V.c EFP: Efektivní výroba

Vedoucí skupiny
Jméno: Jan Smolík
Telefon: +(420) 221 990 918
Email: jan.smolik(at)fs.cvut.cz

Dlouhodobá odborná orientace

Skupina je zaměřena a na maximální využití moderních výrobních strojů patřících do sektoru Machine Tools. Tento sektor zahrnuje mateřské výrobní stroje, jako jsou obráběcí stroje, tvářecí stroje a nově také stroje pro aditivní technologie (Additive manufacturing – AM) a stroje pro hybridní technologie (Hybrid manufacturing – HM). Oblast zájmu zahrnuje také související lokální automatizaci strojů a jejich vazbu na další stroje a nadřazené výrobní celky. Významnou součástí maximálního využití strojů je také optimalizace samotné výrobní technologie, optimalizace procesních parametrů, optimalizace nastavení řízení i základních požadavků technologie.

Maximální a cíleně optimalizované využití moderních výrobních strojů a technologií je klíčem k efektivní výrobě budoucnosti. Výrobní stroj a na něm realizovaná technologie (obráběcí, tvářecí, aditivní) jsou základem pyramidy výrobních prostředků. Stroj s technologií je základním stavebním kamenem výrobních buněk, pružných výrobních systémů, výrobních linek a celých výrobních podniků.

Z hlediska stroje a jeho technologie se zaměřujeme na jeho tři role:

  1. Efektivní stroj s technologií, který minimalizuje časové, materiálové a energetické nároky pro dosažení přesné a jakostní výroby;
  2. Stroj s technologií a automatizací jako základní prvek pro optimální plánování nadřazených výrobních systémů;
  3. Stroj s technologií jako součást moderní výroby koncepctu Industry 4.0 s obousměrnou komunikací, adaptivním řízením a sdílení informací s dalšími stroji.

V rámci skupiny je též postupně vytvářeno dílenské a výrobní zázemí pro laboratorní potřeby CIIRC a fakult ČVUT.

Současná výzkumná témata

Výzkumné téma 1: Energeticky a nákladově efektivní technologie obrábění

  1. Efektivní technologie obrábění těžkoobrobitelných DTC (Difficult-To-Cut materials), kompozitních a nových materiálů pomocí třískového a laserového obrábění se zaměřením na snižování energetické, materiálové a cenové náročnosti.

    Obrábění vláknových kompozitů

    Laserové modifikace textury povrchů nástrojů

    Laserové obrábění řezné keramiky

  2. Efektivní obrábění tvarově složitých obrobků pomocí multifunkčních strojů (kombinujících více technologií) s cílem minimalizace času výroby a spotřeby energie, při maximální produktivitě, přesnosti a jakosti. Řešení nad všemi hlavními operacemi: frézování, soustružení, řezání, vrtání a vyvrtávání.

    Optimalizace obrábění tenkostěnných obrobků pro kosmický program ESA

    Optimalizace obrábění tenkostěnných obrobků pro kosmický program ESA

    Optimalizace obrábění tvarově složitých dílů lopatkových kol

    Optimalizace obrábění tvarově složitých dílů lopatkových kol

  3. Optimalizace využití technologií virtuálního modelování a virtuálního obrábění pro všechny úrovně řízení stroje a procesu (řezné podmínky, volba technologie, CAM, postprocesing, regulace pohonů, CNC, PLC) s cílem zvyšování efektivity obrábění.
    Nejsložitější virtuální modely obrábění s uvažováním řezných sil

    Nejsložitější virtuální modely obrábění s uvažováním řezných sil

    Srovnání reálně a virtuálně obrobeného povrchu

    Srovnání reálně a virtuálně obrobeného povrchu

    Srovnání reálně a virtuálně obrobeného povrchu

    Srovnání reálně a virtuálně obrobeného povrchu

Výzkumné téma 2: Efektivní aditivní technologie výroby

Rychlá výroba strojních dílců z kovů a plastů, hranice efektivní výroby technologiemi AM z kovů, kombinace metod rapid prototyping se sléváním, navařování v kombinaci s obráběním, nové techniky programování strojů pro technologie AM a HM, výzkum možností využití plazmového navařování metodou PTA (plazma Transferred arc) pro vytváření funkčních návarů i pro tvorbu 3D dílců. Analýza a optimalizace procesu kontinuálního navařování a vytváření kovokeramických vrstev.

Skupina

Výzkum navazuje na dlouhodobé zkušenosti získané jak v národních projektech (Výzkumné centrum strojírenské výrobní techniky a technologie, Centrum kompetence TAČR strojírenské výrobní techniky a projekty Alfa a Ministerstva průmyslu a obchodu), tak i v prestižních mezinárodních projektech EC FP7 – NEXT a ECOFIT. Personální základnu tvoří části týmů ústavu výrobních strojů a zařízení, ústav strojírenské technologie a ústavu technologie obrábění, projektování a metrologie z fakulty strojní.

V budoucnu předpokládáme zapojení Ústavu konstruování a částí strojů (metody konstruování pro technologie AM a HM), Ústavu techniky prostředí (rekuperační techniky), Ústavu automobilů, spalovacích motorů a kolejových vozidel (náročné aplikace produktů AM), Ústavu materiálového inženýrství (homogenita a mechanické vlastnosti výrobků AM), Ústavu řízení a ekonomiky podniku (LCA analýzy).