Prof. Karol Vasilko, Dr.h.c.: Rezné nástroje zaznamenali obrovský pokrok vďaka novým konštrukciám a povlakom
Koncom apríla tohto roku bol významnému vedcovi, vysokoškolskému pedagógovi a excelentnému odborníkovi v oblasti trieskového obrábania udelený Žilinskou univerzitou titul Dr.h.c. Pri tejto príležitosti poskytol našej redakcii rozhovor.
Pán profesor v súčasnoti pracujete v Prešove, ale ocenenie prišlo zo žilinskej unoverzity. Čo vás k tejto škole viaže?
Žilinská univerzita je moja nevlastná Alma Máter. Pracoval som tu po odchode z výrobného podniku ZVL (Závody valivých ložísk). V tom čas bola založená na Fakulte strojníckej a elektrotechnickej Katedra výrobnej techniky a technológie výroby ložísk. Bol som generálnym riaditeľom ZVL uvoľnený z podniku na výchovu inžinierov pre ložiskový priemysel, ktorý bol v extenzívnom rozvoji. Potreba špecializovaných odborníkov pre osem podnikov ZVL v Bývalom Československu a dva výskumné ústavy si vyžiadala nové študijné zameranie. Pretože Vysoká škola dopravná vychovávala odborníkov na dopravu a valivé ložisko je súčasťou každého dopravného zariadenia, je logické, že takéto zameranie patrilo práve sem.
Valivé ložiská sú známe už od čias Leonarda da Vinci. Samozrejme, od tej doby nastal, hlavne zásluhou rozvoja automobilizmu, ich nebývalý rozmach. Akým smerom sa bude uberať ďalší vývoj a akú úlohu v tom zohrá tribológia?
Leonardo (1015) ako prvý objavil zásadný rozdiel medzi klzným a valivým trením a vyvíjal konštrukcie s drevenými valivými ložiskami. Vznik valivého ložiska sa však viaže na vynález kolesa 400 pred n. l. Prvé kovové guľkové ložisko si dal patentovať VAUGHAN r.1794. Už r. 1829 získal na takéto ložisko rakúske privilégium Čech J. Ressel. Od r. 1883 zaznamenal britský patentový úrad takmer 1000 patentov len na bicyklové ložiská. Popri guľkových sa začali používať cylindrické, ihlové a nesymetrické kuželíkové a súdkové ložiská. Zatiaľ čo v Európe viedla Fischerova akciová spoločnosť, v USA na najmä v r. 1902 presadil ako výrobca ložísk HENRY TIMKEN. V r. 1883 F. FISCHER vynašiel novú technológiu obrábania guliek, ktorá ich umožňovala vyrábať s toleranciou 0,02 mm. Išlo o akýsi „guľkový mlyn" v ktorom sa medzi dvoma valcami z bielej liatiny odvaľovali guľky. Tlak na jeden z valcov (rotujúci) spôsoboval, že sa povrchová vrstva guľky silne deformovala a odlupovala. Guľky obiehajú v drážkach kotúčov sféricky, preto po niekoľko hodinovom omieľaní dostávajú „ideálny" guľový tvar. Mnoho takýchto strojov bolo inštalovaných v odborovej gulôčkárni v Kysuckom Novom Meste.
Nové ložiská už nie sú jednoduchým spojením krúžkov, teliesok. Pridávajú a im nové funkcie, napr. monitorovanie stavu (hlučnosť , mazanie, opotrebenie), aplikujú sa nové materiály, vyvíjajú sa ložiská so špeciálnymi vlastnosťami (čerpanie oleja do kontaktu obežnej dráhy a teliesok a pod).
Pred časom sme uverejnili interview s Prof. Statisom Joanidesom z SKF, autorom pevnostných výpočtov valivých ložísk. Metodika týchto výpočtov je dnes akceptovaná prakticky na celom svete, čo len podčiarkuje dominantnú pozíciu SKF v oblasti valivých ložísk. V tejto súvislosti nemožno nespomenúť ložiskovú výrobu v bývalom Československu. V koncerne ZVL bolo združených cca osem výrobných závodov, dva výskumné ústavy, technicko-konzultačné stredisko, centrálny odbyt ložísk. Výchovu odborníkov zabezpečovala katedra ložiskovej výroby terajšej ŽU v Žiline. Čo sa vlastne stalo, že sľubne sa rozvíjajúce a perspektívne priemyselné odvetvie bolo zrazu degradované do pozície „veľkej obrobne" zahraničných výrobcov ložísk? V čom vidíte hlavné príčiny tohto stavu a aké sú jeho následky?
Výroba valivých ložísk bola v našich podnikoch na vysokej úrovni. Konštrukčný vývoj zabezpečoval Výskumný ústav valivých ložísk (VUVL) Brno, technologický vývoj Ústav pre racionalizáciu výroby ložísk (VURAL) v Žiline a prísna Štátna skúšobňa ložísk v Žiline. Vývoj po r. 1989 nás našiel organizačne nepripravených a výrobu sme popredávali konkurencii, alebo zahraničným firmám. Tí od nás vývoj nepotrebujú.
Známe sú Vaše kontakty s univerzitami z bývalého východného bloku, takže určite máte informácie aj o stave výroby ložísk v týchto krajinách. Vieme, že napr. len v bývalom ZSSR existovalo dvadsať veľkých ložiskových závodov. Podobne sa vyrábali ložiská v Poľsku, NDR, Rumunsku, Maďarsku, Bulharsku a v Juhoslávii. Aký je terajší stav?
Vývoj nebol všade rovnaký, niektorí, najmä ruskí výrobcovia si držia úroveň. Stratili sme mnoho zrušením integrácie uvedených štátov vyrábajúcich ložiská. V rámci spoločnosti OSPVL (Organizácia spolupráce výrobcov valivých ložísk) sme si vedeli rozdeliť výrobný sortiment v jednotlivých štátoch a tak sme dosiahli vyššiu sériovosť a teda efektívnosť. Dnes sú série malé, treba rýchle prestavovať stroje a linky, požiadavky odberateľov sú „v reálnom čase", kto na to nestačí, padne. Integrácia obchodu znamená, že si možno zo dňa na deň objednať ložisko z ktoréhokoľvek miesta sveta, takže dlhodobé dohody o dodávkach pre určitého odberateľa sú nereálne.
Ložisková výroba je súčasťou všeobecného strojárstva. Aký je súčasný stav v tomto odvetví u nás a aké sú jeho perspektívy? Podľa niektorých prognostikov sa strojárstvo už vymanilo z krízy, skeptici však tvrdia opak. Aký je Váš názor?
Treba rozlišovať dva faktory. Súčasná kríza, ktorá je dočasná a v podmienkach Slovenska negatívny vývoj po r. 1989, keď sme stratili mnohé výrobné programy. Slovensko vlastne nemá v súčasnosti vlastný strategický výrobok. A mali sme ich veľa: sklo, obrábacie stroje, vojenská technika. Medzi finálne výrobky sme radili aj valivé ložiská. Obávam sa, že vývoj takého výrobku je v nedohľadne.
Je o Vás známe, že Vašou dominantnou témou, ktorej sa naďalej intenzívne venujete je výskum procesu trieskového obrábania. Vaše práce z oblasti tvorby triesky pri obrábaní sú známe nielen u nás, ale aj v zahraničí. Aj vďaka tomuto štúdiu sa podarilo podstatne zvýšiť rezné rýchlostí pri obrábaní. Čo bolo ešte nedávno utópiou, je dnes realitou. Nové materiály, úprava funkčných povrchov rezných nástrojov povlakovaním, optimalizácia geometrie reznej hrany a pod. spolu s vývojom CNC obrábacích strojov spôsobili nebývalé zvýšenie produktivity práce pri trieskovom obrábaní. Ako tribológov nás zaujíma, akú úlohu v tom zohráva tribológia a akým smerom sa bude uberať v tomto smere ďalší vývoj?
Proces výroby súčiastok obrábaní, čo je základnou technológiou presnej výroby je procesom trenia a opotrebenia. Tak ako v strojárskych súčiastkách sa snažíme o optimálnu trvanlivosť kontaktujúcich súčiastok a uzlov stroja, v obrábaní sa snažíme o znižovanie intenzity opotrebenia nástroja, teda tiež optimalizujeme jeho trvanlivosť (geometriou, oterovzdornými povlakmi). Proces opotrebenia nástrojov však prebieha omnoho intenzívnejšie ako opotrebenie súčiastok stroja, takže tu pre nás majú poznatky tribológie - trenia nástroja a obrobku v extrémnych podmienkach mechanického namáhania mimoriadny význam. Obrovský pokrok urobili výrobcovia rezných nástrojov novými konštrukciami a štruktúrami povlakov. V súčasnosti je snaha opúšťať cestu vysokých rezných rýchlostí, ktorá vedie k vyššej spotrebe energie a rezného materiálu (trvanlivosti nástrojov sa počítajú na jednotky minút). Intenzívne sa vyvíjajú nástroje, ktoré umožnia aplikovať veľké posuvy pri dosahovaní dobrej kvality obrobeného povrchu. je to podmienené poznatkami tribológie, konkrétne - charakterom trenia a opotrebenia v podmienkach minimálnych hrúbok odrezávanej vrstvy. Intenzívne na tom pracujeme aj na našej katedre. Vyvinuli sme „Žravú frézu", ktorá umožňuje mimoriadne vysoký posuv pri dosahovaní dokončovacej kvality obrobeného povrchu.
Ako vysokoškolský pedagóg pripravujete mladú generáciu na vstup do ekonomického procesu. Aké odbory súvisiace so strojárstvom sa v súčasnosti vyučujú? Myslíte, že súčasná úroveň učebného procesu je dostatočná a že budúci absolventi budú schopní zastávať zodpovedné funkcie a najmä zvýšiť úroveň strategického odvetvia akým strojárstvo určite je?
Sledujem uplatnenie našich absolventov (žilinských aj prešovských) pre spätnú väzbu (či ich učíme dobre). Pri porovnaní s podobnými školami v západnom zahraničí máme štúdium náročnejšie a hlbšie. Naši absolventi pracujúci v zahraničí vedia viac ako domáci, preto sa výborne uplatňujú. Sú variabilnejší. Žiaľ počas štúdia sú na nich kladné vyššie nároky a mnohí neukončia štúdium. Na zahraničných vysokých školách (napr. v Anglicku) sa vyučujú všeobecnejšie a na konkrétnom pracovisku si ich zamestnávatelia doškoľujú radom kurzov. Prešli sme na trojstupňové štúdium vsunutím bakalárskeho stupňa. V našich podmienkach to nie je vhodné. Došlo k časovému stresu. Študenti sú zavalení množstvom zadaní. Súčasne musia robiť o jednu záverečnú (bakalársku) prácu naviac. Klesá kvalita výučby. Prax zatiaľ nemá vhodnú náplň pre končiaceho bakalára, preto všetci chcú pokračovať v inžinierskom štúdiu.
Ďakujeme za rozhovor
Jozef Dominik
