Filozofia pojęć technicznych (181). Kucie


30-03-2022 21:40:37

W lutym minęła czwarta rocznica śmierci prof. Tadeusza Ruta, wybitnego metalurga, wynalazcy, autora m.in. słynnej metody TR – kucia wałów korbowych o dużych wymiarach.

Z kilku pobieżnych kontaktów z Profesorem odniosłem wrażenie, że był to człowiek skromny i powściągliwy. Wolał mówić bardziej o sprawach technicznych, niż o sobie. Przez całe życie był praktykiem mechaniki, a pracę zaczynał w bardzo młodym wieku jako ślusarz. Doktorat uzyskał prawie dwadzieścia lat po studiach. Jego wkładu do teorii kucia i technologii nie da się przecenić – korzystają z niego dziś wszyscy światowi producenci wałów, zwłaszcza do największych silników okrętowych. Metoda pozwoliła na pokonanie bariery technologicznej w kuźnictwie i umożliwiła kucie elementów z ciągłym przebiegiem włókien.

Warto przede wszystkim zauważyć, że kucie, po staropolsku – kowanie (dlatego mamy raczej Kowala i Kowalskiego, a nie Kuciaka i Kucińskiego) jest jednym z najstarszych rzemiosł. Jak wiadomo, metale na ogół nie występują w przyrodzie w stanie czystym. Ale zdarzają się samorodki. W pewnych warunkach złoto, a nawet miedź może tworzyć trwałe, czyste skupiska. I to od nich prawdopodobnie zaczęła się 4 tys. lat p.n.e., w Mezopotamii obróbka plastyczna, bo natychmiast zauważono, że metale są ciągliwe i podatne na kształtowanie, a jeszcze bardziej podatne stają się po silnym rozgrzaniu. Wykuwano więc pierwsze ozdoby i biżuterię za pomocą twardego kamienia i młotków kamiennych. Rozwój tego rzemiosła doprowadził do spostrzeżenia, że metale można uzyskać w większej ilości po wytopieniu rudy. Tym łatwiej, że niektóre rudy osiągają aż do 70% zawartości metalu. Bicie stemplem, czyli swoiste kucie matrycowe znane było już w starożytności na Bliskim Wschodzie, ale pierwsza mennica (VII w. p.n.e.), odkryta w Chinach stosowała metodę odlewniczą. Kowalstwo przeżyło swój rozkwit w średniowieczu; wówczas to przybrało postać cenionego artyzmu – odkryto wszystkie znane dziś formy obróbki plastycznej wchodzące w zakres kowalstwa: kucie na gorąco, kucie matrycowe, prasowanie, ciągnienie, tłoczenie, wyciskanie, a nawet walcowanie, oczywiście w formie bardzo prymitywnych, ręcznych zabiegów. Ale istotna była obserwacja reakcji metalu na pewien rodzaj operacji. Szczyt technicznej rafinady to słynny miecz japoński katana, którego wyrób (od VIII w.) otoczono wręcz rytuałem. Wystarczy powiedzieć, że tylko pierwszym etapem produkcji było kilkakrotne przecinanie wzdłuż i sklepywanie pręta stalowego w celu nadania mu struktury laminatu.

 Zwróćmy uwagę, że w epoce tej nie chodziło o wytworzenie elementów o dużych wymiarach i masie; raczej subtelnych produktów właściwych ręcznej technice i sprawności rzemiosła – biżuterii, broni białej, ozdobnych pancerzy, nitowanych karacen i kolczug. Dziś obróbka plastyczna jest tak obszerną dziedziną, rozdzieloną na specjalizacje właśnie dlatego, że jej rozwój był tak wielowątkowy i wzbogacany po drodze kolejnymi wynalazkami urządzeń i maszyn. Kowalstwo jako przemysł zaczęło kiełkować już w XIV w., kiedy to zastosowano do kucia młot napędzany kołem wodnym. Ale ruszyło pełną parą dopiero w epoce pary; pierwszy młot parowy zbudował James Nasmyth w 1842 r, a Alfred Krupp wkrótce potem młot z bijakiem 35-tonowym, a następnie parowo-hydrauliczną prasę o sile 15 tys. t.(!). Przemysł potrzebował od razu elementów precyzyjnie zwymiarowanych, o starannie obrobionej powierzchni i wysokiej wytrzymałości mechanicznej – przede wszystkim części maszyn i pojazdów. Kucie zapewniało odpowiednie cechy materiału i jego kształt. Powstało więc kucie precyzyjne, w zamkniętych urządzeniach młotów i pras matrycowych, gdzie zbiegają się różne formy obróbki plastycznej. By osiągnąć skuteczność formowania odpowiednich odkuwek ze stali oraz wielu, coraz bardziej wyrafinowanych stopów, rozwojowi technologii kucia musiały towarzyszyć zaawansowane badania materiałowe. W takim właśnie naukowo-badawczym otoczeniu poznańskiego Instytutu Obróbki Plastycznej powstała metoda TR oraz inne wynalazki prof. Tadeusza Ruta.

Zygmunt Jazukiewicz

Komentuje Waldemar Rukść

eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl