Mikrometr precision dla produkcji zaworów

Brytyjska firma high-tech Domin rewolucjonizuje całe branże dzięki 3D drukowanym, wysokoefektywnym komponentom hydraulicznym, stawiając na procesowo pewną precyzję uniwersalnej szlifierki cylindrycznej S33 od STUDER.

130
CNC uniwersalna szlifierka cylindryczna S33 w Centrum Technologii Domin w Bristolu, Wielka Brytania ©Studer

W Centrum Technologii Domin (DTC) na obrzeżach Bristolu w Anglii znajduje się
Zapach innowacji w powietrzu. Atmosfera jest naładowana skoncentrowanym
Energia, ponieważ tutaj kształtowana jest przyszłość sterowania ruchem. W jasnych, uporządkowanych halach znajdują się najnowocześniejsze systemy druku 3D, maszyny EDM i frezarskie – a od niedawna także szlifierka cylindryczna S33 firmy STUDER. To narzędzia dla młodych, utalentowanych specjalistów, którzy łączą wspólna misja: obudzić całą branżę z jej technologicznego snu. Z 85 wysoko wykwalifikowanymi pracownikami, Domin jest jedną z najbardziej innowacyjnych firm w Wielkiej Brytanii.

Hydraulika – to technologia, która pozwala precyzyjnie kontrolować siłę za pomocą cieczy pod ciśnieniem i poruszać nawet najcięższe ładunki z pozorną łatwością. Systemy hydrauliczne stały się nieodłącznym elementem naszego nowoczesnego świata, czy to w koparkach, które podnoszą tonowe ładunki na placach budowy, w samolotach, które wysuwają swoje podwozie, czy w samochodach, które wykonują polecenia hamowania w ułamkach sekundy. Ale prawdą jest również, że w porównaniu do innych branż od lat 50. XX wieku w tym obszarze było stosunkowo mało innowacji i postępu.

Wysokotemperaturowe zawory i pompy posuwają hydraulikę naprzód

Przykład Domin Spulen ©Studer

„Tradycyjna hydraulika jest niezwykle potężna, ale także notorycznie nieefektywna.”
„Systemy konwencjonalne mogą marnować do 70 procent swojej energii wejściowej“ – wyjaśnia Cameron Adams, menedżer inżynierii produkcji w firmie Domin. On i jego zespół postawili sobie za cel wprowadzenie tej kluczowej technologii do następnej ery, aby osiągnąć więcej przy mniejszym zużyciu.

Domin chce to osiągnąć dzięki swoim produktom podstawowym: ekstremalnie szybkim zaworom serwo oraz ultra-kompaktowym pompom wysokiej wydajności.

Firma wykorzystuje swobodę projektowania druku 3D metalu do wytwarzania nowatorskich komponentów złożonych, zoptymalizowanych pod względem przepływu wewnętrznych struktur. Takie złożone struktury kanałowe byłyby nie do pomyślenia przy konwencjonalnej, subtraktywnej produkcji. Efektem są cyfrowo sterowane systemy hydrauliczne, które umożliwiają zyski efektywności sięgające 90 procent w porównaniu do konwencjonalnych rozwiązań.

Na przykład pojedynczy nowoczesny zawór firmy Domin obniża koszty o około 400 dolarów rocznie, co w przypadku dużych systemów prowadzi do znacznych oszczędności. Klienci firmy Domin znajdują się w branżach takich jak lotnictwo i kosmonautyka, sektor motoryzacyjny i sportów motorowych, przemysł wytwórczy, robotyka, żegluga oraz sektor energetyczny.

Skalowalna produkcja dzięki STUDER S33

Domin produkuje swoje wyroby z ekstremalnie twardej, trwałej i odpornej na korozję stali Maraging za pomocą druku 3D w metalu. Po procesie addytywnym następuje obróbka powierzchni i precyzyjnych geometrii, zwana dopasowaniem krawędzi. W tym przypadku krawędzie sterujące suwaka zaworu muszą być dopasowane do okien obudowy zaworu z dokładnością kilku mikrometrów. To dopasowanie jest kluczowe dla ogólnej wydajności zaworu.

Cameron Adams, Menedżer Inżynierii Produkcji w Domin ©Studer

Dotychczas Domin realizował dopasowanie krawędzi za pomocą erozji drutowej (EDM). Jest to proces, który zapewnia wysoką precyzję, ale jest stosunkowo wolny. „Staliśmy przed problemem skalowania ekstremalnie precyzyjnego, ale wolnego procesu dla naszej rosnącej produkcji” - wspomina Adams. W tym celu Domin potrzebował maszyny, która niezawodnie gwarantuje najwyższą precyzję i dodatkowo oferuje elastyczność w łączeniu różnych obróbek.

Po intensywnej ewaluacji wybór padł na uniwersalną szlifierkę CNC S33 firmy STUDER.

Wysokie oczekiwania dotyczące precyzji zostały przekroczone.

Teraz Domin wykorzystuje S33 do wysokoprecyzyjnego szlifowania średnic i cienkich krawędzi sterujących zaworów dla kluczowych produktów, takich jak zawory serii S4 Pro, S6 Pro i S10 Pro. Wymagania dotyczące dokładności są ekstremalnie wysokie. Na przykład zawór S6 Pro wymaga tolerancji średnicy wynoszącej zaledwie trzy mikrometry – wartość, która jest dwadzieścia razy mniejsza niż średnica ludzkiego włosa. „Precyzja i niezawodność maszyny STUDER przekroczyły nasze oczekiwania. Podczas testu odbiorczego odchylenie w ponad 50 komponentach wyniosło dzięki pomiarom w procesie zaledwie 0,0006 mm – i nie, to nie jest literówka”, mówi Adams.

Możliwe jest to dzięki najnowocześniejszym technologiom szlifowania i wysokiej jakości komponentom, którymi szwajcarski producent o ponad 113-letniej tradycji wyposaża swoje maszyny do szlifowania cylindrycznego. Model S33 dysponuje rewolucyjną architekturą sprzętową i programową C.O.R.E., której duży ekran dotykowy zapewnia nie tylko intuicyjną obsługę, ale także inteligentną wizualizację istotnych danych produkcyjnych. A dzięki funkcjom takim jak silniki szlifarskie sterowane częstotliwościowo do szlifowania zewnętrznego i wewnętrznego oraz łoże maszyny wykonane z mineralnego odlewu Granitan S103, które zapewnia niezbędną stabilność termiczną i tłumienie drgań, osiągane są niezawodnie precyzyjne wyniki.

Pięć minut zamiast jednej godziny

Cameron Adams i inżynier serwisowy STUDER Julian Connors podczas uruchamiania S33 ©Studer

Ogólnie rzecz biorąc, S33 mogła podnieść produkcję w firmie Domin na wyższy poziom. Dzięki ekstremalnie małym tolerancjom specjaliści hydrauliczni mogą teraz produkować swoje zawory i bloki zaworowe jako w pełni wymienne komponenty w serii. Wcześniej konieczne ręczne dopasowywanie elementów zostało wyeliminowane. Kluczową przewagą technologiczną S33 była jej konfiguracja z dwoma tarczami szlifierskimi.

„Zdolność do szlifowania zarówno średnic, jak i barków suwaków w jednej maszynie to dla nas zmiana gry“, mówi Adams i wyjaśnia: „Wiemy, że jeśli istnieje możliwość wystąpienia błędów, prawdopodobnie prędzej czy później się pojawią. Aby zminimalizować to ryzyko, zaprojektowaliśmy proces tak, aby wymiana tarcz szlifierskich lub ruchy podpory nie były konieczne. Takie podejście nie tylko skraca czas przezbrojenia, ale także minimalizuje koszty błędów, które zazwyczaj są z tym związane. Dodatkowo przejście z EDM na szlifowanie cylindryczne na S33 dla zaworu S6 Pro doprowadziło do dramatycznej poprawy efektywności – czas obróbki został skrócony z prawie godziny do zaledwie pięciu minut.“ Również Domin i STUDER łączą zaufaną współpracę. „Komunikacja między naszymi specjalistami a doskonałymi inżynierami w Domin działała od samego początku bardzo dobrze. Razem zidentyfikowaliśmy S33 jako optymalną maszynę i skonfigurowaliśmy ją zgodnie z konkretnymi wymaganiami produkcyjnymi“, wspomina Michael Läuffer, menedżer ds. sprzedaży w regionie UK / Irlandia i Beneluks w STUDER. Ta doradcza współpraca i wzajemne zaufanie były kluczowe dla Domin. „Nie tylko otrzymaliśmy maszynę, ale także przemyślane rozwiązanie. Wsparcie techniczne i zdolność do reagowania na nasze potrzeby były pierwszorzędne i znacznie ułatwiły cały proces wdrożenia“, potwierdza Adams.

Z myślą o przyszłości kurs Domin jest wyraźnie ukierunkowany na wzrost. To
Wolumen produkcji ma w nadchodzących latach wzrosnąć wykładniczo. Aby to
osiągnąć, następny krok jest już ustalony: automatyzacja załadunku części to kolejny kamień milowy na drodze do wysokoefektywnej produkcji seryjnej. Z tego powodu wybór padł na S33 z jej inteligentnymi i przyszłościowymi opcjami automatyzacji. „Z STUDER mamy partnera, który będzie nas wspierał w tych krokach rozwoju i pomoże nam zrealizować naszą wizję w pełni zautomatyzowanego, inteligentnego procesu produkcyjnego”, podsumowuje Adams.

Najważniejsze cechy S33

  • Najwyższa precyzja i bezpieczeństwo procesu dzięki idealnej współpracy
    sprzętu i oprogramowania
  • Krótki czas obróbki dzięki kompleksowej obróbce
  • Intuicyjna obsługa i inteligentne funkcje z C.O.R.E. OS i StuderPictogramming
  • Łatwe do automatyzacji dzięki znormalizowanym interfejsom dla załadunków i
    urządzeń peryferyjnych

Kontakt:

studer.com