Stlačený vzduch ve strojírenském průmyslu
Sotva které průmyslové odvětví je tak významné a rozmanité jako strojírenství. V tomto odvětví se vyrábějí jak hnací a výrobní stroje, obráběcí stroje a přepravní zařízení, tak stroje pro automobilový průmysl.
Stejně rozdílné mohou být i možnosti použití a tím i požadavky na stlačený vzduch. Ten se používá např. u pneumatických nástrojů a zvedacích zařízení, v chladicích procesech, pro ošetřování povrchů, k čištění nebo ve vyšší kvalitě jako dýchací vzduch.
Ve strojírenství jsou základem spolehlivé a stabilní procesy, aby se tak zajistila nákladově úsporná výroba. Stále více nabírají na důležitosti také energetická efektivita nebo "uhlíková stopa". Proto je nutné systém úpravy stlačeného vzduchu dimenzovat individuálně, v závislosti na použití a okolních podmínkách stanice stlačeného vzduchu.
Jinak hrozí výpadky strojů a zmetkovitost při výrobě, vysoké energetické a provozní náklady i snižování životnosti strojů.
Použití ve strojírenském průmyslu
Hnací energie
Ve strojírenství se pneumatickým nástrojům často dává díky jejich praktičnosti, absence nutnosti elektrického napětí a nízké hmotnosti přednost před elektrickými nástroji. Některé druhy použití potřebují stlačený vzduch jako hnací energii. Ta nevyžaduje vysokou kvalitu stlačeného vzduchu, často zde postačí instalace sušičky pro vysoušení za studena a filtru. Přesto je důležité správné dimenzování systému pro úpravu, protože jinak vznikají zbytečné náklady na energie.
Stlačený vzduch se používá např. k čištění pracovišť, zařízení a strojů – když se vzduch uvolní pomocí speciální trysky, vzniká rychle a silně proudící vzduch. Tímto proudem vzduchu lze odfoukout kapaliny nebo částice.
Strojírenství bez robotiky je dnes téměř nemožné – pomáhá při postupech jako svařování, montáž, uchopování nebo přivádění. Pro tyto procesy jsou třeba pneumatické části na pevných nebo mobilních manipulačních robotech, takže stlačený vzduch se stává důležitou součástí v rámci ovládání a pohonu robotů.
K dalším oblastem používání stlačeného vzduchu patří např.:
Pneumatická precizní vrtačka
Pneumatické kladivo
Pneumatická brzda
Broušení, obrábění plechu a šroubování za pomoci stlačeného vzduchu
Dýchací vzduch
V mnoha oblastech výroby se provádějí činnosti v prostředí, které obsahuje prach, laky a jiné nebezpečné látky. Zde je nutno chránit pracovníky, kteří tyto činnosti provádějí, před vdechováním aerosolů a jemných prachů a souvisejícím ohrožením zdraví. Pracovníci jsou vybaveni dýchacím přístrojem s dýchacím plynem nebo dokonce musí, podobně jako kosmonauti, nosit naprosto těsné ochranné obleky. Pro úsporu místa se stlačený vzduch často ukládá do lahví, a to za pomoci dýchacích kompresorů. Používá-li se stlačený vzduch jako dýchací vzduch, musí odpovídat vysokým kritériím čistoty. Jednotlivé mezní hodnoty pro obsah zbytkového oleje a stupeň vysoušení stanovuje norma DIN EN 12021.
Chladicí a teplý vzduch
Chlazení a ohřev pomocí stlačeného vzduchu probíhá pomocí takzvané vírové trubice, ve které lze plyny rozdělit pomocí rotace na horké a studené proudy. Tyto plyny poté v souladu se svou teplotou vystupují různě velkými otvory.
Pokud se stlačený vzduch v závodě tak jako tak používá, doporučuje se i používání pro tento účel, protože se jedná o řešení s velmi příznivými náklady. Stlačený vzduch tak lze například doporučit v rámci třískového obrábění kovů pro chlazení vrtaček a soustruhů, protože odpadá jinak nutné čištění přilnavého kapalného chladiva.
Uzavírací vzduch/ochranný plyn
Stlačený vzduch lze používat k bezdotykovému utěsnění zařízení a přípravků. Dutý prostor se přitom s použitím stlačeného vzduchu utěsní bez tření a opotřebení. Právě ve strojírenství je nutno chránit zvláště choulostivé součásti a povrchy před prachem, nečistotami nebo vlhkostí. To se provádí pomocí položení takzvaných vzduchových clon nad povrchy. Stlačený vzduch lze používat také ke kontrole těsnění a úniků.
Ošetření povrchu: pneumatické otryskávání a lakování
V rámci ošetření povrchu lze stlačený vzduch používat k nanášení otryskávacích prostředků a rozprašování barev:
Pneumatickým, resp. pískovým otryskáváním se rozumí povrchové ošetření materiálu nebo obrobku působením otryskávacích prostředků. Písek se např. používá jako brusný prostředek proti rzi, nečistotám, barvě, opalu a dalšímu znečištění nebo k vytváření matovaného povrchu.
Při lakování stlačeným vzduchem je nutno dbát na to, aby byla zaručena vysoká třída čistoty a byly dodrženy mezní hodnoty pro obsah částic, olejových aerosolů a páry, látek obsahující silikon i kondenzátu. Dále nesmí dojít k výskytu látek narušujících adhezi laků (LabS).
3D tisk
Význam aditivních výrobních postupů a 3D tisku ve strojírenství stále narůstá , a netýká se to jen jejich role při výrobě prototypů, ale i jako doplňkových výrobních technologií, které je nutno brát vážně. Možnosti využití 3D tisku a aditivní výroby se otevírají i v mnoha dalších odvětvích, např. ve výrobě plastů či kovovýrobě.
V oblasti 3D tisku existují různé metody a postupy pro výrobu trojrozměrných objektů. Ne při každém postupu je potřeba stlačený vzduch. Používá se však například u laserových technologií (SLS a SLM). U těchto postupů je stlačený vzduch veden generátorem, kde zajišťuje nákladově výhodnou výrobu dusíku. Takto získaný ochranný plyn se v pracovním prostoru zkomprimuje, aby chránil vytisknutý materiál před oxidací.
Téměř všechny 3D tiskárny také vyžadují určitou míru dodatečných úprav, jejichž postup a s ním spojená náročnost se však mohou navzájem výrazně odlišovat. U mnohých postačí odstranit za pomoci stlačeného vzduchu zbytky prášku a ponořit komponenty do vody, u jiných jsou nutné náročnější postupy, jako třeba oddělení polymerových opěrných konstrukcí.
Významným aspektem, který bývá často přehlížen, je vliv stlačeného vzduchu na kvalitu výrobku a také skutečnost, že může být příčinou výpadků. Částice, vlhkost a olejová pára ve stlačeném vzduchu mohou totiž narušit proces tisku a ovlivnit kvalitu výrobku.
