유압 분야의 선구자: 도민이 S33의 마이크로미터 정밀도로 혁신적인 밸브를 제조하는 방법
영국의첨단기술기업도민(DOMIN)은 3D 프린팅으로제작된고효율유압부품으로산업전반에혁신을일으키고있으며, 이과정에서STUDER의유니버설원통연삭기S33의안정적인정밀도를활용하고있습니다.
영국 브리스톨 외곽에 위치한 도민 테크놀로지 센터(DTC)에는 혁신의 냄새가 공기 중에 감돌고 있습니다. 이곳은 동작 제어의 미래를 설계하는 곳으로, 집중된 에너지로 가득 찬 분위기가 특징입니다. 밝고 깔끔한 작업장에는 최첨단 3D 프린팅 시스템, EDM 및 밀링 머신, 그리고 최근에는 STUDER의 S33 원통 연삭기도 추가되었습니다. 이곳은 젊고 재능 있는 전문가들을 위한 도구들로 채워져 있으며, 그들을 하나로 묶는 공동의 사명이 있습니다: 기술적으로 잠들어 있는 산업 전체를 깨우는 것입니다. 85명의 고도로 숙련된 직원들을 보유한 도민은 영국에서 가장 혁신적인 기업들 중 하나입니다.
유압 기술은 압력을 가한 유체를 이용해 힘을 정밀하게 제어하고, 가장 무거운 하중도 쉽게 움직일 수 있게 해주는 기술입니다. 유압 시스템은 건설 현장에서 수 톤의 하중을 들어 올리는 굴삭기, 착륙 장치를 펼치는 항공기, 몇 분의 1초 만에 제동 명령을 실행하는 자동차 등 현대 사회에서 없어서는 안 될 필수 요소가 되었습니다. 하지만 1950년대 이후 다른 산업 분야에 비해 상대적으로 혁신과 발전이 더뎠다는 점도 사실입니다.
첨단 밸브와 펌프가 유압 기술을 발전시키다
"전통적인 유압 기술은 믿을 수 없을 만큼 강력하지만, 동시에 악명 높을 정도로 비효율적입니다. 기존 시스템은 투입된 에너지의 최대 70%를 낭비할 수 있습니다."라고 도민의 제조 엔지니어링 매니저인 카메론 애덤스(Cameron Adams)는 설명합니다. 그와 그의 팀은 거의 모든 현대 산업에 필수적인 이 핵심 기술을 다음 단계로 발전시켜, 더 적은 에너지로 더 많은 것을 달성할 수 있도록 하는 것을 사명으로 삼았습니다. 도민은 핵심 제품인 반응성이 매우 뛰어난 서보 밸브와 초소형 고성능 펌프로 이를 달성하고자 합니다.
이 회사는 금속 3D 프린팅의 설계 자유도를 활용하여 복잡하고 최적화된 유로의 내부 구조를 가진 새로운 유형의 부품을 제조합니다. 이러한 복잡한 채널 구조는 기존의 방식인 소재를 가공하여 제품을 만드는 제조 방식으로는 상상할 수 없는 것입니다. 그 결과, 기존 솔루션에 비해 최대 90%의 효율성을 향상시키는 디지털 제어 가능한 유압 시스템이 탄생했습니다. 예를 들어, 도민의 최신 밸브 하나만으로도 연간 약 400달러의 비용을 절감할 수 있어 대규모 시스템에서는 상당한 절감 효과를 거둘 수 있습니다. 도민의 고객사는 항공우주, 자동차 및 모터스포츠, 산업 제조, 로봇공학, 해운 및 에너지 부문 등 다양한 산업 분야에 걸쳐 있습니다.
STUDER S33을 통한 확장 가능한 생산
도민은 극도로 단단하고 내구성이 뛰어나며 부식에 강한 머레이징 강을 3D 금속 프린팅으로 가공하여 제품을 생산합니다. 적층 공정 후에는 표면 및 미세 기하학적 구조의 후가공, 즉 에지 매칭(Edge Matching)이 이어집니다. 이 과정에서 밸브 슬라이더의 제어 모서리를 밸브 하우징의 창에 몇 마이크로미터 단위의 정밀도로 일치시켜야 합니다. 이러한 일치도는 밸브의 전체 성능에 결정적인 역할을 합니다.
지금까지 도민은 와이어 방전 가공(EDM)을 통해 에지 매칭을 수행해 왔습니다. 이 공정은 높은 정밀도를 제공하지만 비교적 느린 편입니다. "우리는 증가하는 생산량에 맞춰 극도로 정밀하지만 느린 공정을 확장해야 하는 문제에 직면했습니다."라고 애덤스는 회상합니다. 이를 위해 도민은 최고의 정밀도를 안정적으로 보장할 뿐만 아니라 다양한 가공을 결합할 수 있는 유연성을 제공하는 기계가 필요했습니다. 철저한 평가 끝에 STUDER의 CNC 유니버설 원통 연삭기 S33이 선택되었습니다.
정밀도에 대한 높은 기대를 뛰어넘다
이제 도민은 S4 Pro, S6 Pro 및 S10 Pro 시리즈 밸브와 같은 주요 제품의 밸브 슬라이더 직경과 미세한 제어 모서리를 높은 정밀도로 연삭하기 위해 S33을 사용합니다. 이 과정에서 요구되는 정확도는 극히 높습니다. 예를 들어, S6 Pro 밸브는 직경 공차가 3마이크로미터에 불과해야 하는데, 이는 사람의 머리카락 직경보다 20배나 작은 값입니다. "STUDER 기계의 정밀도와 신뢰성은 우리의 기대를 뛰어넘었습니다. 입회 검사에서 공정 내 측정 덕분에 50개 이상의 부품에 대한 편차는 0.0006mm에 불과했습니다. 이건, 오타가 아닙니다"라고 애덤스는 말합니다.
이는 113년 이상의 전통을 가진 스위스 품질의 기계 제조업체인 STUDER가 자사의 원통 연삭기에 장착한 최첨단 연삭 기술과 고품질 부품 덕분에 가능합니다. S33은 혁신적인 하드웨어 및 소프트웨어 아키텍처 C.O.R.E.를 갖추고 있으며, 대형 터치 디스플레이는 직관적인 조작을 보장할 뿐만 아니라 관련 생산 데이터를 스마트하게 시각화합니다. 또한 외경 및 내경 연삭을 위한 주파수 제어방식의 모터 연삭 스핀들과 고정밀 연삭에 필요한 열 안정성 및 진동 감쇠를 위한 Granitan® S103 미네랄 캐스트로 제작된 기계 베드와 같은 기능을 통해 신뢰할 수 있는 정밀한 결과를 얻을 수 있습니다.
1시간이 아닌 5분: STUDER 덕분에 더 높은 수준의 생산성
S33은 도민의 생산 수준을 한 단계 끌어올렸습니다. 극히 낮은 공차 덕분에 유압 전문가들은 이제 밸브 슬라이더와 블록을 완전히 호환 가능한 부품으로 양산할 수 있게 되었습니다. 이전에는 수동으로 부품을 매칭해야 했지만 이제는 그럴 필요가 없습니다. 도민에게 S33의 결정적인 기술적 장점은 두 개의 연삭 휠로 구성된 휠 헤드 구조였습니다. "슬라이더의 직경과 랜드 구간을 단일 기계로 연삭할 수 있는 능력은 우리에게 게임 체인저입니다."라고 애덤스는 말하며 설명합니다. "우리는 오류 발생 가능성이 있다면 언젠가는 발생할 가능성이 높다는 것을 알고 있습니다. 이러한 위험을 줄이기 위해 연삭 휠 교체나 심압대의 이동이 필요하지 않도록 공정을 설계했습니다. 이 접근 방식은 셋업 시간을 단축할 뿐만 아니라 일반적으로 수반되는 오류 비용도 최소화합니다. 또한 S6 Pro 밸브의 경우 EDM에서 S33의 원통 연삭으로 전환함으로써 효율성이 극적으로 향상되어 가공 시간이 거의 1시간에서 단 5분으로 단축되었습니다."
또한 도민과 STUDER는 신뢰를 바탕으로 한 협력 관계를 유지하고 있습니다. "우리 전문가들과 도민의 우수한 엔지니어들 간의 소통은 처음부터 매우 원활했습니다. 우리는 함께 S33이 최적의 기계임을 확인하고 특정 생산 요구 사항에 맞게 구성할 수 있었습니다."라고 STUDER의 영국/아일랜드 및 베네룩스 지역 영업 관리자 Michael Läuffer는 회상합니다. 이러한 조언과 상호 신뢰는 도민에게 핵심이었습니다. "우리는 단순히 기계를 구입한 것이 아니라, 세심하게 고려된 솔루션을 얻었습니다. 기술 지원과 우리의 요구 사항에 대응하는 능력은 최고 수준이었으며, 전체 구현 과정을 상당히 용이하게 해주었습니다."라고 애덤스는 확인해 주었습니다.
미래를 내다보며 도민의 방향은 분명히 성장에 맞춰져 있습니다. 향후 몇 년 동안 생산량은 기하급수적으로 증가할 예정입니다. 이를 처리하기 위해 다음 단계는 이미 정해졌습니다: 부품 로딩의 자동화는 고효율 대량 생산을 향한 다음 단계의 이정표입니다. 이러한 이유로 스마트하고 미래 지향적인 자동화 옵션을 갖춘 S33이 선택되었습니다. "STUDER는 이러한 발전 단계에서도 우리와 함께하며, 완전 자동화된 지능형 생산 공정에 대한 우리의 비전을 실현하는 데 도움을 줄 파트너입니다"라고 애덤스는 요약합니다.
