Praca kilku typów maszyn zlokalizowanych w jednym zakładzie produkcyjnym może nieść za sobą wiele wyzwań techno- logicznych. Jednak właściwe ich do- pasowanie pod kątem prowadzonej działalności pozwala na wygenerowanie wymiernych korzyści. Przemysław Kimla opowie o tym, na jakie parametry należy zwrócić uwagę, żeby osiągnąć optymalne efekty produkcyjne.
Czy to prawda, że waterjety są postrzegane jako najbardziej uniwersalne urządzenia służące do pracy z innymi maszynami wycinającymi?
Zdecydowanie zgadzam się z tym stwierdzeniem. Jeżeli chodzi o dopełnienie pracy jednej maszyny drugą, to na pewno idealną parę stanowią waterjet i laser. Firmy usługowe czy produkcyjne mają różne potrzeby dotyczące zakresu cięcia materiałów. Jeśli jednak działalności przedsiębiorstwa prześwieca uniwersalność, np. w przypadku zakładów usługowych, na pierwszym miejscu stoi elastyczność. W związku z tym, jeżeli ktoś chce kupić laser, musi wydać na niego dosyć dużo pieniędzy. Zyskuje dzięki temu bardzo szybkie wycinanie blach o grubości do 15-20 mm. Natomiast ograniczeniem staje się materiał. Laser nie będzie ciął szkła, kamienia, ceramiki, materiałów kompozytowych lub nietypowych metali. Z kolei waterjet, pomimo swojej uniwersalności, jest na pewno urządzeniem znacznie wolniejszym niż laser. W związku z tym, o ile przy tych materiałach nietypowych pozwoli dobrze zarabiać, o tyle, wykonując swoją pracę na materiałach cienkich, masowych, konkurencyjny może nie być. Okazuje się, że idealnym rozwiązaniem byłoby mieć dwie takie maszyny..
...ale to oznacza wydatek, nie każda firma zdecyduje się na podobną inwestycję
To prawda, laser o mocy 6 kW to koszt rzędu 2 mln zł, do tego waterjet – kolejne 500 tys. zł. Okazuje się jednak, że można zaoszczędzić na cenie lasera, zmniejszając jego moc. Laser, który ma moc 3 kW, kosztuje około 1,5 mln zł, a tnie materiały o grubości do 15 mm. Laser 6 kW tnie co prawda nieco szybciej materiały do 20 mm grubości, ale kosztuje znacznie więcej. Jeżeli klientowi zależy na uniwersalności, to polecam zmniejszyć moc źródła i dodatkowo za zaoszczędzone pieniądze kupić waterjeta. Wydajemy dalej 2 mln zł, ale mamy możliwości cięcia materiałów nie do 20 mm, a do 200 mm, i to nie tylko ze stali. Oczywiście wszystko jest uzależnione od bu- dżetów, którymi dysponują inwestorzy. Niemniej jednak takie połączenie bardzo często jest stosowane przez naszych klientów. Często ci, którzy kupili wcześniej laser, później dokupują waterjeta i odwrotnie.
Czy taki zestaw wystarczy nam też do prowadzenia szerokiej działalności produkcyjno-usługowej?
Jeżeli do tego dokupimy jeszcze frezarkę, to mamy już komplet, bo to ostatnie urządzenie pozwoli nam na wycinanie na pewne głębokości. Niektóre detale wycinamy na wylot, ale są również takie elementy, które nie nadają się do pasowań, np. oprawy na łożysko lub elementy wykonane w wysokiej tolerancji. W takich przypadkach doskonale sprawują się frezarki, frezarki wielkoformatowe i frezarki narzędziowe. Są to urządzenia, które w większości przypadków kosztują między 200 a 300 tys. zł. Zapełniają one niszę rynkową pomiędzy prostymi plotera- mi frezującymi do tworzyw sztucznych a dużymi, ciężkimi centrami do stali. W przeciwieństwie do lekkich maszyn dają one już jednak możliwość obróbki w metalach, a jednocześnie kosztują znacznie mniej niż frezarki wielkoformatowe.
Jak wygląda rynek firm, który miałby mieć zapotrzebowanie na taki komplet maszyn?
Firmy produkujące wszelkiego rodzaju urządzenia czy maszyny zawsze muszą zarówno powycinać cienkie blachy na obudowy czy osłony elementów maszyn (w czym najlepiej sprawdzają się lasery), jak i grube blachy wykorzystywane na elementy korpusów czy elementów ciężkich konstrukcji sztywnych (tu idealnym rozwiązaniem są waterjety). Są im niezbędne również elementy wykonywane z aluminium, tworzyw sztucznych. Ważne wydaje się także przestrzenne frezowanie detali z kieszeniami, ze skomplikowanymi kształtami, a do tego procesu są potrzebne frezarki. Dlatego firmy wytwarzające różnego rodzaju maszyny: przemysłowe, rolnicze, spożywcze, mają czasami po kilkanaście maszyn produkcyjnych i cały czas dokupują kolejne. Firmy usługowe również pracują na wielu urządzeniach.
A które maszyny są najpopularniejsze?
To zależy, do jakich zadań są dedykowane. Waterjety są rozwiązaniami, które służą raczej do prac o mniejszej skali. Jednak przez to, że działają trochę wolniej od laserów, doskonale nadają się do robienia prototypów i małych serii. Z kolei lasery zdecydowanie przodują w popularności, ponieważ wykonują produkcję masową. Klienci do-strzegli już, że maszyny te są bardzo wydajne i przyczyniają się do oszczędności kosztów wycinania. Jeszcze kilka, kilkanaście lat temu lasery były stosunkowo wolne, dlatego przy bardzo cienkich blachach zdecydowanie lepiej spisywały się wykrawarki rewolwerowe. Natomiast obecnie lasery są na tyle szybkie, że zdecydowanie je wyprzedziły. Firmy wymieniają sprzęt na nowocześniejszy, ponieważ widzą zdecydowane korzyści: lasery tną taniej, szybciej i co najważniejsze – dzięki nim każdy projekt można w dowolny sposób modyfikować. Proces produkcji nie jest ograniczony kształtami wykrojników i dużymi kosztami dostosowania nowego projektu do produkcji. Laser może wykonać każdy detal inny, i to praktycznie bezkosztowo. Po kilku kliknięciach możemy zmodyfikować kształt, czego na prasie rewolwerowej zrobić się nie można.
Wykrawarki odchodzą więc do lamusa?
Tak, technologie cyfrowego wycinania z tzw. interpolacją są coraz bardziej użyteczne. Nawet wykrojniki, które – patrząc na produkcję w dużej skali – były niezastąpione, teraz też są wypierane przez lasery. Okazuje się bowiem, że maszyny te wycinają tak tanio, że nawet wykrojniki przestają być opłacalne.
Dlaczego?
Kiedyś, gdy serie produkcyjne i życie produktów były wieloletnie, można sobie było pozwolić na zrobienie wykrojnika za kilkaset tysięcy złotych i używać go przez wiele lat. Koszty mimo wszystko i tak były wysokie, ponieważ ten wykrojnik trzeba było regenerować. Poza tym nie można było rozwijać produktu, ponieważ drogi był koszt zmiany kształtu na inny. Natomiast w przypadku lasera możemy wszystkich tych problemów się pozbyć, dzięki czemu zyskujemy większą elastyczność. W ogóle firmy, które kupiły laser, a wcześniej używały innych technologii, nagle zaczynają produkować mnóstwo nowych urządzeń, nowych rozwiązań. Bardzo szybko się rozwijają, właśnie ze względu na możliwości technologiczne.
Jak w tym kontekście postrzega Pan polski rynek produkcyjny pod kątem sektora metalowego?
W Polsce branża metalowa wciąż bardzo się rozwija. Jesteśmy centrum serwisowym dla całego Zachodu. Niemcy są naszym największym odbiorcą, jeżeli chodzi o usługi podwykonawcze. Bardzo wiele konstrukcji niemieckich jest produkowanych w naszym kraju. Wpływa to na fakt, że w firmach coraz częściej pojawiają się potrzeby wdrażania bardziej zaawansowanych technologii po to, żeby zaspokoić rosnące oczekiwania naszych partnerów zagranicznych. Jedną z takich gałęzi jest branża produkcji armatury przemysłowej. Mam tutaj na myśli np. wymienniki ciepła. Są one wykorzystywane w bardzo wielu sektorach. Systemy wymienników rurowych wymagają wykonywania tzw. den sitowych. Są to płyty o średnicy dochodzącej nawet do trzech metrów, w których osadzano rurki, przez które przechodzi medium chłodzące.
Co zatem stoi na przeszkodzie, by ich produkcja była efektywna?
Głównym problemem w produkcji den sitowych jest fakt, że są one zrobione ze stali nierdzewnej, a– jak wiadomo –„nierdzewka” jest kłopotliwa w obróbce mechanicznej. Narzędzia stosowane do tego procesu są bardzo drogie, poza tym szybko się zużywają. Procedura wywiercenia w płycie ze stali nierdzewnej grubości 20 mm kilku tysięcy otworów z wysoką tolerancją jest więc bardzo długa i generuje duże koszty. W całym procesie pożądane jest również zastosowanie olbrzymiej maszyny frezarskiej o bardzo wysokiej mocy. Jest to więc jeden z powodów, dla którego klienci w branży armatury przemysłowej upodobali sobie waterjety.
Czyli są one idealną odpowiedzią na pojawiające się w tym sektorze potrzeby?
Waterjety o dedykowanych obszarach roboczych w kwadracie 3 x 3 m na pewno tak. Do tej pory standardem w tym zakresie były maszyny z obszarem roboczym w kształcie prostokąta, najczęściej o wymiarach 1,5 x 3 m, 2 x 4 m lub 2 x 6 m. Natomiast w przypadku produkcji wymienników ciepła potrzebne są kwadratowe obszary robocze, w które można wpisać koło. Cała technologia polega na tym, że najpierw na waterjecie wycinane są zarówno zewnętrzny kształt okręgu, jak i robione są wszystkie otwory, których kształt poprawiony jest na maszynach skrawających. Warto jednak podkreślić, że na tym etapie obróbka jest już wtedy bardzo prosta – rozwiertak tylko poprawia otwór, zbierając kilka dziesiątych milimetra z krawędzi wy- ciętej ścianki. Cały proces odbywa się zatem w sposób kilkudziesięciokrotnie szybszy niż w przypadku, gdybyśmy te otwory mieli wiercić i rozwiercać. W zasadzie więc maszyna tylko kalibruje zewnętrzną średnicę.
Można więc zaryzykować stwierdzenie, że w tym przypadku duet waterjet – obrabiarka nie ma sobie równych?
Na pewno w przypadku wielu firm takie rozwiązanie wydaje się najbardziej optymalne. W ogóle jeśli chodzi o technologię połączenia waterjeta z maszynami skrawającymi, to okazuje się, że coraz popularniejsze staje się przygotowywanie precyzyjnych „przygotówek” do dalszej obróbki. Często jest bowiem tak, że wycinamy prostokątne klocki z aluminium czy ze stali różnego rodzaju piłami. Następnie skomplikowane kształty są frezowane, co zabiera duże ilości materiału. Oka- zuje się jednak, że można przyspieszyć tę pracę, wycinając zewnętrzny kształt na waterjecie z bardzo niewielkim naddatkiem, rzędu pół milimetra. W dalszej kolejności na frezarce można już bardzo szybko wykonać obróbkę, ponieważ w zasadzie tylko jednym przejściem wyrównujemy kształt zewnętrzny, ewentualnie wybieramy kieszenie.
Optymalizacja czasu pracy jest tu więc znacząca?
Obserwuję, że w tej technologii pracuje coraz więcej firm, tzn. że optymalizacja pracy rzeczywiście jest tutaj bardzo widoczna. Czas wycięcia na waterjecie jest dużo krótszy m.in. dlatego, że wycina on materiały o szerokości jednego milimetra, a frezarka frezuje całą objętość tego materiału. Dodatkowo przy skomplikowanych kształtach oszczędzamy znaczną część blachy, ponieważ optymalnie rozkładając skomplikowane kształty, możemy nimi lawirować tak, żeby jedne wchodziły w drugie. Mamy zatem oszczędność czasu, oszczędność materiału, a na do- datek jeszcze zwiększamy wydajność, bo jednocześnie mogą pracować dzielące się zadaniami waterjet i frezarka.Czy to nie jest optymalne rozwiązanie?
