Why hydraulic chucks are more sustainable

As a manufacturer of both shrink and hydraulic chucks, MAPAL compared both methods with respect to sustainability. The comparison is principally based on the areas of technology, economics and social issues as the classic pillars of sustainability. There are always overlaps, as technological progress often goes hand in hand with more economic efficiency.

Sustainability can serve as a deciding factor because the various clamping devices are readily interchangeable for many machining tasks. Applications where only shrink chucks are viable due to their innately smaller tool restrictions are becoming rarer. The newest generation of MAPAL hydraulic clamping technology under the brand name UNIQ allows the technologies to substitute each other showing exactly the same tool restriction as defined by DIN.
 

サステナビリティに関して、ハイドロチャックの大きな利点は工具寿命が非常に長いことです。MAPAL社はシュリンクチャックと比較して少なくとも10倍以上長持ちすることを比較調査しました。さらに、再調整も可能です。整備中に取り付け部品を交換し、作動油を補充すればチャックは新品同様に作動し、再び工具寿命を全うすることができます。シュリンクチャックのクランプ回数は約500回ですが、マパルのUNIQ油圧チャックの現行モデルは10,000～15,000回に達します。このように価格的には2倍高いハイドロチャックは、実際には元が取れているのです。特にシュリンク技術は装置に追加コストもかかります。

工具は、接続部を加熱・冷却することでシュリンクチャックにクランプされます。そのため、材料の組織が毎回変化し、疲労が生じます。クランプの品質はシュリンク加工のたびに低下し、ラジアル方向の振れや剛性は、最初の使用から悪化の一途をたどります。対照的にオイルによるクランプは加工中の微振動を低減するため、工具寿命と加工面の品質が向上します。 油圧チャックは、工具寿命全体にわたって、より良い仕上げ面精度を確実に生み出します。

ハイドロクランプに切り替える強い論拠は、シュリンクに必要なエネルギーが大きいことです。MAPALは自社工場で、1日3交代で使用するシュリンクユニットの年間消費電力を10,000～12,000キロワット時としています。これはエネルギー意識の高い2人暮らしの家庭5軒分の電力消費量に相当します。

このエネルギー消費は、高いエネルギーコストを伴うだけでなく、大量のCO₂を排出します。Statistaの統計アナリストによると、ドイツの現在のエネルギーミックスでは、1キロワット時あたり約366グラムのCO₂が排出されているそうです。したがって、各シュリンクユニットは毎年3.6トンのCO₂を大気中に排出していることになります。現在これはサプライチェーン全体に影響を及ぼし、製造のサステナビリティがますます重要になってきています。多くの環境保護への意識の高いお客様は、二酸化炭素排出量を削減していることを証明できるサプライヤーからの調達のみを望んでいます。

投資対効果を計算する際には、チャックの工具寿命や必要なエネルギーに加え、時間も重要な要素となります。ハイドロチャックの交換にかかる時間はせいぜい2分程度です。シュリンクチャックの場合はサイズにもよりますが、6～8分かかります。製造工程で工具を頻繁に交換する場合、かなりの人件費がかかることが分かります。また、シュリンク・ユニットに必要なツール・セッティング・エリアのスペースも不要になります。

サステナビリティの社会的側面は、何よりもユーザーの視点からトピックに光を当てます。肉眼で見て性能が明らかな製品は、スリーブが錆びた製品よりもユーザーにとって好感が持てること間違いありません。ハンドリングと安全性に関して言えば、ハイドロクランプ技術に切り替える利点はさらに多くあります。

シュリンクユニットは扱いが面倒なだけでなく、安全上も危険です。ほとんどのユーザーが、忙しい作業中に熱くなったチャックで指を火傷したことが一度はあるはずです。ハイドロチャックにはそのような危険はありません。一般的に、ハイドロチャックの使い方は非常にシンプルで簡単です。作業者にとっては、工程がよりスムーズに進み、手直しが少なくて済むというメリットがあります。疲労を引き起こすシュリンクチャックが、工具摩耗の増加や表面品質の悪化の原因かもしれないという事実は、実際には必ずしもすぐには分かりません。

比較結果は明確です。サステナビリティを重視するのであれば、ハイドロクランプ技術への切り替えをお勧めします。新規購入の場合、サステナビリティの観点からハイドロチャックが最初の選択肢に最適です。