Strojárske technológie spracovania kovových materiálov prešli doteraz významnými rozvojovými etapami, ovplyvnenými predovšetkým výraznými zdokonaleniami výrobnej techniky, do ktorej možno vo všeobecnosti zaradiť oblasť náradia, strojnej techniky či meracej techniky. Spracovanie materiálov súčasnými technológiami obrábania, tvárnenia, zlievania či zvárania je poznačené novými trendmi, ktoré sú naďalej rozvíjané. Spracované výrobky sú dnes hromadne uplatňované prakticky vo všetkých rezortoch, ale predovšetkým v automobilovom priemysle.
Na Strojníckej fakulte (SjF) Žilinskej univerzity v Žiline sú spomínané technológie rozvíjané na viacerých pracoviskách – katedrách. Otázkami materiálov a ich spracovania sa zaoberajú predovšetkým Katedra materiálového inžinierstva, ktorá sa zaoberá výskumom, vývojom a výrobou technických materiálov, ich možnými spracovaniami na polotovar, ako aj oblasťou kontroly ich kvality. Na Katedre technologického inžinierstva sú skúmané v širokom rozsahu všetky beztrieskové technológie. Technológie trieskového obrábania sú predmetom sledovania Katedry obrábania a výrobnej techniky a práve toto pracovisko je zamerané na rozvoj najrozšírenejších technológií, teda technológií trieskového obrábania.
Katedra Obrábania a výrobnej techniky SjF Žilinskej univerzity
Vedúcim katedry je prof. Ing. Andrej Czán, PhD., ktorý informuje o činnosti tohto významného pracoviska fakulty. Katedra vznikla v roku 1967, teda historicky patrí k najstarším pracoviskám fakulty a možno povedať, že stála pri zrode fakulty. Vznikla na základe Zmluvy o vzájomnej spolupráci pri výchove odborníkov pre trust ZVL uzatvorenej medzi Generálnym riaditeľstvom v Považskej Bystrici a Vysokou školou dopravnou v Žiline. Katedra sa postupne profilovala, prešla viacerými zmenami, ktoré boli vyvolané požiadavkami rozvíjajúceho sa okolitého priemyslu na Považí.
V súčasnosti ide o vyzreté pracovisko, ktoré sa zoširoka zaoberá strojárskymi technológiami, so snahou implementovať do technológií najnovšie poznatky v oblasti opracovania materiálov. Ide v súčasnosti o materiály široko komplexné – kovové, nekovové, ale aj kompozitné vyznačujúce sa významnými technickými vlastnosťami, ako sú pevnosť, tvrdosť, oteruvzdornosť, húževnatosť, žiaruvzdornosť a pod. Obrábanie takýchto materiálov je často problematické. Hľadanie podmienok pre ich úspešné opracovanie predovšetkým z pohľadu kvality je zjednodušene povedané úlohou bádania v tejto oblasti. Úspešné zvládnutie tejto úlohy zaistí spoľahlivé úžitkové vlastnosti konštrukčných súčastí či celkov. Pracovisko je vybavené laboratóriami, cielene osadenými technikou, ktorá slúži súčasným potrebám vzdelávania, ale aj praxe.
Laboratórium nedeštruktívnych detekčných technológií
Laboratórium slúži na sledovanie funkčných vlastností komponentov zhotovených ľubovoľnou technológiou. V laboratóriu sa uplatňuje röntgenová difraktometria pre sledovanie napäťových stavov pod opracovaným povrchom. Netreba asi vysvetľovať aké dôležité je toto poznanie. Na základe analýz napätí vieme vysvetliť napr. vznik trhlín, defektov na povrchu súčastí, ktoré následne ovplyvnia životnosť súčastí. Naopak, vieme tiež hľadať technológiu či podmienky pre priaznivé ovplyvnenie stavu povrchu. Zvlášť dôležité je sledovať uvedené stavy pri súčastiach automobilového či leteckého priemyslu, pri špeciálnej vojenskej technike alebo produktoch biomedicínskeho inžinierstva (implantáty ako možné náhrady častí ľudského tela).
Ťažké laboratória sú vybavené modernou výkonnou CNC výrobnou technikou slúžiacou predovšetkým pre výskumnú, výchovnú ale aj komerčnú činnosť. Stručne povedané, tu sú sledované predovšetkým možnosti obrábania tzv. vysokorýchlostného, vysoko produktívneho, tvrdého i suchého obrábania, ktoré sú súčasnými trendmi v oblasti tzv. trieskových technológií. Laboratórium v istom slova zmysle plní tiež funkciu tzv. duálneho vzdelávania, keďže študenti na rôznych stupňoch štúdia získavajú aj isté manuálne zručnosti pri obsluhe moderných zariadení v súvislosti s vypracovaním záverečných či iných prác.
Zástupca vedúceho katedry prof. Ing. Jozef Pilc, CSc., sa zaoberá výrobnou technikou a náradím z pohľadu konštrukcie či aplikácie. Pod jeho vedením sú overované viaceré nekonvenčné metódy obrábania sústružením, frézovaním, hoblovaním (obrážaním). Práce publikované v tejto oblasti sú dostatočne rozpracované a známe technickej verejnosti doma i v zahraničí. Predovšetkým ide o efektívne aplikovateľné autorotujúce nástroje sústružnícke, aj nástroje s vynútenou rotáciou.
Optimalizácia nastavenia frézovacích nástrojov z pohľadu miesta prvého kontaktu nástroja s obrobkom a s tým spojené možnosti riešenia trvanlivosti či životnosti frézovacích hláv, je ďalšia nemalá zásluha v posune poznatkov o frézovaní. Spracovaná monografická publikácia o sledovaní možností suchého obrábania, ktoré je mimoriadnym príspevkom k problematike ekológie obrábania je ďalšia povšimnutiahodná oblasť, ktorou sa pracovisko zaoberá. Rovnako práce zamerané na tzv. tvrdé obrábanie využívajúce nasadenie nástrojov na kvalitatívne inej úrovni, umožňujúce vylúčiť procesy brúsenia, sú zamerané predovšetkým na okolitú prax.
Odborný asistent katedry Ing. Michal Šajgalík, PhD., ako mladý perspektívny pracovník, sa profesijne zaoberá hlavne už spomínanou röntgenovou difraktometriou a obrábaním ťažko obrábateľných materiálov. Veľmi významný je jeho príspevok pri obrábaní zliatin hliníkových, niklových, titánových, skrátka materiálov, ktoré v súčasnosti „hýbu svetom“ a sú používané v leteckom či automobilovom priemysle. Významné sú aj jeho aktivity pri spolupráci s okolitým priemyselným či podnikateľským prostredím.
Laboratórium metrológie Katedry obrábania a výrobnej techniky je jedno z kľúčových útvarov katedry vybavené modernou meracou technikou pre meranie rozmerovej a geometrickej presnosti vyrábaných komponentov. Za chod laboratória, ktoré má už dlhú históriu, v súčasnosti zodpovedá Ing. Mário Drbúl, PhD. Ponúka spoluprácu a spolupracuje s okolitým priemyselným prostredím. V laboratóriu sa nachádza unikátna technika napr. pre meranie kruhovitosti a valcovitosti – Talyrond, optický profilomer Werth, trojsúradnicový merací stroj portálového typu Mora, s pasívnou indexovateľnou skenovacou hlavou, ako aj iné technické metrologické prostriedky. Pre meranie kvality vyhotovených strojárskych komponentov je k dispozícii kontúrograf pre určovanie primárneho tvaru, drsnomer pre určenie parametrov primárneho profilu, profilu vlnitosti a drsnosti.
Ďalšie unikátne zariadenie, ktoré pracovisko vlastní je technika používaná pre diagnostiku a verifikáciu presnosti a kalibráciu obrábacích strojov systémom QC20 – W – Ballbar s príslušným softvérom na meranie geometrických chýb obrábacích hlavne CNC strojov, pracujúci na princípe testovania odchýlky kruhovej interpolácie. Rovnako zariadenie Renishav XL 80, pracujúce na princípe laserovej interferometrie pre diagnostiku presnosti chodu obrábacích strojov.
Táto a iná technika je v súčasnosti využívaná pre výučbové účely a rovnako v rámci spolupráce s okolitým priemyslom pri diagnostike používanej produkčnej obyčajne CNC techniky. Zariadenie je mobilné a relatívne komfortne použiteľné v prevádzkach. Pracovisko v súčasnosti vie poskytnúť aj kurzy v oblasti 3D metrológie a GPS štandartov.
Nemožno nespomenúť mená a aktivity aj ostatných pracovníkov katedry, ktorí sa významnou mierou podieľajú na zdarnom chode pracoviska:
prof. Dr. Ing. Miroslav Neslušan – ako špecialista pre obrábanie ťažkoobrábateľných materiálov. V poslednom období sa venuje tiež problematike integrity obrobených povrchov, zvlášť stavu podpovrchových vrstiev;
prof. Ing. Anna Mičietová, PhD. – sa profesijne zaoberá strojárskymi technológiami a zvlášť modernými nekonvenčnými spôsobmi obrábania;
doc. Ing. Dana Stančeková, PhD – pokrýva oblasť dokončovacích metód obrábania. Užšie je zameraná na technológiu výroby ložísk;
doc. Ing. Mária Čilliková, PhD. – jej oblasťou pôsobenia je aplikácia procesných médií v obrábaní s výsledným cieľom znižovania množstva ich aplikácie v technologických obrábacích procesoch. Ide o sledovanie trendu tzv. suchého obrábania prispievajúceho k ekológii obrábacích procesov;
doc. Ing. Dušan Štekláč, PhD. – ako nestor obrábania na katedre, zaoberajúci sa predovšetkým procesom brúsenia a dokončovacími metódami, je špecialistom v oblasti ložiskovej výroby.
Ostatní technickí aj pedagogickí pracovníci a doktorandi katedry sú neodmysliteľnou jej súčasťou a výraznou mierou pomáhajú napĺňať úlohy, ktoré pred nás stavia spoločenská prax.
Veda na dosah: Výskum nových materiálov / TA 3
Autor: prof. Ing. Jozef Pilc, CSc., zástupca vedúceho Katedry obrábania a výrobnej techniky
Redigovala a uverejnila: Marta Bartošovičová, NCP VaT pri CVTI SR
Foto: Žilinská univerzita v Žiline