Domin fabrica válvulas revolucionarias con la precisión micrométrica de la S33

La empresa británica de alta tecnología Domin está revolucionando sectores enteros con componentes hidráulicos de alta eficiencia fabricados mediante impresión 3D, gracias a la precisión y fiabilidad de proceso de la rectificadora cilíndrica universal Studer S33.

En el Domin Technology Centre (DTC), a las afueras de Bristol, en Inglaterra, se respira innovación en el ambiente. La atmósfera se caracteriza por una energía concentrada, ya que es aquí donde se está forjando el futuro del control de movimiento. Las naves, luminosas y ordenadas, albergan sistemas de impresión 3D de última generación, máquinas de electroerosión y fresadoras y, más recientemente, una rectificadora cilíndrica S33 de Studer. Se trata de herramientas para jóvenes profesionales con talento que comparten una misión común: despertar a todo un sector de su letargo tecnológico. Con sus 85 empleados altamente cualificados, Domin es una de las empresas más innovadoras del Reino Unido.

La hidráulica es la tecnología que utiliza fluidos a presión para controlar con precisión la fuerza y el movimiento, incluso con las cargas más pesadas, con una facilidad que parece no requerir esfuerzo. Los sistemas hidráulicos se han convertido en una parte indispensable de nuestro mundo moderno, ya sea en excavadoras que mueven toneladas en obras de construcción, en aviones para la extensión de su tren de aterrizaje o en coches que ejecutan órdenes de frenado en fracciones de segundo. Pero también es cierto que, en comparación con otras industrias, ha habido relativamente poca innovación y progreso en este campo desde la década de 1950.

Diferentes carretes Domin.

“La hidráulica tradicional es increíblemente potente, pero también notoriamente ineficiente. Los sistemas convencionales pueden desperdiciar hasta el 70% de su energía de entrada”, explica Cameron Adams, director de ingeniería de fabricación de Domin. Por ello, él y su equipo se han propuesto llevar esta tecnología clave para prácticamente todas las industrias modernas a la siguiente era, de modo que se pueda lograr más con menos. Domin pretende lograrlo con sus productos estrella: servoválvulas de respuesta extremadamente rápida y bombas ultracompactas de alto rendimiento.

La empresa está aprovechando la libertad de diseño que ofrece la impresión 3D en metal para fabricar componentes novedosos con estructuras internas complejas y optimizadas para el flujo. Estas estructuras de canales tan complejas serían impensables con la fabricación sustractiva convencional. El resultado son sistemas hidráulicos controlables digitalmente que permiten aumentar la eficiencia hasta en un 90% con respecto a las soluciones convencionales. Por ejemplo, una sola válvula moderna de Domin reduce los costes en unos 400 dólares al año, lo que supone un ahorro significativo en sistemas de gran tamaño. Los clientes de Domin provienen de sectores como el aeroespacial, el automovilístico y los deportes de motor, la fabricación industrial, la robótica, el transporte marítimo y la energía.

Domin fabrica sus productos a partir de acero maraging extremadamente duro, duradero y resistente a la corrosión mediante impresión 3D en metal. El proceso aditivo va seguido de un posprocesamiento de las superficies y geometrías finas, conocido como ‘edge matching’. Esto implica alinear los bordes de control de la corredera de la válvula con las ventanas de la carcasa de la válvula con una precisión de unos pocos micrómetros. Esta alineación es crucial para el rendimiento general de la válvula.

Hasta ahora, Domin realizaba el ‘edge matching’ mediante electroerosión por hilo (EDM). Se trata de un proceso que ofrece una alta precisión, pero que es relativamente lento. “Nos enfrentábamos al problema de escalar un proceso extremadamente preciso, pero lento, para nuestra creciente producción”, recuerda Adams. Para ello, Domin necesitaba una máquina que garantizara de forma fiable la máxima precisión y que, además, ofreciera la flexibilidad necesaria para combinar diferentes operaciones de mecanizado. Tras una evaluación exhaustiva, la elección recayó en la rectificadora cilíndrica universal CNC S33 de Studer.

Domin utiliza ahora la S33 para el rectificado de alta precisión de los diámetros y los bordes de control fino de los carretes de válvula para productos clave como las válvulas de las series S4 Pro, S6 Pro y S10 Pro. Los requisitos de precisión para ello son extremadamente elevados.

Por ejemplo, la válvula S6 Pro requiere una tolerancia de diámetro de tan solo tres micrómetros (0,00012 pulgadas), un valor veinte veces menor que el diámetro de un cabello humano. “La precisión y la fiabilidad de la máquina Studer superaron nuestras expectativas. Durante la prueba de aceptación, la desviación en 50 componentes fue de solo 0,0006 mm (0,000024 pulgadas) gracias a la medición durante el proceso —y no, no es un error tipográfico—”, afirma Adams.

Esto es posible gracias a tecnologías de rectificado de última generación y a componentes de alta calidad con los que el fabricante suizo, con más de 113 años de tradición, equipa sus rectificadoras cilíndricas. La S33 cuenta con la revolucionaria arquitectura de hardware y software C.O.R.E., cuya gran pantalla táctil no solo garantiza un manejo intuitivo, sino también una visualización inteligente de los datos de producción relevantes. Y con características como husillos de rectificado con motor de control de frecuencia para el rectificado exterior e interior, así como una bancada de la máquina fabricada en fundición mineral Granitan® S103 para la estabilidad térmica y la amortiguación de vibraciones necesarias, se consiguen resultados fiables y precisos.

En general, la S33 ha permitido a Domin elevar su producción a un nivel superior. Gracias a las tolerancias extremadamente bajas, los especialistas en hidráulica pueden ahora producir sus carretes y bloques de válvulas como componentes totalmente intercambiables en la producción en serie. El emparejamiento manual de componentes que antes era necesario ya no se requiere. Para Domin, la ventaja tecnológica decisiva de la S33 fue su configuración con dos muelas. “La capacidad de rectificar tanto los diámetros como los rebordes de los carretes en una sola máquina supone un cambio revolucionario para nosotros”, afirma Adams, y explica: “Sabemos que, si existe la posibilidad de que se produzcan errores, es probable que estos se produzcan en algún momento. Para reducir este riesgo, diseñamos el proceso de manera que no fueran necesarios cambios de muela ni movimientos del contrapunto. Este enfoque no solo reduce el tiempo de preparación, sino que también minimiza los costes típicamente asociados a los errores. Además, la transición del electroerosionado al rectificado cilíndrico en la S33 para la válvula S6 Pro ha supuesto una mejora espectacular en la eficiencia: el tiempo de mecanizado se ha reducido de casi una hora a solo cinco minutos.

Domin y Studer también disfrutan de una relación de trabajo basada en la confianza. “La comunicación entre nuestros especialistas y los excelentes ingenieros de Domin funcionó muy bien desde el principio. Juntos, pudimos identificar la S33 como la máquina óptima y configurarla para los requisitos específicos de producción”, recuerda Michael Läuffer, director de ventas para el Reino Unido, Irlanda y el Benelux en Studer. Este asesoramiento y la confianza mutua fueron clave para Domin. “No solo obtuvimos una máquina; obtuvimos una solución bien pensada. El soporte técnico y la capacidad de responder a nuestros deseos fueron de primera clase y facilitaron mucho todo el proceso de implementación”, confirma Adams.

De cara al futuro, Domin tiene claramente el foco puesto en el crecimiento. Se prevé que el volumen de producción aumente exponencialmente en los próximos años. Para hacer frente a esto, ya se ha decidido el siguiente paso: la automatización de la carga de piezas es el próximo hito en el camino hacia una producción en serie altamente eficiente. Esta es otra razón por la que se eligió la S33, con sus opciones de automatización inteligentes y preparadas para el futuro. “Con Studer, contamos con un socio a nuestro lado que nos acompañará en estas etapas de desarrollo y nos ayudará a hacer realidad nuestra visión de un proceso de fabricación totalmente automatizado e inteligente”, resume Adams.

En ambas imágenes puede verse la Studer S33 mecanizando un carrete Domin.

Las ventajas de la S33

• Máxima precisión y fiabilidad del proceso gracias a la perfecta interacción entre hardware y software
• Tiempos de mecanizado reducidos gracias al mecanizado completo
• Manejo intuitivo y funciones inteligentes con C.O.R.E. OS y StuderPictogramming
• Fácil de automatizar gracias a las interfaces estandarizadas para cargadores y unidades periféricas, equipos periféricos