Obrábanie začalo dosť jednoduchým spôsobom, keď všetko bolo manuálne, ale tieto pôvodné metódy mali vážne problémy, pokiaľ ide o dosahovanie konzistentných výsledkov. Väčšinu práce museli ľudia robiť sami, čo znamenalo, že sa často vyskytovali chyby a všetko bolo dosť neefektívne. CNC technológia zmenila všetko v polovici 20. storočia, keď inžinieri nakoniec postavili prvé počítačom riadené stroje v 50-tych rokoch. Dôležitosť tohto kroku spočívala v tom, že úlohy, ktoré si vyžadovali neustálu manuálnu prácu, boli namiesto toho automatizované. Výsledok? Oveľa vyššia presnosť a továrne vyrábajúce diely rýchlejšie ako kedykoľvek predtým. Podľa niektorých výskumov z roku 2020 uverejnených v magazíne Insight si viac ako polovica zamestnancov myslí, že by vďaka automatizácii mohli získať asi 240 ďalších pracovných hodín každý rok. To veľa hovorí o tom, ako veľmi CNC systémy zvýšili celkovú produktivitu vo výrobných závodoch po celom svete.
Jednou z najväčších zmien v histórii obrábania bolo, keď dielne prestali používať výhradne manuálnu prácu a prešli na počítačom riadené (CNC) systémy. Každý, kto bol v priemysle viac ako desať rokov, mohol vidieť, ako manuálne metódy prakticky cez noc zmizli, keď sa dostupné CNC technológie. Odborníci opäť upozorňujú, že tieto automatizované stroje úplne zmenili spôsob výroby súčiastok na výrobných linkách. Podľa rôznych priemyselných prieskumov z posledných desiatich rokov, väčšina výrobcov dnes veľmi závisí od CNC zariadení namiesto tradičných ručne ovládaných nástrojov. Keď sa pozrieme späť na túto úplnú transformáciu od starých techník k plne automatizovaným CNC procesom, jasne vidno, ako veľmi výrobcovia cenia rýchlejšie a presnejšie vykonávanie úloh deň po dni.
Päťosé CNC obrábanie predstavuje významný krok vpred v porovnaní so štandardnými tromi osami. Na rozdiel od starších strojov, ktoré sa pohybujú len v rovinách X, Y a Z, tieto pokročilé systémy dokážu manipulovať s obrobkami naraz na päť osí. Čo to prakticky znamená? Výrobcovia majú väčšiu slobodu pri vytváraní zložitých komponentov, úprava nastavení trvá kratší čas a povrchy sú hladšie bez viditeľných stopov po nástrojoch. Tento vplyv bol obrovský v odvetviach ako výroba lietadiel alebo automobilov. Stačí pomyslieť na lopatky turbín alebo valce motora – súčiastky, ktoré vyžadujú presné merania až na zlomky milimetra. Tradičné metódy by si vyžiadali viacnásobné nastavenia a špeciálne nástroje, no s päťosými strojmi sa všetko vykoná naraz, čo v dlhodobom horizonte ušetrí peniaze aj čas.
Prechod na päťosé stroje výrazne zvýšil efektivitu prevádzky v mnohých dielňach. Vezmime si napríklad letecký priemysel, kde sú komplexné súčiastky bežné. Dielne tam zaznamenali výrazné rozdiely od využívania týchto strojov. Niektorí výrobcovia uvádzajú, že ušetria hodiny pri pracovných úkonoch, ktoré predtým trvali dni, a navyše sú hotové výrobky celkovo estetickejšie. Letecké spoločnosti samozrejme nie sú samy. Aj iné odvetvia, ktoré sa zaoberajú zložitou geometriou, sa zapájajú. Z pohľadu priemyslu už päťosé frézovanie CNC nie je len drahším vylepšením. Stáva sa nevyhnutným vybavením pre každú dielňu, ktorá sa chce vážne udržať v súťaživom prostredí dnešného trhu.
Kombinácia umelej inteligencie (AI) a technológie internetu vecí (IoT) mení spôsob, akým pracujú CNC stroje v rôznych výrobných dielňach. Inteligentné systémy teraz dokážu predpovedať, kedy stroje pravdepodobne zlyhajú, ešte predtým, než k takému výpadku dôjde, čo pomáha dielňám vyhnúť sa nákladným výpadkom. Táto forma prediktívnej údržby zabezpečuje hladší a dlhodobejší chod zariadení. Medzitým IoT zariadenia v reálnom čase zbierajú rôzne druhy prevádzkových údajov, čím poskytujú výrobcom lepší prehľad o ich metrikách celkovej efektivity zariadení (OEE). Dielne, ktoré využívajú tieto pripojené snímače, zistia, že dokážu efektívnejšie rozdeľovať zdroje a sledovať výkon počas dňa. Niektoré štúdie naznačujú, že integrácia AI a IoT dokopy môže v určitých aplikáciách zvýšiť produktivitu až o 40 %. To, čo v súčasnosti sledujeme, je postupná transformácia tradičných výrobných zariadení na to, čo mnohí nazývajú inteligentné továrne, kde CNC stroje namiesto samostatného behu komunikujú s ostatnými systémami, aby optimalizovali výrobné plány a znížili odpad.
Presnosť a rýchlosť CNC obrábania výrazne závisí od súčasného stavu nástrojových systémov. Nové materiály používané pri výrobe nástrojov, ako keramika a karbid, umožňujú strojom dosahovať oveľa vyššie rýchlosti. To skracuje čas výroby jednotlivých súčiastok a zároveň zlepšuje celkovú kvalitu výrobkov. Výnimočnosť týchto novších materiálov zabezpečuje ich odolnosť voči opotrebeniu a lepšia odolnosť proti tepelným šokom, čo znižuje potrebu zastavovať výrobu kvôli výmene nástrojov. Keď podniky začnú používať tieto pokročilé nástrojové systémy, zaznamenávajú zlepšenie povrchových úprav a skrátenie výrobných časov. Automobiloví výrobcovia napríklad skrátili svoje výrobné lehoty o niekoľko týždňov, a to bez toho, aby obetovali presnosť vyrábaných komponentov. Rovnaká situácia je v leteckom priemysle, kde tolerancie sú mimoriadne tesné, no napriek tomu sú špecifikácie dodržiavané vďaka týmto vylepšeným nástrojovým riešeniam.
CNC technológia sa stala dôležitým činiteľom pri udržateľnej výrobe vďaka efektívnejšiemu využívaniu zdrojov a zníženiu množstva odpadu. V poslednej dobe sa objavuje množstvo vylepšení, od strojov, ktoré spotrebúvajú menej energie, až po dielne, ktoré nahrádzajú tradičné materiály za recyklovateľné alternatívy. Skutočným prínosom je nielen zníženie environmentálneho dopadu – tieto zmeny sú v súlade s celosvetovými cieľmi v oblasti udržateľnosti. Nedávna štúdia, ktorej výsledky boli zverejnené (už nepamätám, či skupinou Global Ecolabel Network alebo inou), uviedla, že niektoré úsporné CNC konfigurácie dokážu znížiť energetické náklady v továrňach približne o 20 percent. Väčšina odborníkov v oblasti súhlasí, že prechod na ekologickú výrobu už nie je len voliteľnou možnosťou pre výrobcov, ktorí chcú byť v budúcnosti úspešní. Keďže udržateľnosť sa stáva čoraz dôležitejšou témou vo viacerých priemyselných odvetviach, môžeme očakávať ešte viac inovatívnych spôsobov, ako CNC technológia bude podporovať priateľské k ekologickému prostrediu riešenia výroby.
Trh so sústruhmi CNC sa medzi rokmi 2023 a 2030 rýchlo rozrástol podľa nedávnych údajov. Výskumné trhy uviedli hodnotu globálneho trhu CNC strojov na približne 55,1 miliardy dolárov v roku 2022 a očakávajú, že dosiahne približne 85,2 miliardy dolárov do roku 2030 so z ročným rastom približne 5,6 %. Čo spôsobuje tento rast? Nuž, výrobcovia v rôznych oblastiach potrebujú čoraz presnejšie riešenia obrábania. Automobilový sektor, letecký priemysel a výrobcovia elektronických súčiastok zažívajú obzvlášť veľké zmeny. Tento nárast je do značnej miery spôsobený rozvojom toho, čo sa nazýva Industry 4.0 a inteligentné továrne, kde sa technológia CNC stáva nevyhnutnou súčasťou udržiavania kvalitných noriem pri kontrole výrobných nákladov.
Rast, ktorý zaznamenávame, pochádza z viacerých geografických oblastí. Vezmime si napríklad Spojené štáty, ktoré v súčasnosti dosahujú trhovú hodnotu vo výške približne 10,4 miliardy USD. Potom tu máme Čínu, kde prognózy predpovedajú dosiahnutie zhruba 20 miliárd USD do roku 2030 s ročným rastom približne 7,2 %. Rast však nie je obmedzený len na tieto dve oblasti. Celá oblasť Ázie a Tichomoria, vrátane miest ako India, Austrália a Južná Kórea, vykazuje tiež veľký potenciál, pričom odhady naznačujú, že samotná táto oblasť by mohla dosiahnuť zhruba 15,3 miliardy USD v rovnakom časovom rámci. Čo všetko to umožňuje? Výrobcovia vo všetkých týchto oblastiach postupne čoraz viac prijímajú CNC technológiu v rôznych výrobných procesoch, čo podporuje značné rozšírenie trhu.
CNC automatizácia mení spôsob, akým továrne fungujú a aký typ pracovníkov potrebujú. V súčasnosti firmy hľadajú ľudí, ktorí sa vyznajú v počítačovo riadených strojoch a zvládnu rôzne programovacie úlohy. Myslíme tým ľudí, ktorí dokážu odstraňovať problémy, keď sa niečo pokazí na zložitých strojoch alebo softvérových balíčkoch. Spoločnosť Exactitude Consultancy nedávno vykonala výskum, z ktorého vyplýva, že v tejto oblasti skutočne chýbajú kvalifikovaní pracovníci. To znamená, že výrobcovia musia viac investovať do školení, ak chcú zvládať výrobné požiadavky a zároveň udržať kvalitnú úroveň vo všetkých výrobných zariadeniach.
Výrobcovia z rôznych odvetví spolupracujú s kolejami a technickými školami, aby vytvorili školiace programy prispôsobené potrebám súčasných CNC dielní. Cieľom je pripraviť pracovníkov na reálne úlohy týkajúce sa obsluhy strojov, programovania týchto systémov a ich bezchybnej prevádzky. Keďže moderné CNC zariadenia sa denne stávajú čoraz inteligentnejšími, najmä vďaka integrácii s technológiami umelej inteligencie a internetu vecí, firmy potrebujú zamestnancov, ktorí rozumejú oboch – hardvérovej aj softvérovej stránke vecí. Táto narastajúca potreba znamená, že v nadchádzajúcich rokoch pravdepodobne uvidíme ešte väčšiu spoluprácu medzi výrobnými závodmi a vzdelávacími centrami, ktorá pomôže preklenúť priepasť, keď sa začnú transformovať tradičné pracovné trhy.
Získanie presných výsledkov v priemyselnej výrobe výrazne závisí od kvalitných služieb spracovania kovov, pričom technológia CNC je v jej jadre. Keď dielne využívajú techniky ako frézovanie na CNC alebo sa rozhodnú pre niečo pokročilejšie, napríklad obrábanie na 5 osí, dosahujú úžasnej úrovne presnosti a flexibility. Tieto stroje zvládnu spracovať takmer akýkoľvek kov, aj keď je úloha zložitá. Zaujímavé je, ako nové materiály neustále menia to, čo je v dnešných obrábacích dielňach možné. Čím lepšie rozumieme rôznym zliatinám a ich vlastnostiam, tým múdrejšie sa stávajú naše prístupy. Vezmite si napríklad výrobcov áut alebo lietadiel. Silno závisia od kvalitnej obrábania, pretože každá súčiastka musí dokonale zapadnúť. Dielne tiež hlásia skutočné zlepšenia. Menej odpadového materiálu a kratšie dodacie lehoty znamenajú, že firmy ušetria peniaze a zároveň dodávajú súčiastky, ktoré spĺňajú prísne špecifikácie. Preto si mnohé spoločnosti aj napriek počiatočným nákladom naďalej investujú do týchto špičkových výrobných kapacít.
Letecký priemysel využíva vysoko odolné materiály leteckého štandardu, pretože musia vydržať extrémne podmienky, ktoré bežné materiály nezvládnu. Spracovanie pomocou počítačom riadených frézok (CNC) zohráva významnú úlohu pri výrobe zložitých súčastí potrebných pre lietadlá a kozmické lode. Tieto stroje režú kov s mimoriadnou presnosťou a zároveň dodržiavajú prísne letecké predpisy a normy. Pri overovaní, či materiály vydržia skúšku času, CNC dielne testujú parametre ako napríklad pevnosť kovu a jeho odolnosť voči namáhaniu bez rozpadu. Celý priemysel je založený na certifikátoch ako sú normy ISO a ANSI, ktoré v podstate znamenajú, že výrobcovia dosiahli určité kvalitné štandardy. Pre všetkých, ktorí pracujú v oblasti leteckej výroby, sa stalo takmer nevyhnutným vedieť správne ovládať tieto CNC stroje, keďže veľa kritických komponentov závisí od nich pre svoje presné rozmery a štrukturálnu integritu.
V súčasnosti sa do domácich CNC strojov dostáva čoraz viac ľudí, pretože zaberie menej miesta a v skutočnosti sú pomerne ľahké na používanie, čo dáva zmysel pre ľudí, ktorí robia menšie projekty doma alebo v malých dielňach. Mimoriadne zaujímavé je, že tieto stroje dnes umožňujú vysokopresné výrobné procesy aj pre nadšencov a miestnych podnikateľov – niečo, čo bolo kedysi nedostupné mimo veľkých tovární s rozsiahlymi finančnými prostriedkami. Technológia sa tiež veľmi posunula dopredu – dnes sú dostupné užívateľsky prívetivejšie rozhrania, vylepšené bezpečnostné funkcie a dokonca niektoré modely, ktoré sa bezdrôtovo pripájajú k smartfónom. Odborníci z oblasti priemyslu predpokladajú, že v nadchádzajúcich rokoch bude narastať dopyt po domácich CNC zariadeniach, hoci nikto nemôže s istotou povedať, ako rýchlo sa to rozšíri v rôznych trhoch. Pre tých, ktorí tieto nástroje už využívajú, vznikli komunity takmer všade – od spoločných dielní, kde si každý prináša svoje vlastné projekty, až po internetové chatové skupiny, kde si ľudia medzi sebou vymieňajú tipy a spoločne riešia problémy.
Hybridná výroba kombinuje klasické metódy s novšími aditívnymi technikami a táto kombinácia mení spôsob výroby na výrobných linkách. Čo robí tieto systémy výnimočnými? Poskytujú továrniam väčšiu flexibilitu pri prechádzaní medzi rôznymi výrobnými požiadavkami a zároveň minimalizujú odpad materiálu. Vezmite si napríklad spoločnosť DMG Mori, ktorá už roky využíva hybridné systémy, čím skutočne skrátila prestávky medzi jednotlivými úlohami a dosiahla lepšie výsledky pri zložitých súčiastkach, ktoré boli predtým časovo náročné. Do budúcnosti očakávajú väčšina analytikov výrazný rast CNC dielní, ktoré prijmú hybridný prístup v priebehu najbližších rokov. Reálne údaje ukazujú, že dielne, ktoré už tento krok urobili, dosahujú kratšie časy výroby a nižšiu mieru odpadu. Zlúčením subtrakčných a aditívnych metód výrobcovia nielen sledujú trendy, ale stanovujú úplne nové štandardy pre to, čo je možné v moderných dielňach.
EN
