Použití CNC obrábění zásadně změnilo způsob, jakým výrobci automobilů vyrábějí součásti motorů s extrémně přesnými tolerance na úrovni mikronů. Právě tento druh přesnosti umožňuje dosáhnout lepšího spalování paliva a nižších hladin emisí. Pokud se podíváme na díly jako jsou hlavy válců nebo sací rozvody, obsahují velmi komplikované tvary vnitřních struktur včetně kanálů pro chladicí kapalinu a vstupních otvorů pro vzduch. Moderní výrobní technologie dokáže tyto prvky vyrobit s přesností do 0,025 mm, což pomáhá udržet správné těsnění mezi jednotlivými komponenty a zároveň zajistit optimální proudění vzduchu motorem. Taková přesnost je rozhodující při výrobě moderních vysokovýkonných motorů.
Výkonné motory pracují za extrémních podmínek, při teplotách přesahujících 300 °C a intenzivním cyklickém zatížení. Součásti vyrobené pomocí CNC obrábění, jako jsou skříně turbodmychadel a dny pístů, čím dál častěji využívají slitiny na bázi niklu a uhlíkem vyztužené kompozity. Tyto materiály zachovávají strukturální integritu při vysokých teplotách a zároveň snižují hmotnost součástek o 15–20 % ve srovnání s tradičním litinovým provedením.
S přechodem automobilových výrobců k platformám elektrických vozidel (EV) umožňuje CNC obrábění výrobu hliníkových motorových bloků, které jsou o 40 % lehčí než konvenční návrhy. Nedávný projekt vývoje EV dosáhl zvýšení energetické účinnosti o 12 % integrací přesně obráběných chladicích kanálků a hmotnostně optimalizovaných žeberných struktur do konstrukce hliníkového bloku.
Automobilový průmysl přechází k hliníko-hořečnatým kompozitům a slitinám titanu pro klíčové součásti motorů, což je poháněno požadavky na palivovou úspornost a odolnost proti korozi. Odborné zprávy uvádějí, že více než dvě třetiny nových konstrukcí motorů nyní tyto pokročilé slitiny obsahují, čímž se snižuje hmotnost motoru v průměru o 22 %, aniž by byla narušena jejich trvanlivost.
Pokud jde o komponenty pohonu, CNC obrábění dosahuje tolerance až ±0,005 mm. Tato úroveň přesnosti zajišťuje správné začlenění ozubení a efektivní přenos výkonu celým systémem. Víceosé CNC stroje jsou obzvláště vhodné pro výrobu šroubových kuželových kol a udržují odchylky bočního úhlu pod 0,1 stupně. Co to znamená pro automobilky? Jednou z výhod je nižší hlučnost moderních automatických převodovek. Pokud se podíváme na kontaktní vzory mezi ozubenými koly, díly vyrobené pomocí CNC vykazují přibližně o 25 % lepší zarovnání ve srovnání s tradičními výrobními technikami. A nemějme zapomínat ani na životnost – tyto vylepšené komponenty mohou vydržet přibližně o 40 000 provozních hodin déle, než je nutné jejich nahrazení samotných diferenciálů.
Automatizované 5osé CNC buňky vyrobí každý týden přibližně 3 800 hřídelí převodovek, a to téměř dokonalou rozměrovou konzistencí 99,97 %. Laserové měřicí systémy kontrolují každou padesátou díl z výrobní linky, čímž se podařilo snížit míru odpadu pouze na 0,8 %. To je mnohem lepší než běžné výsledky manuálních operací, kde může odpad dosáhnout až 3,2 %. Takové konzistentní výsledky umožňují automobilovým výrobcům používat standardizované díly napříč celou škálou 14 různých modelů vozidel. Přesto stále splňují přísné normy ISO 1328 pro kvalitu ozubení. Má to smysl, vezme-li se v potaz, kolik peněz tyto vylepšení ušetří pouze v nákladech na výrobu.
Proces CNC obrábění vyrábí nápravové čepy a brzdové třmeny s přesností na mikron, což znamená, že všechny ty malé díly jako kulové klouby, posuvné čepy a brzdné plochy dokonale ladí dohromady. Když jsou komponenty vyrobeny s takovou přesností, opravdu to ovlivňuje jízdní vlastnosti vozidel a jejich reakce při brzdění. Nedávná studie z roku 2024 o bezpečnosti automobilů odhalila také zajímavé informace o brzdových kotoučích. Výzkum ukázal, že pokud mají tyto kotouče drsnost povrchu pod hodnotou Ra 0,8 mikrometrů, snižují problémy s glazurou destiček o přibližně 27 % ve srovnání se standardními litinovými kotouči. Takové zlepšení má význam jak pro výkon, tak pro životnost.
Komponenty, které jsou kritické pro bezpečnost, jako jsou tělesa ABS ventilů a aktuátory elektronické parkovací brzdy, vyžadují během výroby velmi přesnou kontrolu rozměrů, obvykle v toleranci plus nebo mínus 0,01 milimetru. Právě proces CNC obrábění zajišťuje, že tyto díly neunikají hydraulickou kapalinu a senzory zůstávají správně kalibrované, aby spolehlivě fungovaly s moderní technologií asistence řidiče. Některé nedávné testy zjistily, že pokud jsou náboje řízení z hliníkové slitiny vyráběny pomocí CNC strojů, vydrží více než jeden a půl milionu cyklů únavového namáhání při simulovaných nárazech do výmoly. Tento druh odolnosti mnohé napovídá o jejich spolehlivosti v průběhu času za reálných jízdních podmínek.
Výrobci automobilů čím dál častěji využívají CNC obrábění ve spojení s pokročilými materiály, jako jsou slinuté karbon-keramické kompozity pro brzdové kotouče a ocel s obsahem chromu a molybdenu při výrobě komponent zavěšení. Tyto materiály se vyznačují lepší odolností proti teplu ve srovnání s běžným litinovým odlitkem, což znamená zlepšení tepelné stability přibližně o 40 až dokonce 60 procent, a zároveň jsou výrazně lehčí. Podle nedávných tržních studií lze očekávat obrovský nárůst poptávky po těchto vysoce kvalitních brzdových řešeních. Již kolem roku 2033 by se mohlo jednat o trh v hodnotě téměř 38 miliard USD, což bude hlavně podporováno novými bezpečnostními normami v automobilovém průmyslu a rychlým rozvojem výrobních linek elektrických vozidel po celém světě.
Pokud jde o palivové lišty pro motory s přímým vstřikováním, CNC obrábění dokáže dosáhnout tolerance až 0,01 mm nebo lepší, což znamená, že se palivo rovnoměrněji rozvádí po celém motoru. Minulý rok publikovaný výzkum zkoumal, jak se tyto opracované palivové lišty chovají ve srovnání s odlitými, a zjistil něco velmi zajímavého – kolísání tlaku kleslo přibližně o 18 %, což vedlo k lepšímu spalování jako takovému. Dosažení správného fungování všech těchto komponent dohromady je také úkol velké obtížnosti. Palivové vstřikovače a různé senzory musí sedět přesně, což vyžaduje přesnost možnou pouze díky moderním víceosým CNC strojům, které dnes najdeme ve výrobních provozech.
Nerezová ocel (třídy 304/316) a slitiny na bázi niklu, jako je Inconel 718, jsou standardem pro výfukové kolektory a skříně turbodmychadel díky jejich schopnosti odolávat teplotám nad 900 °C. Pokroky v oblasti nástrojů CNC nyní umožňují efektivní obrábění těchto tvrdých materiálů, čímž se doba výroby zkracuje o 22 %, a přitom se zachovává odolnost proti únavě v prostředích s vysokým tepelným cyklem.
Díky CNC obrábění mohou inženýři nyní vytvářet funkční prototypy, které se téměř přesně podobají výrobkům určeným pro sériovou výrobu. Jako příklad lze uvést skříně baterií elektrických vozidel. Pětiosé CNC stroje použité zde dosahují velmi úzkých tolerance kolem plus minus 0,05 mm, což je velmi důležité pro správné řízení tepla. Podle nedávných průmyslových údajů z roku 2025 došlo také k výraznému nárůstu efektivity. Tyto rychlé CNC sestavy zkracují čas potřebný na výrobu prototypů přibližně na polovinu ve srovnání se staršími technikami. Čím je to umožněno? Otáčkami vřetena, které daleko překračují 60 tisíc ot./min, kombinovanými s chytrým softwarem, který automaticky optimalizuje dráhy řezání pomocí algoritmů umělé inteligence. Když o tom člověk přemýšlí, je to docela působivé.
Jednomu významnému výrobci automobilových dílů se podařilo snížit dobu od prototypu až k výrobě téměř na polovinu, když začal kombinovat 3D tisk s tradičními CNC metodami. Trik spočíval v použití aditivní výroby pro vytváření složitých vnitřních částí, zatímco pro vnější plochy, které musí odolávat reálnému zatížení, stále využíval CNC stroje. Dosáhli téměř dokonalých rozměrů s přesností 98 % u hliníkových motorových upevnění používaných v elektrických vozidlech EV. A existuje i další výhoda – odpad materiálu klesl zhruba o třetinu, což jim pomáhá splňovat jejich environmentální cíle, aniž by museli nějak obětovat výkon dílů za reálných provozních podmínek.
3D tisk rozhodně má své výhody, pokud jde o volnost návrhu, ale když mluvíme o skutečném testování výkonu, stále má přednost CNC obrábění. Vezměme si například prototypy převodovek vyrobené z hliníku 7075-T6 – ty vydrží zatížení až přibližně 290 MPa, než dojde k poruše, což je téměř dvojnásobek oproti 3D tištěným verzím s limitem 160 MPa. Ještě více CNC obrábění odlišuje faktor přesnosti. Tolerance jsou totiž mnohem úžeší – kolem ± 0,005 mm ve srovnání s mnohem volnějším rozsahem 0,2 mm u většiny tiskařských procesů. To je velmi důležité pro součásti jako skříně turbodmychadel, kde je správné utěsnění naprosto zásadní. Nedávné testy provedené v roce 2025 potvrdily, že rozdíl ve výkonu mezi těmito dvěma výrobními metodami zůstává významný.
Když se pokročilé 3D skenování setká s CNC obráběním, je dnes možné s téměř dokonalou přesností znovu vytvářet ty staré, těžko dostupné díly. Mluvíme o přesnosti kolem 99,7 %, což je docela působivé. Vezměme například nedávnou restauraci automobilu, kdy díly byly naskenovány pomocí CT technologie a následně vyrobeny zcela nové brzdové čelisti z niklové slitiny. Tyto nové díly vydržely dokonce déle než původní litinové verze, přičemž vykazovaly o 28 % lepší odolnost proti opotřebení v průběhu času. Z pohledu odvětvových trendů se zdá, že trh s náhradními CNC službami má před sebou stabilní růst. Odborníci odhadují roční nárůst kolem 19 % do roku 2030, protože stále více lidí požaduje výrobu na míru a vylepšení výkonu svých vozidel.
CNC (počítačově řízené obrábění) je výrobní proces, při kterém pohybem továrních nástrojů a zařízení řídí předem naprogramovaný počítačový software. Používá se k výrobě složitých dílů s vysokou přesností.
CNC obrábění poskytuje vysokou přesnost a opakovatelnost, díky čemuž je ideální pro výrobu automobilových dílů vyžadujících úzké tolerance a odolnost.
Lehké materiály zlepšují palivovou účinnost vozidel, snižují emise a zvyšují výkon tím, že umožňují výrobcům optimalizovat návrhy bez kompromitace pevnosti.
CNC-obrobené součásti nabízejí přesnou shodu a funkčnost, což zajišťuje optimální proudění vzduchu a rozvod paliva uvnitř motoru, což vede k úplnějšímu a efektivnějšímu spalování.
Materiály jako niklové super slitiny, hliníko-hořečnaté kompozity a titanové slitiny jsou nyní běžně používány k zlepšení odolnosti proti teplu, snížení hmotnosti a zvýšení pevnosti automobilových komponent.
Zatímco 3D tisk exceluje v rychlém návrhování a složitých geometriích, pro díly vyžadující vysokou pevnost, přesnost a odolnost se preferuje CNC obrábění.
EN
