Materiálový výzkum hrál vždy klíčovou roli ve vývoji lidstva. Přispěl k vývoji nových materiálů s lepšími vlastnostmi, jako je pevnost, odolnost či vyšší efektivita výroby, a umožnil vytvoření lehčích konstrukcí. Zkoušení materiálů je nezbytné pro zajištění spolehlivosti a bezpečnosti, zejména v kritických odvětvích, jako je doprava, energetika nebo stavebnictví. Testování například v automobilovém průmyslu je důležité pro to, aby nedocházelo k selhání materiálů v klíčových okamžicích.

Často se setkáváme s dilematem poměru cena-výkon u levnějších, méně kvalitních materiálů. Oddělení nákupu často volí levnější materiály, např. z Číny, což může vést ke ztrátám a poškození reputace firmy, pokud nebudou splněna kritéria kvality. Společnost COMTES FHT a.s. má čtyři oddělení zaměřená na výzkum a testování materiálů. Disponuje akreditovanou laboratoří pro mechanické zkoušky a materiálové analýzy. Vybavení umožňuje pracovat s malými vzorky, například z energetického sektoru, a zkoumat je pomocí světelných a elektronových mikroskopů. Díky tomu jsou schopni určit, zda byly dodrženy technologické podmínky výroby a zda materiály splňují požadavky zákazníka.

Ukázkový případ nedodržení technologického postupu byl segment tahovkou, kde docházelo k vylamování ostří. Analýza pomocí metalografických metod odhalila přítomnost částic na bázi chromu a molybdenu, což naznačilo problémy při tváření materiálu. Pokud nejsou takové vady odstraněny, může dojít k fatálnímu selhání nástroje a následně k ohrožení obsluhy.

Další výzvou je aditivní výroba (3D tisk), kterou lze označit za průmyslovou revoluci. Umožňuje vytvářet složité geometrické konstrukce a optimalizovat topologii dílů, čímž se šetří materiál a snižuje odpad. 3D tisk je obzvláště výhodný při rychlém prototypování a pro menší série. Také umožňuje kombinovat různé materiály, což klasickými metodami není možné. Příkladem je kombinace nerezové oceli, odolné vůči korozi, a oceli s vysokou pevností.

V rámci spolupráce s kovárnou v Hradci Králové aplikovali funkční vrstvu niklové slitiny vyztuženou karbidem wolframu na válcovací prstýnek používaný k rozvazování ložiskových kroužků. Tato vrstva zpomaluje degradaci materiálu a výrazně prodlužuje životnost nástroje. Klasický válcovací prstýnek je po třech přebroušeních vyřazen, zatímco prstýnek s funkční vrstvou může být používán mnohem déle, protože se odebírá pouze zlomek materiálu.

Projekt AM SURF ve spolupráci s Klastrem MECHATRONIKA, Vysokou školou Amberg-Weiden a Technologickým kampusem v Plzni se zaměřuje na optimalizaci povrchů kovových komponent po 3D tisku. Laserové leštění zlepšuje kvalitu povrchu a zvyšuje únavovou životnost materiálů. Variací procesních parametrů při tisku lze dosáhnout co nejnižší drsnosti, což je klíčové pro díly, které nelze snadno obrábět. Hlavním cílem projektu je organizace odborných fór a workshopů, které posilují výzkumné kapacity v česko-bavorském regionu.

Ukázkovým příkladem je analýza vlivu laserového leštění na únavovou životnost materiálu, kde se srovnával obrobený a neobrobený povrch. Výsledky ukázaly výrazné zlepšení vlastností materiálu díky této metodě.

Ing. Martina Koukolíková, COMTES FHT a.s., člen Klastru MECHATRONIKA