Proizvodnja se nalazi u predvečerje opsežne digitalizacije, koja će na jedan ili drugi način utjecati na sve njene faze: konstruiranje proizvoda, planiranje procesa, obradu, montažu i još više. Pokretač tih promjena je serija tehnoloških inovacija povezanih s četvrtom industrijskom revolucijom, poznatom pod nazivom Industrija 4.0.
Primjenom mrežnih komunikacija, nove digitalne tehnologije kombiniraju fizičke proizvodne sustave s virtualnim svijetom znanja i 3D modeliranja. Cilj je značajno povećanje produktivnosti, no kako proizvodni sustavi značajno unaprjeđuju svoje intelektualne značajke i sposobnosti donošenja odluka, posljedično postaju kompliciranijima i skupljima. Smanjenje zastoja takvih sustava je “nužnost” pri pripremanju bilo koje od komponenti sustava, kao što su alatni stroj, priprema za stezanje obradaka ili rezni alat.
Rezni alati, ne samo da mogu obrađivati metal, oni mogu smanjivati podešavanja i vremena zastoja, ovisno o njihovom konceptu.
Sastavljeni rezni alati s izmjenjivih reznim glavicama od tvrdih metala vrlo su uobičajeni u metaloprerađivačkoj industriji današnjice. Ako je prije dva desetljeća bilo svega nekoliko sustava izgrađeno na načelima izmjenjive glavice, danas praktično svaki vodeći proizvođač reznih alata ima vlastiti takav tip sustava u svojem proizvodnom programu.
Razvoj brušenja alata i strojeva za oštrenje alata pojednostavili su proizvodnju alata od tvrdih metala i njihovo oštrenje. Zahvaljujući tome, rezultat je povećani broj malih i srednje velikih proizvođača alata, te porast broja usluga oštrenja. Očekivalo se kako će konstrukcije alata s tvrdim metalima biti ozbiljna alternativa alatima s izmjenjivim glavama i da će vrlo brzo osvojiti izgubljeni položaj. Međutim, to se nije dogodilo, u stvari, situacija je suprotna: napredak u inženjerstvu alatnih strojeva i trenutačni trendovi u smjeru pametne obrade obećavaju svijetlu budućnost sastavljenim reznim alatima s izmjenjivim glavicama.
Primjer ovakvog očitog kontrasta može se vidjeti kod tvrtke ISCAR – vodeće tvrtke u području proizvodnje alata za obradu odvajanjem čestica. ISCAR je uveo načelo “bez podešavanja” na svojim alatima s izmjenjivim glavicama, gdje zamjena istrošene glavice ne zahtijeva nikakvu dodatnu operaciju podešavanja (umjeravanja), jer na taj način glavica može biti zamijenjena bez skidanja alata s alatnog stroja. Izvor ove mogućnosti “bez podešavanja” leži u visokoj ponovljivosti izmjenjivih glavica koja je osigurana čeonim kontaktom između glavice i tijela alata, kao i uskih tolerancijskih polja u zoni gdje glavica ulazi u tijelo alata.
Uz prednosti smanjenja zastoja, ovi alati imaju iznimnu svestranost. MULTI-MASTER, primjerice, glavica se može montirati na različita tijela alata, a tijelo može nositi različite glavice, omogućuje tisuće kombinacija alata i široki raspon primjena, uključujući kutno glodanje, čeono glodanje, glodanje utora ili kompleksnih površina kao i obradu provrta ili upuštanja.
LOGIQ-F-GRIP, obitelj ne-rotacijskih blok alata i adaptera s 4 ležišta, objedinjuju TANG- i DO-GRIP pločice za odrezivanje. Ne tako davno, raznolikost je smatrana glavnom prednošću alata s izmjenjivim glavicama; međutim, trenutni razvoj u gradnji alatnih strojeva, posebice trendova usmjerenih prema pametnoj obradi temeljenoj na konceptima Industrije 4.0, vratili su sposobnost rada “bez podešavanja” u prvi plan.
Oštrenje omogućuje obnavljanje rezne geometrije istrošenih alata od tvrdih metala s vrlo visokom točnošću. Međutim, alatu se mijenjaju dimenzije; a njihovo vraćanje u rad zahtijeva prethodno podešavanje, umjeravanje i odgovarajuće korekcije u CNC programu. To uzrokuje smanjivanje efektivnog vremena obrade, smanjuje produktivnost, a što u konačnici povisuje troškove proizvodnje.
Međutim, načelo “bez podešavanje” brzo izmjenjivih reznih glavica eliminira potrebu za dodatnim mjerenjima ili korekcijama programa te ne zahtijeva dodatne elemente za podešavanje. To je razlog, zašto sposobnost reznih alata “bez podešavanja” igra značajnu ulogu u pametnoj metaloprerađivačkoj tvornici. S tog stajališta, sklopovi alata prema načelu “bez podešavanja” s izmjenjivih glavicama od tvrdog metala, kao što su MULTI-MASTER i SUMOCHAM, mogu se smatrati primjerenima za pametnu tvornicu. Razumijevanje prednosti tih mogućnosti pojašnjava, zašto ISCAR smatra uske tolerancije spojeva između elemenata alata ključnim konstrukcijskim zahtjevima, kada je tvrtka počela razvijati te dvije linije, otprilike prije dvadesetak godina.
Dodatna prednost primjene alata s izmjenjivim glavicama je njihova sposobnost izbora alata prilagođenih zahtjevima obrade za pojedine vrste obradaka. Višenamjenski (MultiTasking) strojevi koji omogućuju različite tipove obrade u samo jednom procesu postali su vrlo popularni u industriji. Ti strojevi imaju mogućnosti pogonjenih alata i kombiniranje obrade s pomoću rotacijskih i ne-rotacijskih alata, čime je moguće značajno povisiti produktivnost. Uz to, proizvođači alatnih strojeva nude različite opcije kao dodatke standardnim CNC tokarilicama s funkcijama pogonjenih alata, i tako transformiraju tokarilicu u višenamjenski stroj.
Karakteristike snage takve pogonske jedinice alata slične su parametrima tipičnog manjeg obradnog centra. MULTI-MASTER linija ima široki raspon tijela alata (držača) s različitim prilagodbama, redukcijama i proširenjima, čime omogućuju optimalnu konfiguraciju i minimalnu slobodnu duljinu alata. Time uvelike doprinose smanjivanju savijanja na mehanizam pogonjenog alata kako bi se poboljšale performanse i vijek trajanja alata.
Primjena koncepta Industrije 4.0 u metaloprerađivačkoj industriji istaknuta je s pomoću integracije načela “bez podešavanja” u sklopove alate s izmjenjivim glavicama. I tu nije riječ samo o uštedi na tvrdim metalima; nova rješenja na tom području su rezultirala značajnim povećanjem mogućnosti proizvodnih kapaciteta i smanjivanjem troškova proizvodnje.
Istovremeno, upravo su te mogućnosti one koje bi mogle zahtijevati sve strože zahtjeve na odgovarajuće konstrukcijske parametre alata, posebice one koji se odnose na sve uže tolerancije aksijalne ponovljivosti alata.
