Hvordan implementerer bilindustrien CO2-neutralitet, reducerer kulstofemissioner og opnår en bæredygtig udvikling af industrien?

Det faktum, at 25 % af den årlige metalproduktion i bilindustrien aldrig ender i produkter, men bliver skrottet gennem forsyningskæden, et faktum, at metalformningsteknologien i bilindustrien har et stort potentiale til at reducere metalspild.Den største miljøpåvirkning fra den metallurgiske industri kommer helt klart fra den oprindelige produktion af metaller fra malme, som er højt optimeret.Nedstrøms metalformningsprocesser, som er blevet tunet til maksimal output, viste sig at være meget spild.Sandsynligvis er omkring halvdelen af ​​det metal, der produceres i verden hvert år, unødvendigt, idet en fjerdedel af metalproduktionen aldrig når frem til produktet, bliver skåret af efter blankning eller dybtrækning.

Design eller bearbejdning af metaller med højere styrke

Brug af avanceret bearbejdning såsom servopresser og kontrolleret valsning kan reducere materialetab og producere dele med højere styrke, og varmstempling udvider anvendeligheden af ​​højstyrkemetaller til dele.Traditionelmetalpladedannende komplekse geometrier, avanceret koldsmedning reducerer materialespild ved at danne vanskeligere former for bedre ydeevne og reducerede bearbejdningskrav.Youngs modul af metalliske materialer er dybest set bestemt af den underliggende kemiske sammensætning med få grundlæggende ændringer, og innovativ forarbejdning i sammensætning og termomekaniske aspekter øger metallets styrke betydeligt.I fremtiden, efterhånden som bearbejdningsprocesser fortsætter med at udvikle sig, vil forbedrede komponentdesign muliggøre øget styrke og samtidig øge stivheden.For metalformende (fabrikations)ingeniører for at opnå høj stivhed, høj styrke, lave omkostninger.

Reducer udbyttetab i metalpladeforsyningskæden

Blanking og stempling af skrot dominerer i øjeblikket brugen i motorfremstilling, med enhalvdelen af ​​arkene ender i bilindustrien med et gennemsnitligt udbytte i branchen på 56 % og bedste praksis omkring 70 %.Materialetab, der ikke er involveret i forarbejdningen, reduceres relativt let, for eksempel ved at indlejre forskellige former langs spolen, hvilket allerede er almindelig praksis i andre industrier.Stemplingstab forbundet med ubrugelige strimler under dybtrækning elimineres muligvis ikke fuldstændigt og kan reduceres i fremtiden.Brugen af ​​dobbeltvirkende presser erstattes af alternative metoder til at danne dele i netform, muligheden for aksesymmetriske dele fremstillet ved rotation, denne tekniske mulighed er ikke fuldt ud undersøgt, og der er behov for fortsat at reducere antallet af fejl ved stempling teknologi og produkt- og procesdesigntab.

Undgå overdesign

Motorproduktion bygget med stål- og stålrammer overforbruger ofte stål med op til 50 %, stålomkostningerne er lave og lønomkostningerne høje, den billigste måde til motorfremstilling er ofte at bruge ekstra stål for at undgå designet såvel som de krævede fremstillingsomkostninger at bruge .For mange motorprojekter kender vi ikke de belastninger, der vil blive påført i løbet af motorens levetid, så tag ekstremt konservative designs og design dem til de højest tænkelige belastninger, selvom der ikke er mulighed for, at det sker i praksis.Fremtidig ingeniøruddannelse kan give mere træning i tolerancer og dimensioner for at hjælpe med at reducere overforbrug, og en bedre forståelse af de egenskaber, der opstår ved komponentfremstilling, vil hjælpe med at undgå et sådant overforbrug.

Pulverbaserede processer (sintring, varm isostatisk presning eller 3D-print) er ofte ineffektive med hensyn til energi- og materialeforbrug.Hvis du er vant til at lave hele dele, kan pulverprocesser kombineret med traditionelle metalformningsprocesser for lokale detaljer give nogle effektivitetsgevinster for den samlede energi- og materialeeffektivitet, og sprøjtestøbning af kompositpolymer og metalpulver kan forbedre effektiviteten.Et initiativ til at varmvalse et brugerdefineret blødt-magnetisk kompositmateriale (SMC), der kunne spare omkring en tredjedel af det metal, der kræves til statoren/rotoren, har vist teknisk lovende, men har ikke skabt kommerciel interesse.Motorindustrien er ikke interesseret i innovation, fordi koldvalsede plader til stator/rotor allerede er billige, og kunderne er ikke interesserede, da de vil se en lille forskel i omkostninger og måske ikke er egnet i særlige tilfælde.

Hold produkter i brug længere, før de udskiftes

De fleste produkter udskiftes og holder længere, før de “bryder i stykker”, og drivkraften til innovation afhænger af nye forretningsmodeller, hvor alle metaller udvikles og vedligeholdes af virksomheder med fokus på at optimere materialets levetid.

Forbedret genanvendelse af metalskrot

Traditionel smeltegenvinding afhænger af kontrol med metalsammensætning, kobberforurening i stålgenanvendelse eller legering i blandet støbe- og smedegenanvendelse kan reducere værdien af ​​metaller fremstillet af skrot.Nye måder at identificere, adskille og sortere forskellige metalskrotstrømme kan tilføje betydelig værdi.Aluminium (og muligvis nogle andre ikke-jernholdige metaller) kan også genanvendes uden smeltning ved fast binding, og rensning af ekstruderet aluminiumsspåner kan have egenskaber svarende til nyt materiale og genanvendelse i fast form, hvilket ser ud til at være effektivt.I øjeblikket kan anden behandling end ekstrudering forårsage problemer med overfladerevner, men dette kan løses i fremtidig procesudvikling.Skrotmarkedet ser i øjeblikket sjældent den nøjagtige sammensætning af skrot, men vurderer det i stedet efter kilde, og genbrugsmarkedet kan i fremtiden være mere værdifuldt ved at skabe energibesparelser til genanvendelse og en mere adskilt affaldsstrøm.Hvordan emissioner fra fremstilling af nye materialer påvirker (materialiserede emissioner), kontrasterer virkningerne af at bruge produkter fremstillet på forskellige måder (brugsfase-emissioner), produktdesign kan lette forbedringen af ​​materialer ved at kombinere udviklingen af ​​fremstillingsteknologi og genanvendelse af metalskrot Effektiv brug og genbrug.

Afslutningsvis

At vænne sig til nye fleksible processer kan opveje over-engineering, incitamentet til kommercielt at implementere materialebesparende processer er i øjeblikket svagt, og der er ingen globalt accepteret mekanisme til at levere upstream-effekter af lav værdi.Men højemissionsprocesser, for at downstreame højværdi lavemissionsprocesser, gør det vanskeligt at skabe en business case for effektivitetsgevinster.Under de nuværende incitamenter sigter materialeleverandører på at maksimere salget, og fremstillingsforsyningskæden er primært rettet mod at reducere lønomkostninger frem for materialeomkostninger.De høje omkostninger ved bortskaffelse af metaller resulterer i langsigtet fastlåsning af etablerede praksisser, hvor kunder og slutbrugere har ringe incitament til at opnå materialebesparelser, medmindre det skaber væsentlige omkostningsbesparelser.Efterhånden som behovet for at reducere de globale kuldioxidemissioner stiger, vil bilindustrien stå over for et stigende pres for at tilføje flere værdifulde materialer til færre nye produkter, og bilindustrien har allerede vist et stort potentiale for innovation.