Сегодня четверг 30 июня 2022 г. 15:05
сделать стартовой в избранное
О проекте
Контакты
Форум
Размещение рекламы
   
 
 
Логин Пароль  
 
 
запомнить на этом компьютере
регистрация  |  если забыли пароль
 
 
№158апрель 2021Промышленная площадка
Новые технологии обработки металла
Развитие металлобработки открыло для производителей новые способы и сферы работы с заготовками, утверждает директор ООО МПК «РусМет-Красноярск» Максим Синицкий. Современные станки теперь могут за пару минут выдать изделие, на которое раньше тратили весь день. Конкурентоспособным на рынке может быть только то предприятие, которое производит управление процессами при помощи современных технологий. Посмотрим, какие именно новые методы и тенденции актуальны в металлобработке.

div>

«Общая тенденция рынка направлена на увеличение эффективности производства и сокращение универсального оборудования на станки с ЧПУ, снижение трудоёмкости процесса за счёт применения новых систем как в программировании, так и в области используемых инструментов. Одним из примеров является использование технологии Skiving для производства зубчатых колес разных модулей. Эта разработка позволяет на токарно-фрезерных станках проводить обработку зубчатого венца быстрее, чем на специализированных зубодолбёжных станках», — говорит ведущий инженер-технолог ООО «Хорн Рус» Анастасия Викторова.

По словам руководителя проектов ООО «Металок Инжиниринг Рус» Кирилла Винокурова, наиболее интересной тенденцией является увеличивающаяся специализация предприятий. Так, раскрой листа металла на заготовки с помощью лазерной резки можно поручить одной компании, провести вакуумный отжиг сможет другая, наносить покрытие, увеличивающее твёрдость и износостойкость поверхности, третьей. Даже контроль готовых изделий можно поручить сторонней лаборатории. Специализация позволяет бизнесу снизить затраты за счёт эффективного использования оборудования в круглосуточном режиме. Кроме того, каждое такое предприятие обладает опытными специалистами в данной области.

Робо- и автоматизация

По словам Максима Синицкого, тенденция автоматизации остаётся основной в разработке новых технологий. Такое нововведение исключает человеческий фактор, снижает расчётную стоимость единицы продукта, улучшает качество готового изделия. Полностью автоматизированные станки активно используются в различных технологических процессах, в основном в сварке, резке, сверлении, фрезеровке, шлифовке, перемещении деталей или груза, пакетировании и упаковке. Основная функция таких агрегатов — выполнение монотонных и опасных операций вместо человека. Точность и безотказность на рутинных процессах позволяет значительно сократить длину производственного цикла и улучшить качество готовой продукции.

«Роботизированные системы широко распространены на производственных площадках по всей стране, существуют компании с полной автоматизацией цехов, занимающиеся выпуском серийной продукции, такие как SKF и многие другие. Есть заводы, где на отдельные операции или же серии деталей устанавливают роботизированные системы. Так, на ряде предприятий энергетического комплекса используют ячейки для размерной шлифовки, включающие в себя робот, КИМ и шлифовальный станок с бесконечной лентой. Подобная ячейка позволяет получать из литых заготовок турбинных лопаток готовые детали с одинаковыми массовыми характеристиками, что является важным показателем для конечного изделия», — утверждает Анастасия Викторова.

Как она считает, это только один из примеров применения автоматизации на производстве. Использование роботов на металлообрабатывающих предприятиях позволяет сократить производственный брак, время простоя оборудования и повысить индекс воспроизводимости процесса, поэтому автоматизированные системы внедряют на всех серийных предприятиях по всей России.

Фото: itkonkurs2019.turbopro.ru

«Роботизацию применяют как для традиционных задач по перекладыванию деталей, окраске и сварке в целях повышения производительности, так и для их измерения, точной сборки и даже пятикоординатной механической обработки. Современные производители готовы оснастить робота всем: начиная со сварочной горелки и заканчивая лазерным сканером или фрезерным шпинделем, а продвинутые средства симуляции позволят оптимизировать технологический процесс ещё до начала пусконаладки», — рассказывает руководитель проектов Кирилл Винокуров.

По словам руководителя ООО «ИнМет» (станкостроительный завод Stanotex) Кирилла Козловского, главная задача внедрения автоматических роботов и роботизированных систем в производственные процессы заключается в намерении заменить либо уменьшить количество человеческого труда, когда его использование нерентабельно, опасно или является источником ошибок.

В результате предприятия снижают процент брака и повышают производительность за счёт возросшей скорости и точности рутинных операций.

В сфере металлообработки на роботов в основном возлагают следующие функции:

  • перемещение и установку заготовки в станок с ЧПУ;
  • снятие готовой детали со станка;
  • смену положения (поворот) заготовки при комплексной обработке на одном станке;
  • перемещение готовых деталей между цехами;
  • маркировку;
  • шлифовку, фрезеровку и сверление.

Аддитивные системы

По словам Анастасии Викторовой, на данный момент аддитивные технологии — дополнение к традиционным видам производства. Трёхмерная печать позволяет снизить вес детали и сократить расход материалов на изготовление, но является дорогостоящей системой и не подходит для серийного выпуска продукции из-за низкой экономической эффективности. Как правило, детали, которые изготавливают при помощи металлопечати, имеют сложную геометрию, которую нельзя получить резанием, или очень высокую трудоёмкость, поэтому целесообразно изготавливать данные детали при помощи печати. В России такие технологии применяют на предприятиях аэрокосмической и энергетической промышленности при производстве лопаток и прототипировании. Ведущие мировые станкопроизводители интегрировали послойное спекание на металлообрабатывающее оборудование. Но, к сожалению, в России из-за введённых санкций большая часть оборудования недоступна к приобретению.

«Металлопечать в силу своей специфики имеет ограниченную область применения. Чаще всего это изготовление единичных изделий сложной конфигурации, которые невыгодно или вообще невозможно изготовить  механической обработкой. Именно в этой области постепенно развивается российский рынок 3D-печати», — говорит Кирилл Винокуров.


Он добавляет, что другой вид аддитивных технологий — лазерная наплавка — получит быстрое развитие в России из-за своей высокой востребованности, хотя сейчас и не широко представлен на рынке. Лазерная наплавка применима для восстановления изношенных поверхностей и улучшения их характеристик, но в отличие от наплавки за счёт точности дозирования подводимой энергии не оказывает столь большого термического влияния на изделие. Проблема износа промышленного оборудования всё острее встаёт перед российскими предприятиями. Очень часто такое оборудование производили в СССР, а заводов, которые его изготавливали, уже нет. Либо это оборудование иностранного производства. В таком случае колебания курса отечественной валюты, экономические санкции и пандемия кратно увеличивают стоимость импорта запчастей и работ иностранных специалистов. Решением данной проблемы могла бы послужить лазерная наплавка в сочетании с механической обработкой. Тем более существуют мобильные машины как для наплавки, так и для обработки.

Лазерная резка

«Лазерная резка металла является высокоэффективным методом обработки различных видов материалов. В отличии от механического способа она исключает воздействие сил резания на заготовку, что позволяет обрабатывать тонкостенные, а также детали из хрупких материалов без риска деформации, лазер имеет возможность обрабатывать контуры сложной геометрии с высокой точностью с получением ровной кромки в зоне резания, без наплывов, заусенец и иных дефектов», — говорит Анастасия Викторова.

По её словам, ещё одним преимуществом использования лазера является сокращение времени простоя оборудования, которое связано со сменой инструмента. Развитие технологий в области робототехники упрощает программирование лазерной резки металла, что позволяет обрабатывать детали даже самой сложной  формы. Эти и другие преимущества становятся причиной широкого распространения разработки на производственных предприятиях по всему миру.


«Освоение оптоволоконных лазеров без преувеличения совершило революцию в промышленном применении лазеров. Если раньше применялись газовые лазеры, обладавшие высокой стоимостью и низким КПД, приобрести которые могли лишь крупные предприятия или НИИ, то сегодня на рынке представлено большое разнообразие оптоволоконных установок, которые в состоянии приобрести даже небольшие коммерческие организации», — утверждает Кирилл Винокуров.

Он говорит, что стоит рассматривать такую резку отдельно от остальных лазерных технологий. Такую разработку применяют широко из-за её универсальности (можно резать легированные стали, цветные металлы и даже керамику), а также высокого качества — кромки изделий подвергаются минимальному тепловому воздействию (если сравнивать с газовой или плазменной резкой), что способствует уменьшению припуска на последующую обработку. Прочие же перечисленные технологии специфичны. Тем не менее интерес к ним возрастает, так как с помощью данных технологий можно получить изделия, которые были немыслимы ещё полвека назад.

По словам директора ООО «Техгаз-ТК» Геннадия Зибера, для эффективного обеспечения установки лазерной резки техническим газом требуются следующие условия:

  • возможность оперативно регулировать давление газа;
  • газ в установку должен поступать стабильного качества без инородных включений.

С этими задачами не под силу справиться, используя газовые баллоны, поэтому всё больше заводов переходят на криогенные газификаторы. Давление в газификаторах регулируется с помощью вентиля и моментально отражается на приборах контроля, а чистота газа достигается за счёт материала внутреннего сосуда и трубопроводов (нержавеющая сталь исключает образование ржавчины). Возможность попадания примесей в газификатор из внешней среды также исключена за счёт конструкции оборудования.

По словам инженера отдела продаж ООО «Лазерный Центр» Дениса Чехановского, объяснить интерес к лазерным технологиям можно рядом факторов. Во-первых, такая разработка достигла невидимых ранее высот. Например, современная система лазерно-эрозионной обработки металлов по технологии LaserBarking способна создавать в штамповой стали высокой твёрдости матрицы с качеством «proof» в точном соответствии с компьютерной 3D-моделью изделия. После лазерной обработки полученный формообразующий инструмент не нуждается в полировке и сразу готов для установки на пресс. Ранее изготовление такого инструмента требовало механической гравировки поверхности штемпеля мастером вручную или при помощи ЧПУ с последующей закалкой полученного инструмента и финишной доводкой. По опыту компаний, с которыми нам удалось поработать, лазерные технологии способны в разы сократить срок производства форм и матриц, а также повысить их качество, что неминуемо приведёт к росту выручки с реализации готовой продукции и увеличению ассортимента изделий.


Во-вторых, лазерные системы обработки не нуждаются в расходных материалах. Так, традиционные фрезерные системы ЧПУ требуют осевых режущих инструментов, от которых зависит скорость и точность обработки металлической заготовки. Порой для достижения качественного результата, например, для гравирования надписей на панелях приборов, необходимо иметь целый ассортимент дорогостоящего осевого инструмента, который имеет свойство изнашиваться или ломаться. В частности, при поломке осевого инструмента во время работы ЧПУ фрезерного оборудования из-за ошибки оператора или износа оборудования обрабатываемая деталь приходит в негодность, и продолжить её обработку с места «аварии» практически невозможно. В итоге традиционные технологии фрезерного гравирования при своей простоте имеют ряд существенных недостатков в части их эксплуатации: регулярные затраты на инструмент и удорожание производства из-за возникающего брака. Такие технологии практически лишены этих недостатков: лазерный луч физически невозможно сломать. Как прервать луч света? Разве что отключить его источник. Однако и тут лазерные технологии удивляют — ресурс современных волоконных лазерных излучателей составляет более 100 000 часов непрерывной работы, что эквивалентно сроку в 50 лет работы в режиме 1 смены на предприятии.

В-третьих, лазерные станки за последние годы стали существенно более доступными по цене частным производственным компаниям. Порой перед производственными предприятиями возникает вопрос выбора: фрезерный или лазерный станок. При сравнении стоимости качественного фрезерного оборудования с лазерными станками часто оказывается, что цена их примерно одинакова. И, принимая во внимание первые два пункта, инженеры зачастую выбирают лазерное оборудование. Сегодня лазеры могут обработать любой материал, даже твёрдую штамповую сталь, с высочайшей точностью, превышающей уровень механической обработки, и имеют практически неиссякаемый ресурс. Это и является основным стимулом к внедрению лазерных технологий.

Новинки для металла

В качестве одной из новинок в металлообработке выделяют небольшие магнитные сверлильные станки на магнитной подушке. По словам Кирилла Винокурова, такой станок на магнитном основании является  в своём роде уникальной машиной. Из-за своей портативности он нашёл широкое применение в ремонте промышленного оборудования, когда есть необходимость восстановить повреждённую резьбу в существующих отверстиях или же сделать новые. Рынок сейчас насыщен моделями различной мощности, а также специальными: например, угловыми — для тех ситуаций, когда рабочее пространство ограниченно, или для станков, имеющих в добавление к магнитному основанию стол с продольным и поперечным перемещениями для точного позиционирования инструмента.

Среди других нововведений эксперты выделяют электроэрозионную обработку, которая с каждым годом пользуется всё большей популярностью, как одну из альтернатив механической резки.

«Особенностью электроэрозионной резки является её полная нечувствительность к механическим свойствам обрабатываемого металла в сочетании с высокой точностью обработки. Также с помощью электроэрозионной резки можно получить контуры, которые либо невозможно, либо экономически невыгодно вырезать фрезерованием. Например, квадратные или фасонные отверстия. Данная совокупность свойств позволила такой резке прочно занять своё место в инструментальном производстве для обработки закалённых сталей», — добавляет Кирилл Винокуров.

Отраслевые сложности

Анастасия Викторова утверждает, что трудности, с которыми сталкиваются металлообрабатывающие производства, зависят от их специфики и региона. Можно говорить о дефиците грамотных кадров, недостаточности финансирования. Последнее ограничение, с которым пришлось столкнуться предприятиям, — это санкционная политика, из-за которой некоторые предприятия не могут обновить парк оборудования.

«Если говорить не о теории, а о практике, то производственников волнуют конкретные приземлённые вещи. Например, почему тарифы на электроэнергию для малых и средних компаний в разы больше, чем для госкорпораций? Налоги и администрирование бухгалтерской отчётности становятся неподъёмной ношей, тем более для малого бизнеса. Доступ на рынок госзаказа стал настолько сложен, что подавляющее число предприятий малого бизнеса даже не пытается предложить там свои услуги или товар», — говорит Максим Синицкий.

Как непредсказуемость внешних политических и экономических факторов, так и изменения внутреннего законодательства усложняют работу в отрасли. Металлообрабатывающие предприятия даже с применением традиционных технологий требуют значительных инвестиций, а внедрение передовых технологий увеличивает и без того большой срок окупаемости подобных проектов. Это делает вложения в передовые технологии металлообработки рискованным», — комментирует Кирилл Винокуров.

Он добавляет, что значительное преобладание импорта в сфере обрабатывающей промышленности давно уже стало реальностью российской экономики. Ввозят всё: материалы, инструменты, станки, электронные компоненты. Это делает отечественную металлообработку чрезвычайно уязвимой к внешним факторам.

Ещё одной трудностью, с которой сталкиваются отечественные предприятия сегодня, является деградация российского профессионального и высшего образования и, как следствие, нехватка квалифицированных специалистов. Виной всему упрощение и сокращение учебных программ, несоответствие обучения реальным нуждам производства, невысокий престиж профессии станочника и инженера. Такие факторы не получится исправить в короткий промежуток времени, так что в долгосрочной перспективе кадровый голод будет только усиливаться.

«Основная проблема, являющаяся тормозом перехода предприятий к производству инновационной продукции, — нехватка высококвалифицированных аналитически мыслящих специалистов. Менее актуальны, но в той или иной степени значимы такие причины, как высокая степень износа основного технологического оборудования, используемого в главных производственных процессах; несоответствие большинства производственных площадей требованиям современного стандарта; недостаток квалифицированных кадров, ориентированных на создание и коммерциализацию инновационных продуктов. Результат: нарастание отставания российского производства по ассортименту продукции от аналогичных отраслей ведущих мировых держав», — рассказывает Максим Синицкий.


ЭКСПЕРТ

Кирилл Винокуров, 
руководитель проектов ООО «Металок Инжиниринг Рус» 

«Станки и машины с ЧПУ уже давно перестали быть роскошью как для серийного производства, так и для опытного, но вот применение роботов возможно лишь в массовом производстве (в основном в автомобилестроении). Связано это с высокой стоимостью как самих роботизированных комплексов, так и их переналадки: предъявляют высокие требования к оснастке, нужен высококвалифицированный персонал».


ЭКСПЕРТ


Кирилл Козловский, 
директор ООО «ИнМет» (станкостроительный завод Stanotex)

«Использование роботизированных систем при работе с металлорежущими станками позволяет повысить её качество, производственные объёмы на 12-15%, снизить себестоимость выпускаемой продукции до 40% по причине того, что робот может безостановочно работать 7 дней в неделю, без обедов, перекуров и больничных. Внедрение автоматизированных и роботизированных систем на производствах оказываются привычным явлением, модели роботов становятся более гибкими, функциональными и доступными по цене».


ЭКСПЕРТ


Геннадий Зибер, 
директор ООО «Техгаз-ТК» 

«Высокая скорость реза и стабильное качество кромки — то, ради чего руководство металлообрабатывающих предприятий вкладывает средства в приобретение установок лазерной резки. Но есть подвох: без правильно настроенной подачи рабочего газа (кислорода или азота) добиться желаемого результата будет невозможно».


ЭКСПЕРТ


Денис Чехановский, 
инженер отдела продаж ООО «Лазерный Центр» 

«С каждым годом наблюдается прирост технологических задач, связанных с размерной обработкой металлических заготовок лазерным лучом. Особенно ярко это проявляется в нескольких областях: изготовление формообразующих штемпелей и матриц для производств ювелирного дела и гравирование надписей на алюминиевых панелях в приборостроении».


ЭКСПЕРТ


Максим Синицкий, 
директор ООО МПК «РусМет-Красноярск»

«В основном новинки оборудования и технологий приходят из-за рубежа, а именно из Западной Европы, где автоматизация и роботизация развиваются наиболее успешно. Кроме того, в мировые лидеры выходят страны Азии: Южная Корея и Китай. В России концепция промышленной автоматизации только набирает обороты».


СПРАВКА

Около 500 лет до нашей эры появился примитивный токарный станок — это была простая система, в которой заготовка зажималась тисками, помощник её вращал, а мастер вытачивал резьбу.


К СЛОВУ

До XX века массовое производство изделий из металла было востребовано преимущественно в военной промышленности.


«Промышленные страницы Сибири» №3 (158) апрель-май 2021г.



Текст: Иван Шалгинов.

Новости
 
Что будет на рынке металлов и металлоконструкций в ближайшем будущем
С 21 по 23 июня 2022 г.......
 
 
Открыта регистрация на выставку Weldex 2022! Получите электронный билет!
Дорогие коллеги, приглашаем вас зарегистрироваться на Weldex......
 
 
Опубликованы списки участников комплекса июньских выставок
21-23 июня в ЦВК «Экспоцентр» на Красной......
 
 
«Металлообработка-2022»: состояние и перспективы современного станкостроения
Масштабный в России выставочный проект, отражающий все......
 
 
Аддитивные технологии широко представлены на выставке «Металлообработка-2022»
22-я международная выставка «Оборудование, приборы и инструменты......
 
 
Лучший сварщик Сибири. Принимаем заявки!
Лучший сварщик Сибири, межрегиональный конкурс профессионального мастерства,......
 
 
«Металлообработка-2021» глазами участников
Весной прошлого года в Москве, в ЦВК......
 
АРХИВ НОВОСТЕЙ
   
   
© 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru