Obráběcí technologie začala poměrně jednoduše, vše bylo ruční, ale tyto rané metody měly závažné problémy, pokud šlo o dosahování konzistentních výsledků. Většinu práce museli lidé dělat sami, což znamenalo, že se často dělaly chyby a výroba nebyla příliš efektivní. CNC technologie změnila všechno v polovině 20. století, kdy inženýři konečně sestrojili první počítačem řízené stroje v padesátých letech. To, co tento vývoj učinilo tak důležitým, bylo to, že úkony, které vyžadovaly trvalý ruční zásah, byly nyní automatizovány. Jaký byl výsledek? Mnohem vyšší přesnost a továrny, které vyráběly díly rychleji než kdy předtím. Podle některých výzkumů z roku 2020 publikovaných časopisem Insight dospělo více než polovina dotázaných pracovníků k názoru, že jejich pracovní místa by mohla získat díky automatizaci asi 240 dodatečných pracovních hodin ročně. To mluví za vše a ukazuje, jak výrazně systémy CNC zvýšily celkovou produktivitu ve výrobních provozech po celém světě.
Jednou z největších změn v dějinách obrábění bylo, když dílny přešly od čistě manuální práce k počítačově řízeným (CNC) systémům. Každý, kdo byl v průmyslu déle než deset let, viděl, jak manuální metody prakticky přes noc zmizely, jakmile se dostupné CNC technologie dostaly na trh. Odborníci trvale zdůrazňují, že tato automatizovaná zařízení zcela změnila způsob výroby dílů na výrobní lince. Podle různých průmyslových průzkumů z posledních deseti let většina výrobců nyní těžce spoléhá na CNC zařízení namísto tradičních ručně ovládaných nástrojů. Návrat k této úplné transformaci od staromódních technik k plně automatizovaným CNC procesům ukazuje, jak velkou hodnotu výrobci přikládají rychlejšímu a přesnějšímu dokončování prací den co den.
Pětiosé obrábění na CNC strojích představuje významný krok vpřed ve srovnání se standardními tříosými systémy. Zatímco starší stroje se pohybují pouze v rovinách X, Y a Z, tyto pokročilé systémy dokážou manipulovat s obrobky současně na pěti osách. Co to prakticky znamená? Výrobci získávají větší svobodu při vytváření složitých komponent, montážní časy se zkracují a povrchy jsou hladší, bez viditelných stop po nástroji. Tento vývoj měl obrovský dopad na odvětví jako je letecký průmysl nebo automobilová výroba. Stačí pomyslet na lopatky turbín nebo bloky motorů – součástky vyžadující přesné rozměry až na zlomky milimetru. Tradiční metody by vyžadovaly více montáží a speciálních nástrojů, ale s pětiosými stroji se vše provede najednou, což dlouhodobě ušetří jak čas, tak peníze.
Přechod na pětiosé stroje výrazně zvýšil efektivitu provozu v mnoha dílnách. Vezměme si například letecký průmysl, kde jsou komplexní součástky běžné. Dílny tam zaznamenaly výrazné rozdíly od doby, kdy tyto stroje získaly. Někteří výrobci uvádějí, že ušetří hodiny na pracích, které dříve trvaly dny, a navíc jsou hotové výrobky celkově kvalitnější. Firmy působící v leteckém průmyslu nejsou samozřejmě samy. Další odvětví zabývající se složitou geometrií také nastupují. Z pohledu průmyslu se pětiosé CNC obrábění již nejedná pouze o luxusní vylepšení. Stává se nezbytným vybavením pro jakoukoli dílnu, která si chce udržet konkurenceschopnost na dnešním trhu.
Kombinace technologií umělé inteligence (AI) a internetu věcí (IoT) mění způsob fungování CNC strojů v provozech výrobního průmyslu. Inteligentní systémy nyní dokážou předpovědět, kdy by k poruše stroje mohlo dojít, ještě než k ní skutečně dojde, což umožňuje provozovnám předejít nákladným výpadkům. Tato prediktivní údržba zajišťuje hladší a delší provoz zařízení. Mezitím IoT zařízení shromažďují v reálném čase různé provozní údaje, díky čemuž mají výrobci lepší přehled o ukazatelích celkové efektivity zařízení (OEE). Provozy, které využívají tato propojená čidla, zjišťují, že mohou efektivněji rozdělovat zdroje a sledovat výkon během dne. Některé studie naznačují, že integrace AI a IoT může v určitých aplikacích zvýšit produktivitu až o 40 %. To, co nyní pozorujeme, je postupná transformace tradičních výrobních zařízení v to, co se často označuje jako chytré továrny, kde CNC stroje nejenže pracují samy o sobě, ale komunikují s jinými systémy, aby optimalizovaly výrobní plány a snížily odpad.
Přesnost a rychlost obrábění na CNC závisí výrazně na současném stavu nástrojových systémů. Nové nástrojové materiály, jako jsou keramika a karbid, umožňují strojům pracovat při mnohem vyšších rychlostech. To výrazně zkracuje čas výroby každé součástky a zároveň zlepšuje celkovou kvalitu výrobků. Co činí tyto novější materiály výjimečnými, je jejich schopnost odolávat většímu opotřebení a také lépe čelit tepelným šokům, díky čemuž není třeba během výrobních cyklů tak často zastavovat a měnit nástroje. Když firmy začnou používat tyto pokročilé nástrojové systémy, zaznamenají zlepšení povrchových úprav a zkrácení výrobních časů. Automobiloví výrobci například dokáží urychlit výrobu o několik týdnů, aniž by obětovali přesnost jednotlivých komponent. Totéž platí pro letecký průmysl, kde i při velmi úzkých tolerancích dochází k dodržování specifikací s větší spolehlivostí právě díky těmto inovovaným nástrojovým řešením.
CNC technologie se stala důležitým činitelem při zelenění výroby díky efektivnějšímu využívání zdrojů a nižší tvorbě odpadu. V poslední době se objevuje mnoho různých vylepšení, od strojů, které spotřebovávají méně energie, až po dílny, které nahrazují tradiční materiály za takové, které je možné recyklovat. Skutečný prospěch těchto změn jde dál než jen o snížení ekologického dopadu – zapadají do toho, co celý svět usiluje o dosažení cílů v oblasti udržitelnosti. Nedávná studie z nějaké organizace (nevzpomínám si, jestli to byla skupina Global Ecolabel Network nebo jiná) uvedla, že některé úsporné konfigurace CNC strojů snížily energetické náklady továrny zhruba o 20 procent. Většina odborníků v oboru souhlasí, že přechod na ekologičtější výrobu už pro výrobce nemá náhradu. Protože se udržitelnost stává tak horkým tématem napříč průmyslovými odvětvími, lze očekávat ještě více inovativních způsobů, jak technologie CNC nadále posouvá ekologická řešení ve výrobě.
Trh s obráběcími centry s CNC řízením mezi lety 2023 a 2030 rychle roste, a to podle nejnovějších údajů. Společnost Research Markets odhadovala hodnotu globálního trhu s CNC stroji na zhruba 55,1 miliardy dolarů v roce 2022 a předpovídá, že do roku 2030 dosáhne přibližně 85,2 miliardy dolarů s ročním růstovým tempem kolem 5,6 %. Co způsobuje tento růst? Výrobci v různých oborech potřebují stále přesnější řešení pro obrábění. Automobilový průmysl, letecký a kosmický sektor a výrobci elektronických komponent zažívají zvláště výrazné změny. Tento nárůst je především důsledkem rozvoje konceptu známého jako Průmysl 4.0 a inteligentní továrny, kde se technologie CNC stává klíčovou pro zachování kvalitativních norem a zároveň udržení nákladů na výrobu pod kontrolou.
Růst, který zaznamenáváme, pochází z několika hlavních geografických oblastí. Vezměme si například Spojené státy, které v současnosti dosahují tržní hodnoty zhruba 10,4 miliardy dolarů. Dále tu máme Čínu, kde prognózy předpovídají dosažení přibližně 20 miliard dolarů do roku 2030 s ročním růstem kolem 7,2 %. Růst ovšem není omezen pouze na tyto dvě země. Celá oblast Asie a Tichomoří včetně míst, jako jsou Indie, Austrálie a Jižní Korea, rovněž vypadá nadějně. Odhady naznačují, že samotná tato oblast může do stejného časového rámce dosáhnout zhruba 15,3 miliardy dolarů. Co všechno umožňuje? Výrobci po celých těchto oblastech stále více přijímají technologii CNC ve různých výrobních procesech, čímž podporují zřejmě významné rozšíření trhu.
CNC automatizace mění způsob fungování továren a typ pracovníků, kteří jsou potřeba. Dnes firmy hledají lidi, kteří se vyznají v počítačově řízených strojích a zvládnou různé programovací úkoly. Myslíme tím lidi, kteří dokážou odstraňovat problémy, když něco nefunguje v komplexních strojích a softwarových balíčcích. Společnost Exactitude Consultancy nedávno provedla výzkum, ze kterého vyplývá, že v této oblasti skutečně chybí kvalifikovaní pracovníci. To znamená, že výrobci musí vynakládat více prostředků na školení, pokud chtějí udržet krok s nároky na výrobu a zároveň zachovávat kvalitní standardy ve všech výrobních zařízeních.
Výrobci z různých oborů spolupracují s kolejemi a odbornými školami, aby vytvořili školní programy odpovídající potřebám moderních CNC dílen. Jaký je cíl? Připravit pracovníky na reálné úkoly týkající se obsluhy strojů, programování těchto systémů a jejich údržby. Protože moderní CNC zařízení jsou každým dnem chytřejší, zejména díky propojení s umělou inteligencí a technologiemi internetu věcí, potřebují firmy zaměstnance, kteří rozumí jak technické, tak softwarové stránce věci. Tuto rostoucí potřebu bude pravděpodobně doprovázet ještě větší spolupráce mezi továrnami a vzdělávacími centry v následujících letech, čímž se pomůže překlenout rozdíly, které vznikají při změnách na tradičním trhu práce.
Získání přesných výsledků při výrobě opravdu závisí na kvalitním zpracování kovů, přičemž jádrem všeho je technologie CNC. Pokud provozy využívají techniky jako frézování na CNC nebo se rozhodnou pro něco pokročilejšího, například 5osé obrábění, dosáhnou úžasné úrovně přesnosti a flexibility. Tyto stroje zvládnou zpracovat téměř jakýkoli typ kovu, i když je práce složitá. Zajímavé je, jak nové materiály neustále mění to, co je v dnešních obráběcích dílnách možné. Čím lépe rozumíme různým slitinám a jejich vlastnostem, tím chytřejší naše přístupy stávají. Vezměme si například výrobce automobilů nebo výrobce letadel. Ti silně spoléhají na kvalitní obrábění, protože každá součástka musí dokonale zapadnout. Provozy také zaznamenávají skutečná zlepšení. Nižší množství odpadu a kratší výrobní lhůty znamenají, že firmy ušetří peníze a zároveň dodávají díly, které splňují přísné specifikace. Proto si mnoho firem i přes počáteční náklady stále více investuje do těchto špičkových výrobních technologií.
Letecký průmysl výrazně závisí na materiálech letecké kvality, protože musí fungovat za extrémních podmínek, které běžné materiály nezvládnou. Počítačové řízené frézování (CNC) hraje velkou roli při výrobě všech těch složitých dílů potřebných pro letadla a kosmické lodě. Tyto stroje řežou kovy s obrovskou přesností a zároveň dodržují velmi konkrétní letecká pravidla a předpisy. Pokud jde o ověřování, zda materiály vydrží v průběhu času, provádějí CNC provozy testy například na pevnost kovu a na to, zda materiál vydrží namáhání bez toho, že by se začal rozpadat. Celý průmysl funguje na certifikátech jako jsou normy ISO a ANSI, což v podstatě znamená, že výrobci splnili určité kvalitativní záruční body. Pro každého, kdo pracuje v letecké výrobě, se znalost správného ovládání těchto CNC strojů stala téměř nezbytnou, protože na nich závisí mnoho kritických komponent kvůli jejich přesným rozměrům a strukturální odolnosti.
Stále více lidí se dnes zapojuje do používání domácích CNC strojů, protože zabírají méně místa a zároveň jsou poměrně jednoduché na ovládání, což dává smysl pro lidi, kteří doma nebo v malých dílnách pracují na menších projektech. Co je skutečně zajímavé, je, že tyto stroje umožňují nadstandardní přesnost výroby přímo ve světě nadšenců a místních podnikatelů – něco, co dříve bylo dostupné pouze velkým továrnám s velkými finančními prostředky. Technologie se také výrazně posunula kupředu – dnes zde jsou uživatelsky přívětivější rozhraní, lepší bezpečnostní funkce a dokonce i modely, které se bezdrátově připojují ke smartphone. Odborníci na průmysl si myslí, že v následujících letech uvidíme výrazný nárůst poptávky po domácích CNC zařízeních, i když nikdo přesně neví, jak rychle se toto rozšíření v různých trzích uskuteční. Pro ty, kdo tyto nástroje již používají, vznikly všude komunity – od sdílených dílen, kde každý přináší své vlastní projekty, až po internetové chatovací skupiny, kde si lidé vyměňují rady a společně řeší problémy.
Hybridní výroba kombinuje tradiční metody s novějšími aditivními technikami a tato směs mění způsob výroby na továrních linkách. Co činí tyto systémy výjimečnými? Poskytují továrnám větší flexibilitu při přechodu mezi různými výrobními požadavky a zároveň minimalizují odpad materiálu. Vezměme například DMG Mori, která provozuje hybridní systémy již několik let, čímž výrazně snížila prostojy mezi jednotlivými pracovními úkony a dosáhla lepších výsledků u složitých dílů, jejichž výroba dříve trvala neúměrně dlouho. Do budoucna očekávají většina analytiků v oblasti průmyslu výrazný růst v oblasti CNC dílen, které přijímají hybridní přístupy v následujících letech. Reálná data ukazují, že dílny, které již přešly na hybridní výrobu, dosahují kratších dodacích lhůt a nižších nákladů na zmetky. Kombinací subtraktivních a aditivních metod nejen sledují výrobci současné trendy, ale také stanovují nové standardy pro to, co je možné v moderních dílenských prostředích.
EN
