Huisman vsází na laser. Ve výrobě hledá rychlost, přesnost i nové svářeče

Huisman je nizozemská rodinná společnost s výrobními závody v České republice a v Číně. Sviadnovský závod vznikl v roce 1997 a dnes zaměstnává přibližně 450 zaměstnanců. Specializuje se na návrh a výrobu pokročilých technických výrobků s vysokou přidanou hodnotou pro energetiku, námořní dopravu, těžbu, železnici a zábavní průmysl.

Výroba je z velké části zakázková – od konstrukce přes přípravu materiálu, obrábění a svařování až po lakování, montáž, metalografickou zkušebnu a finální testování. Právě charakter této výroby je jedním z důvodů, proč Huisman hledá nové cesty ke zvýšení produktivity, jak nám prozradil během našeho setkání manažer technického vývoje Tomáš Strouhal. Důvodů proč sáhnout právě po laserovém svařování, nám pak v Huismanu sdělili hned několik: výrazně menší deformace, rychlejší svařování, nižší nároky na následné opracování a také jednodušší obsluha. Právě ta může být zajímavá v době, kdy kvalifikovaných svářečů na trhu ubývá. Huisman Czech Republic proto na aktuální situaci na trhu práce reaguje vlastní svářečskou školou, která je součástí rozlehlého areálu.

Laser jako investice do budoucnosti

Ve svařovně Huisman Czech Republic dnes převládá obloukové svařování v ochranné atmosféře, především s trubičkovým drátem. Firma má přibližně stovku svářečů, několik pracovišť pro svařování pod tavidlem, šest svařovacích robotů a tři kolaborativní roboty. Laserové svařování proto nepřišlo jako náhrada stávajících technologií, ale jako další možnost. „Kdybychom čekali na projekt, na kterém konkrétně použijeme laser, a teprve potom ho pořídili, možná bychom ho nekoupili nikdy,“ říká Tomáš Strouhal. Firma proto zvolila opačný postup. Technologie ji zaujala na veletrzích, při předváděcích akcích i prostřednictvím odborných informací a následně začala hledat ideálního dodavatele, s nímž by mohla možnosti laseru prakticky ověřit. Volba padla na společnost FANTECH Europe, která je nejen dodavatelem samotných svářeček, ale zákazníkům nabízí i maximální podporu při implementaci nové technologie do výroby a odborné poradenství.

První zařízení tedy Huisman pořídil jako technologickou platformu pro testování. Dnes už má za sebou více než rok zkušeností a dva reálné projekty. Nutno říci, že úspěšné. „Začínali jsme to brát trochu jako výzvu. Říkali jsme si, pojďme zkusit, co to dokáže a co s tím dokážeme udělat my. A byli jsme skutečně pozitivně překvapení. Technologie se stále posouvají a dnes už proto přemýšlíme i o silnějším zdroji a o kombinaci laseru s mechanizací nebo robotizací,“ upřesňuje Tomáš Strouhal.

Největší překvapení? Deformace

Současným základem svářečky FANTECH LWG 4.0 EXPERT v Huismanu je vláknový laserový zdroj o výkonu 2 kW s jedním přídavným drátem.

Když se mluví o laserovém svařování, jako první obvykle přijde na řadu rychlost. V Huismanu ve Sviadnově ale za největší přínos nepovažují právě ji. „Nejvíc nás potěšily deformace. Laser soustředí energii do výrazně menší oblasti a do materiálu vnáší méně tepla. Výsledkem je menší deformace svařovaných dílů a méně následných operací,“ Antonín Jedinák, specialista rozvoje svařování.

U zakázkové výroby velkých konstrukcí přitom právě rovnání, broušení a další dokončovací práce mohou představovat významnou část výrobního času. Na laseru v Husimanu zatím svařují především tenčí sekundární konstrukce a kryty. Právě u nich se podařilo využít také další vlastnost technologie – možnost změnit konstrukční řešení svaru. U dvou realizovaných projektů například konstrukce umožnila přejít od klasických koutových svarů k částečně provařeným svarům.

Huisman má přitom jednu významnou výhodu: vlastní konstrukční a technologické kapacity, které stojí například za návrhem a výrobou svého dosud rekordního 225metrové jeřábu pro společnost BMS, který je využívaný k instalaci větrných turbín. Pokud se testy mechanických a metalografických vlastností podaří úspěšně dokončit i pro další materiály, mohou tak konstruktéři při návrhu výrobku počítat s laserovým svařováním už od samého začátku. „Když konstruktér navrhne díl určitým způsobem, můžeme mu říct: Tohle dokážeme udělat laserem. Bude to rychlejší a méně zdeformované. Do budoucna tak chceme tyto možnosti dostat přímo do konstrukce,“ doplňuje Antonín Jedinák.

Do šesti milimetrů má laser velký potenciál

Podle zkušeností Huismanu je laserové svařování zajímavé především u tenčích materiálů. Pokud je konstrukce vhodně připravená, vidí firma významný potenciál zhruba do tloušťky 6 mm. Naopak u velmi silných materiálů nebo tam, kde konstrukční předpisy jednoznačně určují velikost a provedení svaru, je prostor pro laser menší. Právě konstrukční příprava je přitom klíčová. Nelze jednoduše vzít díl navržený pro klasické svařování a očekávat, že jeho výroba bude po přechodu na laser automaticky pětkrát rychlejší. Výhodu technologie je potřeba promítnout už do návrhu spoje.

To může být pro Huisman do budoucna zásadní. Firma totiž nevyrábí sériové výrobky podle jedné neměnné dokumentace. Většina produkce vzniká na zakázku a konstruktéři mají možnost výrobní postup ovlivnit.

Operátorem laserového svařování za pár minut

Další výhodou, která v Huismanu překvapila, je jednoduchost obsluhy. U klasických metod musí svářeč současně kontrolovat řadu parametrů – polohu elektrody či hořáku, rychlost pohybu, přidávání drátu, délku oblouku nebo správnou vzdálenost od materiálu. U laseru část těchto činností přebírá zařízení. Obsluha nastaví parametry, přivede hořák na místo svaru, aktivuje bezpečnostní obvod a následně vede hořák podél spoje. Přídavný drát je podáván automaticky a rychlost pohybu lze nastavit podle požadovaného průvaru.

„U laseru je to opravdu jednoduché. Člověk nemusí několik týdnů nebo měsíců získávat cit pro vedení hořáku. Začátek a průběh svaru jsou velmi snadné. Nejtěžší je správně ukončit svar,“ popisují zástupci FANTECH Europe Jiří Rak a Tomáš Nyilfa.

Jednoduchost obsluhy přitom nemusí znamenat, že znalost svařování přestává být důležitá. Technologie vyžaduje správnou přípravu spoje, nastavení výkonu, rychlosti, průtoku plynu, volbu drátu i správnou polohu hořáku. Pro běžnou obsluhu je však výrazně méně náročná na koordinaci pohybů.

Technologie, která může pomoci s nedostatkem svářečů

A právě tady se laserové svařování potkává s jednou z největších výzev současné výroby – nedostatkem kvalifikovaných pracovníků. Huisman má vlastní svařovací školu, kde si nové zaměstnance postupně připravuje a kvalifikuje. Důvod je mimo jiné praktický: zkušený svářeč z jiné firmy nemusí být automaticky použitelný ve sviadnovské výrobě, kde se ve velké míře pracuje s trubičkovými dráty a specifickými postupy. Firma proto nechce jen čekat, až vhodné pracovníky najde na trhu. Spolupracuje se středními školami, umožňuje studentům praxe přímo ve výrobě a

připravuje rozšíření vlastní tréninkové kapacity. Laser tak může být jedním z atraktivních nástrojů, jak mladé lidi ke svařování přitáhnout. Zkušenost firmy navíc ukazuje, že pracovníci si na novou technologii rychle zvykají a nečiní jim žádný problém ani ovládání přes dotykové rozhraní. Zajímavé přitom je, že lidé, kteří už na laseru pracovali, se k němu chtějí vracet. Podle zkušeností Huismanu je svařování fyzicky méně náročné a pracovníci si postupně sami hledají způsoby, jak technologii efektivně využít.

A jak to vychází ekonomicky?

Laserové zařízení samozřejmě není levnou náhradou klasické svářečky. Pořizovací cena je podle Huismanu přibližně 2,5krát vyšší než u standardního svařovacího zařízení. Ekonomika se ale mění ve chvíli, kdy se započítá produktivita. U vhodných aplikací může být svařování až několikanásobně rychlejší, v některých případech firma uvádí potenciál kolem pětinásobku rychlosti klasického procesu. Do výsledné kalkulace vstupuje také nižší spotřeba přídavného materiálu a plynu, menší deformace a omezení následných operací. Laser proto nemusí být ekonomicky zajímavý jen jako rychlejší svařovací proces. Významná část úspory může vzniknout až za svařovacím pracovištěm.

Další krok: laser a robot

Huisman Czech Republic dnes nechce zůstat jen u ručního laserového svařování. Jedním z dalších směrů je jeho kombinace s mechanizací, kolaborativními roboty nebo klasickou robotizací. To ale přináší další otázku – bezpečnost při používání této technologie. Laserové pracoviště nelze jednoduše umístit do běžné výrobní haly a nechat kolem něj volně pohybovat další pracovníky. U menších dílů lze pracoviště uzavřít, u velkých konstrukcí je ale situace složitější. Sviadnovský závod přitom pracuje také s konstrukcemi, které mohou mít rozměry kolem 12 × 4 × 4 metry a hmotnost až 20 tun. Takový výrobek není možné jednoduše přesunout do malé uzavřené laserové kabiny. Firma proto hledá řešení v podobě mobilního ochranného systému, závěsů nebo jiného způsobu oddělení laserového pracoviště.

Spolupráce s FANTECH Europe se vyplácí

Laserové svařování má ve Sviadnově zatím stále charakter technologického vývoje. Firma připravuje další sadu vzorků, testuje různé materiály a hledá aplikace, kde se jeho přednosti skutečně projeví. Významnou roli přitom hraje vlastní metalografické pracoviště, které umožňuje výsledky svařování rychle vyhodnocovat a upravovat parametry podle zjištěných výsledků.

Důležitá je také spolupráce s dodavatelem technologie. Huisman Czech Republic si nevybral FANTECH Europe pouze podle ceny zařízení. Oceňuje především praktickou zkušenost s laserovým svařováním a ochotu řešit konkrétní výrobní aplikace. „Nechceme spolupráci, která skončí tím, že nám někdo prodá zařízení. Potřebujeme testovat, hledat možnosti a společně řešit konkrétní projekty. To se nám nyní daří a věřím, že se společně posuneme dál“ uzavírá manažer technického vývoje Strouhal.

Huisman tak dnes laserem nenahrazuje klasické svařování. Spíše si připravuje půdu pro dobu, kdy bude možné při konstrukci výrobku rozhodnout nejen o tom, co svařit, ale také jakou technologií to bude nejefektivnější. Pokud se podaří zvládnout potřebné technologické a bezpečnostní podmínky, může právě tato kombinace znamenat další posun produktivity.