řezu nevzniká teplo, nedochází tedy ke změně struktury materiálu obrobené plochy. Na výchozím polotovaru mohou být řezané kusy rozmístěny optimálně, a rovněž je možné, např. při výrobě mezikruží, využít vnitřní část pro jiné výrobky. To vede k úspoře materiálu a k jeho optimál-nímu využití. Navíc je možné řezat nejen vnější tvar, ale také lze řezat uvnitř obrysu obrobku různé tvarové díry. To znamená, že v nejlepším případě dostaneme ze stroje hotový výrobek, který nemůže být ze žádného soustruhu nebo frézky vyroben tak rychle a nákladově tak vý-hodně.  Přesto je to v praxi většinou tak, že se na výrobě součásti podílí řezání kapalinovým paprskem s následným třískovým obráběním, které provádí dokončení součásti.

Mnoho výhod kapalinového paprsku

Které technologie a které práce provést při výrobě součásti kapalinovým paprskem a které frézováním je možné určit především podle finanční a časové náročnosti. To bude zřejmé z přímého porovnání hospodárnosti výroby, např. bočnice, která se má vyrobit v dávce 10 kusů.

Díky možnosti kapalinového paprsku umístit polotovary řezané z desky vedle sebe se sníží výrobní náklady oproti frézování o 40 %. Přímým srovnáním nákladových položek obou technologií je zřejmé, že vedle dobrého využití materiálu (malý odpad) hovoří pro použití kapalinového paprsku ještě další faktory:

• vysoká flexibilita při řezání různých tvarů;
• krátké seřizovací časy;
• vysoká flexibilita při řezání různých druhů materiálů;
• obrábění bez zbytkových napětí;
• malé náklady na nástroj;
• možnost řezání v různých místech;
• použití více řezacích hlav najednou (tj. výroba více kusů najednou).
  

V následujícím příkladě bylo pro srovnání obou technologií – frézování a řezání kapalinovým paprskem – použito obrábění součásti ze slitiny hliníku. Ještě před jakýmkoliv výpočtem byla stopkami změřena čistá spotřeba času pro výrobu 10 kusů, tedy včetně programování, vedlejšího a hlavního času.

Srovnání hospodárnosti mluví jasně

Výsledek překvapil frézaře. Zatímco při frézování trvalo pouze samotné programování 42 minut, měla obsluha kapalinového paprsku s jednou řezací hlavou a jedním pracovním cyk-lem již po 32 minutách vyřízenou kompletně celou zakázku. Frézař potřeboval ještě 7 růz-ných nástrojů a 9 pracovních cyklů na jednu součást, jakož i na upínání a vyjímání obrobků ještě dalších 104 minut, tedy celkem 146 minut, než bylo hotovo všech 10 kusů.

Při uvedeném srovnání nebylo uvažováno to, že u obrobků musel frézař ještě odstranit otřepy (zatímco z kapalinového paprsku odcházejí obrobky kompletně hotové) a byl potřebný upína-cí přípravek. K tomu je nutné dodat, že obsluha kapalinového paprsku má nižší kvalifikaci než kolega frézař a podstatně méně musí zasahovat do procesu obrábění, neboť nevyměňuje obrobky. Následně se tak snižují mzdové náklady a náklady na školení obsluhy.

Zdroj: MM spektrum