Neustálý tlak na zvýšení produktivity i kvality výroby vede ke slučování rozdílných technologií na jednom stroji a ke snaze dokončit dílec na jedno upnutí. Běžná jsou již multifunkční obráběcí centra, která při jednom upnutí obrobku zvládnou vrtací, soustružnické i frézovací operace. Objevují se stroje schopné soustružit i brousit jeden dílec a v nabídce lze objevit i takové, jež díky integrované laserové jednotce nabízejí lokální tepelné úpravy obráběného povrchu (soustruh RNC 400 LaserTurn firmy Monforts). Na EMO 2013 v Hannoveru se prezentovaly stroje integrující operace dosud zdánlivě neslučitelné. Za všechny lze jmenovat brusky nástrojů disponující klasickým broušením a elektroerozí nebo frézovací centrum Hermle C42, vybavené modulem MPA pro generativní zhotovování struktur. Vývoj směřuje k integraci elektroerozivních a třískových technologií a k integraci třískového obrábění s laserovou technologií na jednom stroji. Pomocí laserových modulů lze na upnutém dílci generativním způsobem dodatečně zhotovovat tvarové struktury a ty během jednoho upnutí dokončit přesným třískovým obráběním. Nebo naopak, odebíráním materiálu vytvářet povrchové struktury. Tento trend se potvrdil na renomovaném japonském veletrhu JIMTOF 2015 v Tokiu, kde se dále rozšířila paleta výrobců nabízejících hybridní stroje. Zmíněné centrum Hermle C42 disponuje modulem MPA, který pracuje na principu nastřikování prášku pomocí proudu nosného plynu o vysoké rychlosti. Při nárazu vznikající lokální tlaky okolo 10 GPa a teploty do 1000 °C vedou k silné deformaci práškových částic, k homogenní struktuře nastříknutého materiálu o porozitě pod 1 % a vysokým mechanickým parametrům vzniklé struktury. Touto generativní technologií lze s výhodou zhotovovat větší dílce s libovolnou vnitřní strukturou a následně při jednom upnutí je třískově dokončit; je proto obzvláště výhodná pro zhotovování chladicích vložek forem, dílců obsahujících topné elementy (obr. 1) atd. Vznikají hybridní stroje, které na základním dílci pomocí laserového navařování vytvářejí jinak těžko zhotovitelnou strukturu a vzniklý celek opracují nahotovo. Na veletrhu JIMTOF představila firma DMG MORI hybridní stroj Lasertec 65 3D. Jeho základem je 5osé obráběcí centrum DMU 65 monoBlock, na něž je integrován modul generativní laserové depozice kovového prášku, přiváděného do žádaného místa pomocí trysky (obr. 2). Tento postup se vyznačuje 10krát vyšší produktivitou oproti laserovému sintrování v práškovém loži a není pro něj problém vytvářet stěny o tloušťce 0,1 mm, použije-li se vhodný typ laseru a odpovídající geometrie trysky. Další, nezanedbatelnou výhodou je i možnost vytvářet na jednom dílci vrstvy z několika materiálů a možnost libovolného opakování cyklu střídání generativní fáze i okamžitého třískového dokončení právě vzniklé struktury. To umožňuje volnost ve vytváření 3D tvarových struktur (obr. 3) a možnost třískového dokončení později nedostupných dutin. Vysoká produktivita stroje jej předurčuje k ekonomické výrobě malo- a středně sériových dílců. Na podobném principu pracuje stroj Lasertec 4300 3D, vyvinutý na bázi soustružnického centra NT 4300 SZ japonské firmy Iga. Žhavou novinkou je i hybridní multifunkční centrum Mazak Integrex i-400AM, které modulem laserové práškové depozice účelně rozvíjí schopnost základního stroje soustružit i frézovat. Zdrojem tepla, nutného k tavení prášku, je vláknový laser a prášek do místa depozice přivádějí pracovní hlavy, uzpůsobené k umístění do standardního zásobníku nástrojů mezi běžné nástroje pro třískové obrábění. Podle zamýšlené aplikace může uživatel volit mezi hlavou s vysokým výkonem nebo hlavou s vysokou přesností; lze zvolit i konfiguraci pro provádění popisu laserem. Rovněž japonská firma Matsuura se pochlubila hybridním strojem LUMEX- Avance-25, který kombinuje možnosti 3D laserové depozice pomocí vláknového Yb laseru o výkonu 400 W se schopností frézovat v režimu HSC; stroj disponuje vřetenem až se 60 000 ot/min. Svými parametry je určen především pro potřeby výroby vstřikovacích forem, kde komplikované formy lze zhotovit vcelku a není nutno je skládat z více dílců. Japonská firma Sodick předváděla na novince, hybridním stroji OPM 250L, výrobu chladicích vložek pro vstřikovací formu na plastové lahve. Na nosném dílci je pomocí selektivního laserového sintrování zhotovena potřebná struktura vždy 10 vrstev, každá o tloušťce 50 μm, která byla následně, při jednom upnutí, třískově přesně opracována. Takto, po intervalech 0,5 mm, vznikaly chladicí vložky, díky zvolené technologii mohly obsahovat velmi přesné a jemné vnitřní tvary. Hybridní stroj DMG Mori Lasertec 65 Shape integruje technologii 5osého třískového opracování s 3D laserovým strukturováním konvenčně opracovaného povrchu. Laserová hlava je umístěna v zásobníku a s vřetenem stroje se spojuje pomocí rozhraní HSK 63. Nabízí se tak možnost produktivního a ekonomicky efektivního zhotovování vstřikovacích forem. Kombinaci třískového a netřískového obrábění nalezneme u velmi přesných a produktivních brusek. Firma Vollmer se chlubí flexibilní přesnou bruskou QXD 250, disponující klasickým broušením a elektroerozivním ostřením, určenou zejména pro zhotovování přesných nástrojů, osazených PKD řeznými destičkami. Bruska je vybavena novým generátorem s technologií Vpulse EDM. Integrovaný výměník nástrojů může obsáhnout až 6 brousicích erodovacích či lešticích kotoučů (obr. 4). Rovněž nástrojové brusky EWAG Ewamatic Line (obr. 5) nebo Walter Helitronic Diamond disponují dvěma technologiemi – klasickým broušením a erodováním. V obou případech jsou brousicí či erodovací kotouče umístěny v zásobníku nástrojů a uváděny do funkce dle potřeby. Jsou proto vhodné pro ekonomické a produktivní zhotovování rotačně symetrických nástrojů a vyměnitelných břitových destiček z tvrdokovu, cermetu, keramiky nebo supertvrdých řezných materiálů, jako je polykrystalický diamant nebo kubický nitrid bóru. S cílem zvýšit efektivnost nasazení brousicích kotoučů s diamantovými nebo CBN krystaly v kovové vazbě uvádí na trh renomovaný výrobce, firma Studer, brusky typu S31 a S41, opatřené elektroerozivním drátovým modulem Wiredress. Je plně integrován do základního stroje a jeho řídicího systému. Elektrodu orovnávající profil kotouče tvoří drát vedený profilem vodicího keramického kotouče, který probíhá tangenciálně k orovnávanému kotouči rychlostí 100 mm/s; orovnávaný kotouč se otáčí s obvodovou rychlostí 50–140 m/s a rychlost posuvu drátu podél profilu činí 15–25 mm/min. Při procesu není zapotřebí užívat zvláštní dielektrikum, protože jeho úlohu plní používaný řezný olej. Dosažitelné vnitřní rádiusy profilu činí 0,2 mm a vnější 0,05 mm. S velkou časovou úsporou, velmi rychle a spolehlivě lze vytvářet komplikované jemné a přesné tvary profilu a usnadnit tak nasazení vysoce produktivních kotoučů s kovovou vazbou. Další modifikace laserových obráběcích strojů DMG Mori Lasertec nespadá do kategorie hybridních strojů a disponuje sice „pouze“ technologiemi laserového opracování, přesto si však zaslouží alespoň stručnou zmínku. V rámci těchto modifikací se nabízejí stroje Lasertec Precision Tool, určené ke zhotovování přesných břitů řezných nástrojů, osazených PKD, kde jsou bez problémů (vylamování krystalů, degradace vazebního materiálu) vytvářeny řezné hrany a geometrie řezných elementů (obr. 6), stroje Lasertec FineCutting, určené pro jemné řezání plechů a trubek se šířkou řezu pouhých 20 μm. A konečně varianta Lasertec PowerDrill, ta se uplatní především při přesném 5osém vrtání chladicích otvorů turbínových lopatek a komponent dílů pro letectví a energetiku. Všechny modifikace strojů skupiny Lasertec jsou vybaveny příslušným softwarem rodiny Lasersoft, zahrnující i simulační programy a „kompresní“ programy. Dovolují provádět paralelní akce, a tím zkrácené časy operace. Ing. Petr Borovan
