Úspěšné projekty OP PIK: První brněnská strojírna Velká Bíteš – Výzkum a vývoj pokročilých technologií přesného lití

08. 07. 2020 | Články
PROFIL SPOLEČNOSTI

První brněnská strojírna (PBS) Velká Bíteš je v celosvětovém měřítku renomovaný hi-tech výrobce pohonných jednotek a zařízení pro oblast letecké techniky. Je to také přední evropská slévárna přesného lití, která je spolehlivým dodavatelem odlitků pro energetiku, dopravu, letecký i sklářský průmysl. PBS Velká Bíteš zajišťuje profesionálně provedené galvanické povrchové úpravy a vysoce přesné obrábění i těžkoobrobitelných materiálů včetně titanových slitin. V neposlední řadě PBS Velká Bíteš dodává dekantační zařízení pro separaci tuhých látek z kapalin využitelných jak v čistírnách odpadních vod, tak v průmyslových aplikacích.

PBS Velká Bíteš významně prorazila na světových trzích jako výrobce turbínových vysokootáčkových strojů pro letectví, energetiku či dopravní průmysl a stabilně působí jako specialista v oboru přesného strojírenství.

 

POPIS PROJEKTU

Projekt se zaměřil na výzkum a vývoj pokročilých technologií přesného lití. Získané poznatky umožnily výrobu nových typů vysoce náročných odlitků ze superslitin na bázi niklu a v důsledku toho realizaci sériové výroby nově vyvíjených typů kol turbodmychadel. Zavedení pokročilejší technologie odlévání zvýšilo konkurenceschopnost také jiných výrobků odlévaných metodou přesného lití ze superslitin na bázi niklu. Součástí výzkumných prací bylo i zavedení výroby keramických skořepinových forem na bázi vodního pojiva. Celkovým výsledkem projektu pak bylo podstatné navýšení produkce, zvýšení ziskovosti výroby, exportu a zaměstnanosti. Díky této změně technologie výroby projekt rovněž významně přispěl ke snížení energetické a materiálové náročnosti výroby a ke zvýšení ochrany životního prostředí.

Nároky na mechanické vlastnosti superslitin, které se používají pro odlitky tepelně exponovaných částí turbodmychadel, trvale rostou. Projekt se zaměřil na vývoj řešení, které za použití pokročilejších technologií přesného lití niklových superslitin umožnilo cíleně měnit jejich strukturu a tím i mechanické vlastnosti. Zvýšila se tedy užitná hodnota odlitku bez nutnosti měnit základní materiál. Projekt tak komplexně vyřešil interakci mezi technologickým procesem přesného lití niklových superslitin a výslednou strukturou a mechanickými vlastnostmi odlitku. Řešení těžilo z úzké spolupráce výrobního podniku a Akademie věd České republiky s využitím její špičkové Výzkumné infrastruktury pro studium a aplikaci pokročilých materiálů (IPMinfra) v rámci Strategie AV21: Špičkový výzkum ve veřejném zájmu. Řešení je inovativní a unikátní v České republice a zcela odpovídá výzkumným a vývojovým trendům v dané oblasti ve světě. Optimalizace technologického procesu s ohledem na dlouhodobé mechanické vlastnosti jako je creep, únava a jejich kombinace je časově i finančně náročný proces, nicméně je naprosto klíčový pro spolehlivou znalost vlivu technologie lití na mechanické vlastnosti, které jsou spolu s cenou rozhodující pro konkurenceschopnost výrobků.

 

Jaké výsledky realizace projektu přinesla, na to nám odpovídal prof. Ing. Karel Hrbáček, DrSc. – manažer projektu.

Co projekt vaší firmě přinesl?

Řešení projektu přineslo ve svém důsledku jak nové odběratele, tak i nové produkty Divize přesného lití. Během řešení projektu se vyvinulo 38 nových typů odlitků, které se na základě úspěšných výsledků vývoje podařilo uvést do sériové výroby. Jednalo se o odlitky pro zahraniční firmy z Německa, Švýcarska, Indie, Ruska a USA.

Vyvinuli jsme nové technologické postupy a metody, které jsme rovněž následně implementovali do výrobních postupů již dříve sériově vyráběných odlitků. Tyto nové technologie jsme využili pro zefektivnění a zkvalitnění stávající výroby radiálních kol turbodmychadel a lopatek turbodmychadel. Zároveň jsme získali další významné poznatky o materiálových vlastnostech jednotlivých použitých superslitin. To vše přineslo další zvýšení prestiže Divize přesného lití našeho podniku a jednodušší průnik na nové trhy.

Z jakých věcí, které se vám díky dotaci podařilo realizovat, máte největší radost?

  • Podařilo se zvládnout technologii přesného lití velice náročných odlitků radiálních kol turbodmychadel. Během řešení na dosažení požadavků struktury odlitků jsme vyvinuli a následně použili i technologii lití za rotace s oscilací, což je technologie, kterou zvládá jen velmi úzký okruh sléváren přesného lití v Evropě.
  • Rovněž jsme získali užitný vzor 307 967 „Univerzální oddělovací segment pro modelová zařízení na výrobu voskových modelů integrálních oběžných kol“.
  • Velkou radost mám z přístupu řešitelů tohoto projektu jak z výrobního podniku První brněnské strojírny Velká Bíteš, tak z vývojových pracovníků UJP PRAHA a vědeckých pracovníků Ústavu fyziky materiálů AV ČR Brno. Díky dotacím na vědu a výzkum se podařilo vytvořit velice dělný kolektiv, který pomohl zvednout technickou úroveň slévárny a přinesl nové poznatky v oblasti přesného lití superslitin na bázi niklu. Stěžejní pracovníci tohoto kolektivu spolu v této oblasti úzce spolupracují již 20 let na řešení náročných úkolů výzkumu a vývoje (VaV).

Co vám přinesla spolupráce s Ústavem fyziky materiálů AV ČR?

Divize přesného lití spolupracuje při řešení projektů VaV s vědeckými a výzkumnými pracovišti již od roku 1999. Převážně jde o spolupráci s Ústavem fyziky materiálů Akademie věd Brno a s UJP Praha. I na tomto projektu se zúčastnily řešení obě organizace, přičemž UJP Praha zde byla zapojena formou Smluvního výzkumu. V rámci projektu jsme získali velice komplexní databázi materiálových vlastností pro optimálně zpracované superslitiny na bázi niklu, se zaměřením na dlouhodobé vlastnosti jako je únava a creep.  V rámci smluvní spolupráce s UJP Praha jsme podrobně zkoumali i vliv teplotní expozice na vlastnosti sledovaných superslitin, což je z praktického hlediska jeden z klíčových parametrů.

Jaké zkušenosti si z realizace projektu odnášíte?

 Know how získané v rámci tohoto projektu posunulo Divizi přesného lití technologicky dál, zvýšilo její konkurenceschopnost a umožnilo přijímat objednávky na složitější a výrobně náročnější odlitky s vyšší přidanou hodnotou.

Jakým partnerem pro vás byla Agentura pro podnikání a inovace a řídící orgán MPO?

Spolupráce s API byla velice přínosná od psaní žádosti na tento projekt, během řešení projektu, až po ukončení jeho řešení. Osobně si velice cením pomoci pana ředitele Ing. Radka Navrátila. Na naše dotazy vždy ochotně a velice kvalifikovaně odpovídal. Jde o pracovníka, se kterým je radost spolupracovat.

Je nějaká zajímavost, kterou byste chtěl k projektu doplnit?

Doplnil bych dvě věci:

  • Za prvé: Unikátní v tomto projektu je použití technologie přesného lití za rotace s oscilací, což je náročná technologie přesného lití nejen na zařízení, které je vysoce specializované a pro většinu sléváren nedostupné, ale i na know-how potřebné k jejímu zvládnutí.
  • Za druhé: Jak jsem výše zmínil, naše spolupráce s akademickou a výzkumnou sférou trvá od roku 1999. Skvělé výsledky, které jsme dosáhli, jsou ovocem tohoto dlouholetého vztahu, důvěry a výborného kolektivu inženýrů, vědců a techniků. Dlouhodobá a cílená spolupráce je velkým benefitem pro všechny zúčastněné a měla by být podporována a oceňována.

Některé části výzkumných a vývojových aktivit v tomto projektu byly ukončeny získáním mezinárodního patentu. Je pro Vás ochrana Vašeho know-how prostřednictvím práv průmyslového vlastnictví důležitá?

Ano, považujeme ji za důležitou. Zvyšuje to prestiž podniku a alespoň částečně chrání dosažené výsledky řešení.

 Nemáte naopak obavy, že by tyto patenty mohly být kopírovány Vašimi konkurenty?

Toto riziko skutečně existuje. Nicméně díky výrazné spolupráci s výzkumnými organizacemi se snažíme být stále o krok před konkurencí.

 

Tiskovou zprávu k projektu ze dne 8. 7. 2020 naleznete zde.

 

ZÁKLADNÍ INFORMACE O PROJEKTU
Název projektu Výzkum a vývoj pokročilých technologií přesného lití nových typů odlitků tepelně exponovaných částí turbodmychadel ze superslitin na bázi niklu
Program podpory OP PIK APLIKACE I. VÝZVA – S ÚČINNOU SPOLUPRACÍ
Období realizace projektu 13. 9. 2016 - 1. 11. 2019
Celkové způsobilé výdaje 86 282 502,92,- Kč
Dotace 46 014 458,79,- Kč