Výzkumné centrum pro strojírenskou techniku a technologii

WP07 - Nekonvenční materiály ve stavbě obráběcích strojů

Z hlediska materiálů, používaných ve stavbě komponent strojů, je obor obráběcích strojů značně konzervativní. Převažují výrobky ze šedé a tvárné litiny, které jsou doplňovány ocelovými svařenci, betonovými strukturami, ve speciálních případech např. také žulou. Konzervatismus v používaných materiálech je z velké části opodstatněný, neboť současná řešení splňují vysoké požadavky oboru na tuhost a přesnost komponent, existují pro ně zavedené výrobní technologie i efektivní postupy při návrhu součástí. Úkolem pracovního balíčku WP7 je tuto skupinu konstrukčních materiálů vhodně rozšiřovat o nové materiálové struktury, jejichž cílené použití umožní zvýšení užitných vlastností strojů. Motivace je daná zejména snahou o zvyšování dynamických vlastností strojů, které se projeví ve zvyšování přesnosti a jakosti obrobků, a zejména ve zvyšování produktivity obrábění. Za tímto účelem probíhá vývoj a aplikace nových materiálových struktur, jejichž použití povede např. k odlehčení komponent pohybových os strojů nebo např. k zvýšení zatlumení komponent při zachování statické tuhosti. Další motivací je vývoj komponent s vyšší tvarovou a rozměrovou stabilitou, než nabízí tradiční konstrukční materiály. V návaznosti na zkušenosti z předchozích projektů jsou vyvíjeny technologické postupy, výpočtové modely a konstrukční metodiky pro hybridní struktury na bázi kompozit-kov a hybridní struktury sendvičového typu. Hybridní struktury umožňují využití pozitiv tradičních materiálů (tuhost, obrobitelnost, cena) a pozitiv nekonvenčních materiálů (nízká hmotnost, vyšší tlumení, vyšší tuhost). Velký potenciál je v aplikaci vláknových kompozitů, u kterých například ultra-vysokomodulová grafitová vlákna nabízejí i 2 až 4 násobné zvýšení směrové tuhosti v porovnání s litinou nebo ocelí, spolu s výrazným snížením hmotnosti a s nárůstem tlumení. Pro úspěšnou aplikaci ale musí být zaručeno, že tyto materiály budou dlouhodobě splňovat požadavky na komponenty obráběcích strojů, tj. vysokou tuhost, tvarovou přesnost a stabilitu, spojitelnost s komponentami sestavy stroje apod. Vyvinuté výpočtové postupy a konstrukční metodiky jsou postupně ověřovány a uplatňovány u členů konsorcia za účelem ověření výsledků vývoje v reálných provozních podmínkách a přenesení poznatků do stavby strojů.

© VCSVTT 2017
Kruhy
Technologie třískového obrábění Laserové technologie Řídicí a pohonová technika Vývoj strojů a elementů Zkoušení a diagnostika strojů Automatizace výrobních zařízení Programování CNC strojů