Dokážeme měnit mechanické vlastnosti kovových materiálů

Na Katedře mechanické technologie Fakulty strojní vzniklo nové nekonvenční tvářecí zařízení, které průmyslovým podnikům umožňuje zvyšovat mechanické vlastnosti kovových materiálů, aniž by došlo ke změnám rozměru polotovaru. Za úspěšným zařízením, které získalo několik medailí, stojí tým prof. Ing. Stanislava Rusze, CSc.
info-image

Díky tomuto zařízení tak můžeme zvyšovat mechanické vlastnosti různých druhů oceli. „Pokud máme například nízkouhlíkovou ocel, můžeme dosáhnout mechanických vlastností oceli středněuhlíkové,“ říká prof. Rusz. Obdobně je tomu i u slitin neželezných kovů. Zařízení využívá proces vícenásobné plastické deformace, a ten se několikrát zopakuje, než docílíme požadovaných vlastností. „Když materiál prochází zónou deformace, chceme, aby se už při prvním průchodu mechanické vlastnosti zvýšily o 30 až 40 procent, a aby těch průchodů bylo co nejméně,“ vysvětluje. „Když podniky použijí náš DRECE (z anglického Dual Rolls Equal Channel Extrusion, pozn. redakce) proces, mohou zastoupit méně kvalitní materiál materiálem kvalitnějším.“ Materiály jsou tvářeny za studena.

Zařízení bylo uvedeno do zkušebního provozu v roce 2011. Navrhl ho konstruktér Zbyhněv Žmija ve spolupráci s prof. Ruszem. „Hledali jsme vhodného výrobce v rámci výběrového řízení, které vyhrála firma InterFluid.“ Ti pak zrealizovali zakázku. Dr. Ing. Miroslav Bova z firmy učí na Katedře hydrauliky a hydraulických zařízení. Ruku k dílu přiložili také doktorandi a velké poděkování patří i firmě VUHŽ Dobrá, která se starala o výrobu tvářecích nástrojů.

Tvářecí zařízení se skládá z poháněcí jednotky, tedy motoru a pak také převodovky, která umožňuje přes spojku vyvinout krouticí moment a potřebnou sílu pro protlačení pásu plechu. Zařízení má dva přítlačné hydraulické palce, kterými optimalizujeme tlak na pás plechu. Musíme vždy u každého materiálu optimalizovat velikost přítlaků z hlediska vyvinutí dostatečné síly, tak, aby nedošlo v průběhu tvářecího procesu ke změně tloušťky plechu. „V zóně deformace dochází k tvářecímu procesu umožňující zvýšení jakosti materiálu. Funkci přítlačného válce před zónou deformace je, aby plech vyjel a nepoškodil se,“ vysvětluje práci přístroje Stanislav Rusz. Vědci také přišli na to, že mazání je důležité právě v zóně deformace. Rychlost zařízení je prozatím 35 milimetrů za sekundu, ale vývojáři chtějí změnit výkon motoru a část převodovky, díky čemuž bude rychlost zařízení až 2,5krát vyšší. To je důležité pro jeho aplikaci v provozních podmínkách.  

Zařízení je oceněno několika medailemi ze zahraničí. Zlatou medaili od Srbské akademie věd získalo za inovativní přístup a řešení, dvěma medailemi ho ocenili v Bosně a Hercegovině. Na Festivalu inovací v Novim Sadu v Srbsku získali vědci zlatou a bronzovou medaili a uznání se jim dostalo i v Moskvě, na výstavě Archimed. „Psali o nás ve vědeckých časopisech, vystupovali jsme také na odborných konferencích,“ popisuje úspěch zařízení prof. Rusz. 

 

A jak je na tom tým se spoluprací s průmyslem? „Firmy máme hlavně v tuzemsku. Navázali jsme spolupráci s firmou SteelTechTřinec, která chce implementovat zařízení do výrobní linky. Podílejí se na jeho vývoji v rámci nově řešeného projektu z TAČR – Epsilon.“ O zařízení a jeho vývoj mají zájem také studenti, v rámci závěrečných prací jich na něm pracovalo nejméně deset. V týmu tak byli a jsou například Ing. Ondřej Hilšer, Ing. Jiří Švec, Ing. Pavel Szkandera, Ing, Jakub Till a Ing. Jakub Michalski. Na začátku vývoje stáli Ing. Jan Kedroň Ph.D., Ing. Stanislav Tylšar, Ph.D., a Ing. Michal Salajka či Ing. Ivan Hanel a Ing. Josef Bořuta. Někteří už naplno pracují ve firmách, ale na dalším zlepšování zařízení se podílejí po pracovní době ve svém volném čase a provádějí různé experimenty. Projekt se společností SteelTec Třinec by měl trvat do roku 2022.


© 2019 VŠB-TU Ostrava