Ako sa vyrábajú disky?

23.06.2014, 09:54, CentrumKolies

Zamýšlali ste sa niekedy nad tým, ako sa vyrábajú disky? Väčšina laickej automobilovej verejnosti sa na túto časť automobilu pozerá, ako na funkčnú, štýlovú a ( v niektorých prípadoch aj ) relatívne drahú okrasu. Rozdiel však nie je len medzi dizajnom, ale aj v konštrukcii, použitých materiáloch a v neposlednom rade vo výrobnom procese.


My síce nevidíme do presných postupov, ktoré si jednotlivý výrobcovia strážia, no môžeme si názorne ukázať, ako sa rôzne druhy diskov vyrábajú. Pre ukážku sme si zvolili štyri skvelé videá, ktoré ukazujú postup výroby odlievaných hliníkových diskov, opracovaných hliníkových diskov, špeciálnych závodných kolies a karbónových diskov.

 

Hliníkové disky poprvé - odlievané

Ako sa vyrabájú alu disky nízkotlakovým odlievaním ukáže prepracované video od Velgenu.

Na demonštráciu toho, ako sa vyrábajú odlievané hliníkové disky poslúži krásne spracované video Americkej značky Velgen. Konkrétne tieto disky sú vyrobené technológiou nítkozlakového liatia, ktorá sa samozrejme výrazne líši od iných postupov (napr. odlievanie bez liatia, ktoré je menej kvalitné). Preto ho berte iba ako ukážku jedného druhu postupu.

Všetko sa začína roztavením hliníkových blokov v špeciálnej peci. Roztavená zliatina sa v prvej fáze najprv manuálne prečistí od rôznych nečistôt a nedokonalostí. Následne sa nalieva do foriem, ktoré sú už 3 hodiny pred odlievaním predhrievané na 400 stupňov Celzia. Tieto formy už majú tvar disku, takže po nízkotlakovom odlievaní vznikne výrobok s takmer konečným tvarom.

Odliaty disk sa schladí v nádrži a následne putuje na Roentgen. „Snímky“ neputujú na chirurgiu, ale využije ich pracovník, ktorý ma za úlohu skontrolovať, či vo vnútri disku nie sú žiadne vzduchové bubliny, ktoré by mohli ohroziť kvalitu odliatku.

Ak touto skúškou disk prejde, putuje na ďalšiu tepelnú úpravu. V prvom stupni úpravy sa zahrievajú na 540 stupňov, v druhom na 135 stupňov. To dodá hliníku potrebnú pevnosť. Odtiaľto putuje disk na CNCčko (programovaný stroj na opracovanie), kde je osústružený a následne upravený do finálneho tvaru. Potom sa otestuje vyváženie disku a v ďalšej nádrži aj to, či neunikajú bublinky z prípadných prasklín, ktoré by pri opracovaní mohli vzniknúť.

Skôr ako budú disky skúšané životom a slovenskými cestami, poputujú na skúšky rotácie, tlaku a nárazu. Ak nimi prejdú, ešte raz ich manuálne skontrolujú zamestnanci (predovšetkým kvôli povrchovému poškodeniu). Potom už disky putujú len na práškovanie, kde je nanesená priehľadná, ochranná vrstva farby a poprípade aj ďalšia farba.

 

Hliníkové disky podruhé – opracované

Ako sa plytvá materiálom ukáže toto video od špičkovej značky luxusných diskov HRE.

Rozdiel medzi presne odlievanými a mechanicky opracovanými diskami ukáže najlepšie asi toto video. Na začiatku výrobného procesu sa síce hliník odlieva na tvar, ktorý sa nepatrne podobá na disk (podobne ako pri prvom videu), potom už však pracujú predovšetkým CNC prístroje. Kým pri odlievaných diskoch slúžia CNCčka predovšetkým na finalizáciu povrchu disku, tu spravia podstatnú časť práce čo sa týka celého vytvarovania. Ale poporiadku.

Výroba tohto druhu diskov sa začína odlievaním zliatinových blokov. Tie sú buď dva – ráfik a stred disku (pričom sa neskôr spájajú kovaním), alebo ide o jeden monoblok. V tomto prípade monoblok putuje najprv na sústruh, ktorý ho opracuje na požadovaný tvar. Následne putuje na CNC prístroj, ktorý do disku vyhĺbi okná (vytvorý lúče) a spraví celý dizajn disku. Pri opracovaní na CNC stráca pôvodný zliatinový blok až 80% objemu.

Opracovaný disk sa ďalej ručne brúsi a leští. Následne absolvuje 3 ďalšie štádiá čistenia, leštenia a konečnej úpravy. Nakoniec disk ide na práškovanie.

 

Závodné disky – „Plecháče“ trocha inak

Oceľ nad zlato. Aspoň pri výrobe závodných diskov to platí.

Nie, toto naozaj nie sú klasické „plecháče“. Závodné disky, aké môžete vidieť napr. na pretekoch NASCAR sú vyrobené zväčša z ušľachtilej nízkolegovanej ocele. Pri výrobe sa začína stredom disku, ktorý sa vyrába z odliateho kusu ocele. Najprv sa vloží na špeciálny lis, ktorý do neho vylisuje záhyby na diery matíc, potom vyrazí hlavný otvor a nakoniec „okná“ disku.
Následne sa upravia okraje okien a vyrazia sa diery na matice kolesa. Kraj potom putuje na sústruh, kde sa upravia nerovnosti na krajoch.

Druhou časťou je ráfik. Ten sa robí tak isto so špeciálnej ocele. Dlhé pláty presnej šírky sa odvinú z veľkého kotúča a nasekajú sa na presné dĺžky. Následne sa na lise zakrútia do kruhu a mechanik ich spojí a vloží do zváracieho stroja. Ten automaticky zvarí oba konce a odstráni prebytočný materiál. Ten je ešte horúci, takže je to veľmi jednoduché. Takto vznikne kruh, ktorý je základom ráfiku.

Vzniknutý ráfik sa potom ešte za horúca vloží do špeciálneho lisu. Ten ho zmačkne a forma, na ktorej je ráfik položený mu rozšíri okraje. Tak vznikne špecifický tvar ráfiku. Na ďalšej mašinke sa orežú a opracujú okraje a ráfik je hotový.

Následne sa do neho vkladá stredná časť disku. Ráfik sa najprv zahreje zváračkou, aby sa kov rozšíril a dal sa do neho jednoduchšie vložiť stred. Následne sa schladí a stred disku zapadne do drážky na ráfiku. Samozrejme tam nebude na voľno, takže sa ešte dodatočne s ráfikom zvarí. Následne sa už len do disku navŕtajú otvory, do ktorých sa vložia piesty a disk je technicky hotový. Pre prípad, že by sa niečo stalo a konkrétny disk je treba identifikovať, sa aj do závodných diskov razí výrobné číslo.

 

Karbónové disky – modelársky krúžok

Christian von Koenigsegg si celú mladosť staval papierové modely z ABCčka. Lásku k modelom a nízkej hmotnosti papiera sa teraz rozhodol zužitkovať. Nie seriózne, toto je veda.

Úplne iným výrobným procesom prechádzajú karbónové disky. Že aj také sú? Áno, v sériovej výrobe ich veru len tak nenájdete. Jedným z mála priekopníkov karbónových diskov je švédska značka superšportových áut Koenigsegg. Tento výrobca sa celkovo vyžíva v používaní karbónu a iných špičkových materiálov, ktoré nájdete asi len na závodoch F1 a vo vesmíre (jej model Koenigsegg CCR bol najrýchlejším sériovo vyrábaným autom pred príchodom Bugatti Veyron). Disky u nich nie sú výnimkou a proces ich výroby vo videu popisuje sám zakladateľ značky, Christian von Koenigsegg.

Ak sa divíte prečo sme ich výrobu prirovnali k modelárskemu krúžku, video vám to prezradí. Základom je vlastne lepenie karbónových plátov na negatívnu formu disku. Samotný karbón je „za surova“ materiál, ktorý pripomína lepkavú fóliu. Koenigsegg používa samozrejme ten najkvalitnejší karbón, ktorý sa používa napr. aj pri výrobe vesmírnych lodí. Ako Christian von Koenigsegg podotýka, ide o najľahší, komerčne prístupný materiál na trhu.

Pracovník musí na formu stredu disku nalepiť karbónové pláty s absolútnou presnosťou, tak aby bol disk perfektne vyvážený. Na formu sa nanáša niekoľko vrstiev karbónových plátov rôznych hrúbok a rôznym spôsobom prekrytia. Samozrejme nejde o nejaké triviálne lepenie kúskov fólií a technológiu pozná len výrobca. Zaujímavosťou je to, že jediným kovovým kúskom na kolese je piest. Kvôli nemu je však samozrejme koleso nevyvážené, takže pri výrobe musia s veľkou presnosťou naniesť na opačnú stranu kolesa o trocha viac karbónových plátov. Karbón musí byť ošetrený aj špeciálnymi prípravkami, ktoré ho chránia pred obrovským teplom, vznikajúcim pri jazde na superšportoch, akými sú Koenigsegg.

Keď je sa na formy stredu a ráfiku disku nanesú všetky vrstvy karbónu, disk sa oblepí špeciálnou fóliou a zabalí sa do vákuového obalu. Neskôr putuje do pece, kde sa sa karbón pod tlakom zapeká. Výsledný odliatok sa už nepráškuje priehľadnou ochrannou vrstvou, ako je to u kovových diskov, ale už sa iba leští. Karbónové disky túto ochrannú vrstvu nepotrebujú. Karbónový disk je dutý, no samozrejme vysoko odolný. Ako vraví Koenigsegg, opotrebenie buď vydrží, alebo sa úplne zničí.

Výsledný výrobok váži 5,9 kg, čo je asi o 40% menej, ako majú najľahšie kované hliníkové disky (takéhoto obrovského rozmeru samozrejme). Na demonštráciu ho Koenigsegg dvíha na prste.

Pár slov na záver
Tieto videá ukazujú iba 4 konkrétne výrobné procesy. Proces sa u každého výrobcu samozrejme môže výrazne líšiť. Táto ukážka výrobných postupov je zjednodušená a neukazuje celé spektrum výrobných procesov, ako napríklad primiešavanie iných zliatin do hliníka, nanášanie rôznych roztokov pre ochranu diskov či presné postupnosti pri ich tepelnej úprave. Tieto postupy sú okrem toho často aj predmetom know how jednotlivých výrobcov. Berte prosím tieto články len ako zjednodušenú ilustráciu výroby, ktorá má ukazovať rozdielne postupy pri výrobe diskov, nie ako príspevok do strojárskej revue :).

 
« Späť

Quatro - jednoduchý nákup na splátky