油圧技術のパイオニア:Domin社がS33でミクロン精度で革新的なバルブを製造する手法



英国のハイテク企業Domin(ドミン)社は、STUDERの複合円筒研削盤S33によるプロセス信頼性の高い精度を基盤に、3D プリントによる高効率油圧部品で業界全体に革命を起こしています。
英国ブリストル郊外にあるドミン・テクノロジー・センター(DTC)では、革新の香りが漂っています。ここでは、未来のモーションコントロールが形作られる場所であるため、集中したエネルギーに満ちています。明るく整頓された工場には、最先端の 3D プリンティングシステム、放電加工機、フライス盤が並び、そして最近では STUDER の円筒研削盤S33が加わりました。これらは、若く才能のある職人たちのためのツールであり、彼らには共通の使命があります。それは、業界全体を技術的な眠りから目覚めさせることです。85 名の有能な従業員を擁するドミン社は、英国で最も革新的な企業の 1 つです。
油圧技術とは、加圧された液体を用いて力を精密に制御し、重い負荷でさえも容易に動かす技術である。油圧システムは、建設現場で数トンもの重量物を持ち上げる掘削機、着陸装置を展開する航空機、瞬時にブレーキ操作を行う自動車など、現代社会において欠かせない存在となっています。しかし、1950 年代以降、他の産業と比較すると、この分野では比較的イノベーションや進歩が少なかったことも事実です。
ハイテクなバルブとポンプが油圧技術を進化させる
「従来の油圧技術は、驚異的なパワーを発揮しますが、その非効率性でも知られています。従来のシステムでは、入力エネルギーの最大 70% を浪費する可能性があります。」と、ドミン社の製造エンジニアリングマネージャー、キャメロン・アダムス氏は説明します。そこで、同氏とそのチームは、ほぼすべての現代産業にとって重要なこの技術を次の段階へと進化させ、より少ないエネルギーでより多くの出力させることを使命としています。ドミン社は、そのコア部品である、反応性に非常に優れたサーボバルブと、超小型で高性能なポンプによって、この目標を達成しようとしています。
同社は、金属 3D プリントの設計自由度を活用して、複雑な流れを最適化した内部構造を持つ新しいタイプの部品を製造しています。このような複雑な流路構造は、従来の切削加工では考えられないものです。その結果、デジタル制御可能な油圧システムが生み出され、従来のソリューションに比べ最大 90% の効率向上を実現しています。たとえば、ドミン社の最新のバルブ 1 つで、年間約 400 ドル(約 6 万円)のコスト削減が可能であり、大規模なシステムでは大幅な節約につながります。ドミン社の顧客は、航空宇宙、自動車およびモータースポーツ、産業機械、ロボット工学、海運、エネルギーなどの業界に広がっています。
STUDER S33 による拡張性の高い生産
ドミン社は、金属3Dプリント技術を用いて、非常に硬く、耐久性が高く、耐食性に優れたマルエージング鋼から製品を製造しています。この積層造形プロセス後、表面と微細な形状の仕上げ処理、いわゆるエッジマッチングが行われます。この際、バルブスプールのコントロールエッジ部を、数ミクロンの精度でバルブハウジングのマッチング部に合わせなければなりません。このアライメント合わせが、バルブ全体の性能にとって非常に重要です。
これまで、ドミン社はワイヤ放電加工 (EDM) によってエッジマッチングを行っていました。この方法は高精度を実現しますが、時間が自かかるプロセスです。「生産量の増加に伴い、非常に精密であるが速度の遅いプロセスをスケールアップするという課題に直面していました。」と、アダムス氏は振り返ります。そのため、ドミン社には、最高精度を確実に保証しつつ、さらに異なる加工工程を組み合わせる柔軟性に対応できる機械が必要でした。徹底的な評価を経て、STUDER社のCNC複合円筒研削盤S33が選ばれました。
精度に対する高い期待を上回る
現在、ドミン社は、S4 Pro、S6 Pro、S10 Pro シリーズなどの主要製品のバルブスプールの直径と精密なコントロールエッジの高精度研削にS33を採用しています。この工程の精度要求は極めて高く、例えば、S6 Pro バルブでは、直径の許容誤差が わずか 3umという、人間の髪の毛の直径の 20 分の 1 という値である必要があります。「STUDER 機の精度と信頼性は、当社の期待を上回りました。受入検査では、インプロセス測定により、50 個以上の部品でのばらつきはわずか 0.0006 mm でした。これはタイプミスではありません」と、アダムス氏は述べています。
これは、113 年以上の伝統を持つスイスの高品質メーカーが、その円筒研削盤に採用している最先端の研削技術と高品質の部品によって実現されています。S33 は、革新的なハードウェアおよびソフトウェアアーキテクチャ C.O.R.E. を搭載しており、その大型タッチディスプレイは、直感的な操作を保証するだけでなく、関連する生産データをスマートに視覚化します。また、外形研削・内面研削用の周波数制御モーター研削スピンドル、必要な熱安定性と振動減衰を実現する Granitan® S103 ミネラルキャスト製の機械ベッドなどの機能により、信頼性の高い精密な結果を得ることができます。



1 時間ではなく 5 分:STUDER のおかげで生産レベルが向上
全体として、S33の導入によりは ドミン社は生産レベルを一段階引き上げることができました。非常に精密な公差を実現したことで、油圧機器の専門メーカーである同社は、バルブスプールとバルブブロックを完全に交換可能な部品として量産できるようになったからです。これまで必要だった部品の手作業によるマッチング作業は不要になりました。ドミン社にとって S33 の決定的な技術的優位性は、2 つの研削砥石を備えた構成でした。「1 台の機械でスプールの直径と肩部の両方を研削できることは、当社にとって画期的な変化です。」とアダムス氏は述べ、次のように説明しています。「ミスが発生する可能性があれば、それはいつか必ず発生すると私たちは認識しています。このリスクを軽減するため、研削砥石の交換やテールストックの移動が不要な工程設計を採用しました。このアプローチにより、セットアップ時間が短縮されるだけでなく、通常それに伴う作業ミスによる発生コストも最小限に抑えられます。さらに、S33 による放電加工から円筒研削への移行により、S6 Pro バルブの効率が劇的に向上し、加工時間が 1 時間近くからわずか 5 分に短縮されました。
また、ドミン社と STUDER 社は、信頼関係に基づく協力関係を築いています。「STUDER社の技術者と ドミン社の優秀なエンジニアたちとのコミュニケーションは、当初から非常に良好でした。両社が協力し、S33 が最適な機械であると判断し、特定の生産要件に合わせて機械仕様決めを行いました」と、STUDER 社の英国/アイルランドおよびベネルクス地域セールスマネージャー、ミヒャエル・ラウファー氏は振り返ります。機械の提案内容と相互の信頼関係が、ドミン社にとって重要な鍵となりました。「私たちは、単なる機械ではなく、よく考え抜かれたソリューションを手に入れたのです。技術サポートと当社の要望に応える能力は最高レベルであり、導入プロセス全体を大幅に容易にしてくれました。」と、アダムス氏は述べています。
将来を見据えて、ドミン社は明らかに成長路線を進んでいます。今後数年間で生産量は飛躍的に増加する見通しです。これを達成するために、次のステップはすでに決定しています。部品搬入搬出の自動化は、高効率の量産化に向けた次の目標です。この理由からも、スマートで将来性のある自動化オプションを備えた S33 が選ばれました。「STUDER は、こうした開発段階を共に歩み、完全自動化されたインテリジェントな製造プロセスという私たちのビジョン実現に貢献してくれるパートナーです。」と、アダムス氏は要約しています。














