Dvě technologie. Dva rozdílné přístupy k výrobě.
Při návrhu kovového komponentu nerozhoduje pouze jeho geometrie, materiál nebo požadované tolerance.
Stejně důležitá je otázka:
Jakým způsobem bude díl vyráběn?
U celé řady přesných kovových komponentů stojí konstruktéři a výrobní společnosti před volbou mezi obráběním a tvářením za studena.
Obě technologie mají své místo. Každá však přináší jiné možnosti z pohledu konstrukce, materiálové efektivity, mechanických vlastností, výrobních nákladů i sériovosti.
Správná volba proto nezačíná u technologie samotné.
Začíná pochopením konkrétní aplikace.
Obrábění: flexibilita a přesnost
Obrábění vytváří požadovanou geometrii postupným odebíráním materiálu z výchozího polotovaru.
Jeho velkou výhodou je flexibilita.
Umožňuje vyrábět velmi komplexní geometrie, dosahovat vysoké přesnosti a pružně reagovat na konstrukční změny. Proto je často vhodnou volbou pro prototypy, malé výrobní série nebo díly s geometrií, kterou nelze efektivně vytvořit tvářením.
S rostoucím výrobním objemem však začínají hrát významnější roli jiné faktory.
Každá obráběcí operace vyžaduje čas. Odebraný materiál se mění v odpad. A při výrobě statisíců nebo milionů komponentů se i malé rozdíly v čase a spotřebě materiálu násobí.
Právě zde může začít dávat smysl tváření za studena.
Tváření za studena: materiál neodebíráme, ale formujeme
Princip tváření za studena je zásadně odlišný.
Namísto odebírání materiálu je materiál za působení vysokých tlaků plasticky přetvářen do požadované geometrie – zpravidla při pokojové teplotě.
Materiál tak zůstává z velké části součástí výsledného výrobku.
- vysokou materiálovou efektivitu
- velmi krátké výrobní cykly
- vysokou opakovatelnost procesu
- možnost ekonomické výroby velkých sérií
- velmi dobré mechanické vlastnosti výsledného dílu
Tváření za studena je proto již dlouhou dobu základem efektivní výroby spojovacích prvků.
Jeho možnosti však zdaleka nekončí u klasických šroubů.
Více než výroba šroubů
Moderní technologie tváření za studena umožňují vyrábět široké spektrum geometricky náročných komponentů.
Vedle standardních a speciálních spojovacích prvků mohou být touto technologií vyráběny například čepy, pouzdra, duté díly, hřídele nebo další funkční komponenty.
A právě zde vzniká zajímavá příležitost.
Díl, který byl historicky navržen jako obráběný, nemusí být nutně obráběn po celý svůj životní cyklus.
Při rostoucích výrobních objemech může mít smysl znovu posoudit jeho konstrukci a výrobní proces a zjistit, zda lze část nebo většinu geometrie vytvořit efektivněji pomocí tváření za studena.
Kde vzniká ekonomická výhoda?
Porovnávat pouze cenu stroje nebo jednotlivé výrobní operace nestačí.
Rozhodující je ekonomika celého výrobního procesu.
U tváření za studena je nutné počítat s investicí do vývoje procesu a výrobních nástrojů. Proto tato technologie nemusí být ekonomicky optimální pro velmi malé série.
S rostoucím objemem se však počáteční investice rozkládá mezi stále větší počet vyrobených dílů.
Současně může klesat spotřeba materiálu, zkracovat se výrobní čas a snižovat počet následných operací.
Výsledkem může být výrazně nižší náklad na jeden díl.
Nejde tedy pouze o otázku:
„Kolik stojí vyrobit tento komponent?“
Správná otázka zní:
„Jaký výrobní proces je pro tento komponent optimální při očekávaném objemu, požadované kvalitě a po celou dobu jeho životního cyklu?“
Mechanické vlastnosti jako další výhoda
Ekonomika přitom není jediným důvodem, proč o tváření za studena uvažovat.
Při obrábění jsou vlákna materiálu během odebírání materiálu přerušována. Při vhodně navrženém procesu tváření materiál naopak proudí do požadovaného tvaru.
Tváření za studena navíc vede ke zpevnění materiálu v důsledku plastické deformace.
V závislosti na konstrukci dílu, použitém materiálu a následném zpracování tak lze dosáhnout velmi dobrých mechanických vlastností a vysoké pevnosti komponentu.
Výrobní technologie se tím stává součástí konstrukčního řešení výrobku – nikoli pouze způsobem, jakým jej vyrobíme.
Ne každý obráběný díl lze jednoduše převést na tvářený
Tváření za studena však není univerzálním řešením.
Některé geometrie, tolerance nebo výrobní objemy budou i nadále vhodnější pro obrábění.
V jiných případech může být optimální kombinace obou technologií: základní geometrie vznikne vysoce efektivním tvářením a pouze vybrané funkční plochy nebo detaily jsou následně dokončeny obráběním.
Proto by otázka neměla znít:
Cold forming, nebo machining?
Mnohem důležitější je:
Jaká kombinace konstrukce, materiálu a výrobní technologie vytvoří nejlepší výsledný produkt?
Engineering First – technologie musí následovat aplikaci
Ve FixTech Innova vnímáme výrobní technologii jako součást celkového engineeringového řešení.
Znalost tváření za studena, konstrukce nástrojů, materiálů, následných operací a sériové výroby nám umožňuje posuzovat komponent nikoliv pouze podle jeho výkresu, ale také podle způsobu, jakým může být efektivně vyroben.
Někdy bude správným řešením obrábění.
Jindy tváření za studena.
A v některých případech jejich kombinace.
Rozhodující není technologie samotná.
Rozhodující je najít technicky a ekonomicky nejlepší řešení pro konkrétní aplikaci.
O společnosti FixTech Innova
FixTech Innova je specializovaný partner v oblasti spojovacích řešení, funkčních komponentů a průmyslových služeb v procesech s vysokou přidanou hodnotou. Díky více než 30 letům zkušeností pomáháme zákazníkům nacházet technicky i ekonomicky optimální řešení pro jejich výrobky a výrobní procesy.