Skleněná kapka, která se vstříkne do formy, do ní kápne to oranžové roztavené sklo.
Přesně tak a pak se do toho foukne vzduch a tím se roztáhne ta kapka tak, aby vytvořila obal.
Martin Daněk z Fakulty elektrotechnické ČVUT, jeden ze zakladatelů nové technologické firmy, popisuje výrobu skleněných láhví na záběrech z lisovací linky.
Ten proces, to vytvarování, trvá 3, 4 vteřiny. Forma se musí otevřít a ta flaška z toho musí vypadnout sama. To znamená, že kdyby se to někde přilepilo...
Tak se rozbije...
To by ani taky nevadilo, ale je tam najednou nasazených zhruba 24 forem, musí to jet jedno za druhým, vypadávat. Problém je to, kdyby se něco zaseklo. Teď se to dělá tak, že se to maže.
Právě kvůli mazání nemohou stroje vyrábět nepřetržitě, ale poměrně často se musí zastavovat.
Jednou za 15 minut technolog nebo servisák tu jednu konkrétní formičku z těch 24 stáhne, vezme šteteček, namaže to, vrátí to zpátky. První čtyři láhve se musí odstranit, protože jsou zmetky a pak to zase jede dalších 15 minut dál. A to udělá jednu a jde hnedka na další a další. Takže tam okolo tohohle toho stroje pobíhá člověk, který zase štětečkem maže ty jednotlivé formičky proto, aby to fungovalo.
Odborníci na výzkum materiálů z Fakulty elektrotechnické vyvíjejí mimo jiné nepřilnavé a samomazné povrchy. Právě takovým vynálezem opatřili i lisovací formu.
Forma se nebude mazat, ale že se už na začátku napovlakuje nějakým tím naším povlakem a potom nikdy v životě nebude potřeba to mazat. Ten povlak bude fungovat jako lubrikant a bude oddělovat sklo od kovu. Výrazně se tím zlepší produktivita, zlepší se tím to, že nikdo nebude muset na to mazat olej.
Když si představím, že bych měl celou pracovní dobu jenom běhat od stroje ke stroji a mazat něco....
Jojo. V teplotě okolo 50 stupňů a jsou tam všude výpary z olejů.
Vytvořit správný povlak ale není jednoduché. V tzv. magnetronu se vrstvy skládají doslova atom po atomu, vysvětluje vedoucí skupiny pokročilých materiálů a spoluzakladatel nové firmy Tomáš Polcar. Třeba dvoumikronová vrstva, ta roste, řekněme, řádově třeba pět hodin, osm hodin, záleží na typu materiálu. Ten proces se jmenuje magnetronové naprašování, probíhá ve vakuu.
Na to slouží tady ten přístroj, velká skříň, která zabírá polovinu místnosti?
Ano, ta nejdůležitější část je skutečně tahle malá komora 1,5 na 1,5 metru. Za těmi nerezovými dveřmi je takový tlustý průzor a do něj právě vkládáme ty naše výrobky, které mají být povlakovány.
Povlak vhodný pro lisovací formy na láhve vědci objevili díky šťastné náhodě, říká Martin Daněk.
Původně se to dělalo pro řezné nástroje. Když obrábíte cokoliv, tak tam se zvyšuje nějaká teplota. Ten materiál neoxiduje ani při teplotě 12 stupňů. Ale pak nás právě v jednu chvíli, když jsme spolupracovali v Portugalsku s jednou firmou, co dělá formy pro skla, napadlo, že bychom to vyzkoušeli také použít na tváření skla, protože tam je ta vysoká teplota.
Povlak proto zkusili nanést i na lisovací formu, na láhve. Během testování se ukázalo, že díky povlaku forma nejen déle vydrží, ale překvapivě se ani nemusí mazat.
Teď jsou všichni zvyklí, že láhve se dělají 50 let stejně. I dělat drobné změny v masovém měřítku nebo v masovém průmyslu nejsou úplně jednoduchý. Lidi neradi mění něco, co jim funguje. S tím naším povlakem se bude muset trochu změnit i tenhle servisní proces. A to je za mě daleko větší problém přesvědčit ty firmy, že se to dá také udělat, než ta samotná cena toho povlaku nebo cena té investice na začátku.
A tady by mohly zapůsobit právě takové výhody, jako snížení spotřeby ropy, zdravější prostředí pro zaměstnance nebo podpora evropských výrobců technologií. Martin Srb, Český rozhlas.
Ve sklářském průmyslu je to novinka, v řadě jiných odvětví se používají běžně. Povlaky skládané z jednotlivých vrstev atomů jsou podle vědců poměrně univerzální technologie. Autor předchozí reportáže Martin Srb nám o tom řekne víc. Vítejte ve studiu, dobrý den. Kde všude bychom našli tzv. povlakové materiály, o kterých vědci mluví?
Martin Srb, redaktor
Řada z nich má některé z nich doslova na dosah, jak mi na Fakultě elektrotechnické ČVUT pověděl Martin Daněk.
Martin Daněk, ČVUT
Začalo to na obráběcích nástrojích, takové ty zlaté vrtáky, fialové a tak. Tvrdý a tenký materiál, který prodlouží několikanásobně životnost. Zároveň tyhle materiály máte na všech displejích mobilů, hodinek a tak. Jsou to takové ty vrstvy, na kterých neulpívá pot, chrání sklo. Máte to na oknech, když máte antireflexní skla, tak to je zase ta samá technologie, jen jinak poskládaná.
Martin Srb, redaktor
Na tom okně může být třeba vrstva, která odráží pryč teplo nebo jiná vrstva, která naopak teplo propouští. Může to být kombinace několika vrstev, kde některé jsou užitkové, jiné jsou spíše na ozdobu, třeba barevné. Podle Martina Daňka je oblíbený třeba šedočerný povlak s grafitem, který se původně používal na nějakých strojních součástkách, aby se nemusely promazávat, ale dnes ho najdeme třeba na telefonech nebo na hodinkách zvenku, protože to dobře vypadá.
A to se všechno nanáší ve vakuových komorách?
Martin Srb, redaktor
Ano, ten základní postup je stejný. Do komory se dá předmět, na který se má vrstva nanést, vědci tomu říkají substrát, a také se tam dá tzv. terč, ze kterého se naopak ta vrstva získává. Zajímavé fyzikální jevy pak oprašují atomy z terče a naprašují je na substrát, vysvětluje Tomáš Polcar.
Tomáš Polcar, ČVUT
Ionty argonu urychlujeme směrem k terči. Když chceme naprášit například titan, tak terč je z titanu, ty ionty argonu jsou urychleny natolik, že vyrazí velké množství atomu titanu z povrchu a ty potom volně letí prostorem a my, když jim do cesty dáme náš substrát, což může být váš mobilní telefon, třeba když ho chcete pokrýt, tak na něm začne růst ta vrstva.
Martin Srb, redaktor
A přitom je potřeba nastavovat a řídit různé parametry, třeba předpětí. Aby si povlak a substrát vzájemně sedly, aby ta vrstva vydržela a dělala to, co má. Na Fakultě elektrotechnické testují úplně nové povlaky, takže je nanášejí v menším přístroji na hladkou křemíkovou destičku a pak je zkoumají v elektronovém mikroskopu. Měli tam zrovna na stole takové střípky velké jenom několik centimetrů.
Bylo na nich poznat, že jsou něčím potažené?
Martin Srb, redaktor
Na první pohled to poznat nebylo, ale když mi odborníci ukázali několik vzorků vedle sebe, tak se daly od sebe rozlišit. Třeba jeden měl odlesky trochu víc dohněda, jiný došeda.
Ty vrstvy jsou podle odborníků velmi tenké, do jaké míry mohou změnit vlastnosti materiálu?
Martin Daněk to v současném zimním počasí přirovnává třeba k vrstvičce ledu. Ten povlakovaný materiál jinak vypadá, jinak klouže, může být o něco tvrdší, ale jenom omezeně.
Martin Daněk, ČVUT
Ta vrstvička je super pevná, ale je tenká. Dva mikrony, dvacetina lidského vlasu, takže když ji dáte nějaký tvrdý materiál, tak to funguje úplně perfektně. Je to, jako když máte led na asfaltu. Ale pokud použijete na nějaký měkčí materiál, hliník nebo nerezovou ocel, tak je to jako potom led na blátě, takže to prolomíte. Ta vrstva sama o sobě je skvělá, ale tím, že to nepodrží ten podklad, tak to nemá super vlastnosti.
Martin Srb, redaktor
A právě to se může stát tam, kde se ten povlak používá jenom na ozdobu, třeba na tom telefonu nebo na hodinkách. Výrobce se sice může chlubit tím, že povrch ošetřil špičkovou technologií, jmenovat tam třeba ten titan, diamant, grafit, ovšem poškrábat se to nakonec může a je to právě vinou měkkého podkladu.
Vysvětluje Martin Srb z naší vědecké redakce. Díky moc, na slyšenou.