CAD systémy ve sklářské výrobě

Tags: CAD

Historie skláren Kavalier sahá až do roku 1830, kdy František Kavalír začal s výrobou laboratorního a technického skla na pronajaté sklářské huti v Ostředku. S výrobou boritokřemičitých skel mají sklárny první zkušenosti z 30tých let dvacátého století a dynamický rozvoj technologie proběhl v 50. až 80. letech. V současné době mají Sklárny Kavalier komplexní know-how pro technologie tavení, automatickou výrobu hlavních produktů (trubic, lisovaných a foukaných výrobků varného skla pro domácnost a laboratorního a technického skla) a ruční zpracování (hutní i sklofoukačské tvarování, mechanické opracování, výroba a montáž aparatur).

Vhodný systém jsme hledali 2 roky a za tu dobu vyzkoušeli 5 různých programů.
Při hledání nového řešení odzkoušely Sklárny Kavalier, respektive jejich provoz ve Voticích, kde se vyrábějí formy, také obráběcí systém EdgeCAM, který se jim velmi líbil, a proto pro něj hledali partnera pro konstrukční práce. Tehdy, zhruba před pěti lety, objevili systém Solid Works. Kombinace EdgeCAM a SolidWorks jim vyhovovala. Oba systémy testovali na tvarově složitých prvcích a tímto způsobem prověřili jejich vhodnost pro potřeby společnosti. Právě objemové a plošné modelování je jednou ze silných stránek systému. Další velkou předností systému SolidWorks je jeho parametričnost, což umožňuje rychlou tvorbu odvozených výrobků. Navíc byla zaručena kompatibilita s obráběcím systémem EdgeCAM. Vzhledem ke kvalitě systému a ceně se firma rozhodla zůstat u kombinace systémů EdgeCAM a SolidWorks.

Implementace a školení

SolidWorks prošel ve sklárnách náročnými testy, zvládnutí systému bylo bezproblémové. V první fázi zavádění systému šlo o prověření modelovacích modulů pro složité tvary a speciality.

Tento systém je velmi příjemný na ovládání. Během tří týdnů se lze podle manuálu naučit se SolidWorks pracovat. Je velmi intuitivní. Pracovníci, kteří systém používají, absolvovali třídenní školení. To ukázalo, jak zacházet se systémem SolidWorks a jak jej využívat. Vzhledem k intuitivnosti ovládání systému lze říci, že po jednodenním školení s tímto systémem dokáže člověk, který dříve pracoval s AutoCADem, bez problémů pracovat.

„Velkou výhodou je, že systém pracuje v prostředí Windows, takže ten, kdo umí pracovat ve Windows, umí z jedné poloviny až z dvou třetin pracovat v SolidWorks.“
Ing. Vít Modráček

Další licence i programy

Se SolidWorksy se začínalo ve sklárnách na 3 až 4 licencích. Po dvou nebo třech letech se počet licencí rozšířil na 11 licencí a firma přešla na síťovou verzi. I ti pracovníci, co používají SolidWorks ve Voticích, přistupují přes síť na server v Sázavě a berou si licenci odtamtud. Kromě oddělení, které pracuje na vývoji a výrobě sklářských forem, se postupem času přidalo i oddělení, které dělá vývoj sklářských strojů. To znamená dodatečné stroje k lisům, zapalovačky a podobně. I zde používali AutoCAD a před dvěma lety přešli na SolidWorks také. Proto v Kavalieru přikoupili další čtyři licence, takže nyní disponují už patnácti licencemi SolidWorksů. Zmíněné oddělení používá i klasickou strojařinu, nejen formařinu, dělají i sestavy s deseti tisíci a více prvky. Dokáží dnes v SolidWorks udělat celý stroj.

Koncem minulého roku přešli v konstrukci k dalšímu kroku tím, že zakoupili i programy pro analýzu – COSMOSWorks a COSMOSFloWorks. Počítají totiž s tím, že budou své formy optimalizovat, protože chtějí šetřit materiály i ohřívací nebo chladící média. To znamená teplotní výpočty, výpočty chlazení forem a podobně. Dosavadní praxe byla dělat formy podle svých znalostí a zkušeností, nicméně dobrých výsledků lze dosáhnout jen s těmito nebo podobnými programy. Dokonce, jak ukázaly první výsledky, bylo doposud používané chlazení téměř neúčinné. Koncem března 2008 už jela první zkušební výroba s novým chlazením a výsledky ukázaly šetření 70 % vzduchu na chlazení. Dále by chtěli v konstrukci také snížit spotřebu materiálu na formy, trochu je ztenčit, což se neobejde bez dalších výpočtů.

Od návrhu k formě

Ve sklárnách vznikají vlastní návrhy, ale i návrhy a design od zákazníků se musí upravovat tak, aby byly vyrobitelné. V SolidWorks jsou dělány i vizualizace, aby bylo vidět, jak bude výrobek vypadat ve skutečnosti. Jedním z výrobních programů je technické sklo, mezi něž patří například skla do praček. Dnes se dělají tak složité tvary pračkových skel, že už se ve 2D nedají ani pořádně popsat, protože jde o zborcené plochy a podobně. V konstrukci se dodané modely přemodelují kvůli výrobě. Vytvoří zde vlastní skleněný model, který se odešle zpátky zákazníkovi k odsouhlasení. Zákazník může chtít nějaké úpravy, a když i ty jsou odsouhlasené, tak se model zaformuje do formových dílů. Ty se skládají ze spodku formy a razníku, který vymáčkne sklo do formy, a uzavíracího kroužku. Chtějí-li se dostat v konstrukci na správné rozměry podle modelu, musí formu dělat někdy větší, jindy menší, záleží na druhu skloviny. V současnosti opět vycházejí z vlastních zkušeností, z dlouholeté praxe. U tvarově složitých výrobků je ale smršťování zase jiné a složitější, takže i zde přijdou na řadu analyzační programy.

Úspory a produktivita

Když ještě dělali v konstrukci návrhy ručně na prkně, tak při už schváleném návrhu výrobku trval návrh forem a všeho okolo asi dva měsíce. Po přechodu na AutoCAD se tato doba zkrátila zhruba na měsíc a dnes jde o dobu jednoho týdne, někdy i méně. Jde o to, že ve výrobě dostávají modely, ze kterých se dá obrábět. Dříve byla výstupem 2D dokumentace. Ta šla k výrobcům forem, kteří udělali model, dnes už ale obrábějí přímo na hotových modelech. Stávalo se, že u forem a razníků, které jdou do sebe a vytvářejí dutino pro sklo, se podle 2D dokumentace zadala jednomu výrobci forma a druhému razník. Tyto dvě části se ale nakonec proti sobě nesešly. Protože vytvořit ze 2D dokumentace identické 3D modely není jednoduché – každý si to namodeluje trochu jinak. Dnes při dodání vlastních modelů není problém zadat formu jednomu a razník druhému dodavateli. Hlavními dodavateli forem pro sklárny Kavalier v Sázavě jsou pobočný závod ve Voticích a Netform ve Valašském Meziříčí, kteří pokrývají spotřebu z 95 procent, hlavně sadami pro velkosériovou výrobu, třeba 35 forem (lisy jsou šestnácti poziční). Speciality pro ruční výrobu dodává třeba Brnoform. U něho se dlouhodobě objednávají složité formy, většinou jednotlivé formy (sada dvě až čtyři formy) na kusovou výrobu.

Systém SolidWorks pro Sklárny Kavalier znamená vysokou úsporu času a velký růst produktivity práce. A ušetří se i čas na konstrukčních pracích. Původně používaný systém Euclid neumožňoval úpravy již namodelovaných forem. Velikou výhodou SolidWorks je právě parametričnost. To, co se jednou udělá, lze kdykoliv měnit. Navržená forma se vyrobí, vyzkouší a lze ji bezproblémově měnit podle zákazníkových požadavků.

Systém SolidWorks je díky své stabilitě naprosto bezproblémový.

Systém jako takový vykazuje vysokou stabilitu. Oproti jiným systémům lze říci, že SolidWorks je naprosto bezproblémový.
Je samozřejmé, že rychlost systému, animace apod. závisí hlavně na HW. Přesto u SolidWorks jsou vykreslování a animace na vysoké úrovni. Systém umožňuje exportovat výsledky do mnoha formátů a má výborné prezentační schopnosti. Má vlastní vizualizační studio. Pro prezentaci lze z navrženého produktu vytvořit v podstatě fotografii. A tak vlastně jedinou výtkou, která vyšla z úst Ing. Modráčka, bylo, že vizualizace skla není příliš "skleněná". Správné vizualizaci se podle něho nejvíc blíží teprve stín skleněného předmětu. To také byl jeho uživatelský příspěvek tvůrcům SolidWorks, takže možná už v příštím vydání tohoto systému bude vše podle jeho představ.

Redakce děkuje Ing. Havránkovi a Ing. Modráčkovi za laskavé přijetí i provedení celým provozem skláren.