Hur implementerar biltillverkningsindustrin koldioxidneutralitet, minskar koldioxidutsläppen och uppnår en hållbar utveckling av industrin?

Det faktum att 25 % av den årliga metallproduktionen inom bilindustrin aldrig hamnar i produkter utan skrotas genom leveranskedjan, ett faktum att metallformningstekniken inom bilindustrin har stor potential att minska metallavfallet.Den huvudsakliga miljöpåverkan från den metallurgiska industrin kommer helt klart från den ursprungliga produktionen av metaller från malmer, som är mycket optimerade.Nedströms metallformningsprocesser, som har trimmats för maximal effekt, visade sig vara mycket slösaktiga.Förmodligen är ungefär hälften av den metall som produceras i världen varje år onödig, med en fjärdedel av metallproduktionen som aldrig når produkten, skärs av efter blankning eller djupdragning.

Designa eller bearbeta metaller med högre hållfasthet

Att använda avancerad bearbetning som servopressar och kontrollerad valsning kan minska materialförluster och producera delar med högre hållfasthet, och varmstansning utökar användbarheten av höghållfasta metaller på delar.Traditionellplåtformande komplexa geometrier, avancerad kallsmidning minskar materialspill genom att forma svårare former för bättre prestanda och minskade bearbetningskrav.Youngs modul av metalliska material bestäms i grunden av den underliggande kemiska sammansättningen med liten förändring i grunden, och innovativ bearbetning i sammansättning och termomekaniska aspekter ökar metallens hållfasthet avsevärt.I framtiden, när bearbetningsprocesserna fortsätter att utvecklas, kommer förbättrade komponentkonstruktioner att möjliggöra ökad styrka samtidigt som styvheten ökar.För ingenjörer inom metallformning (tillverkning) för att uppnå hög styvhet, hög hållfasthet, lågkostnadsdelar. Samarbeta med komponentdesigners för att designa lättare, starkare produktformer och strukturer, och med materialvetare för att utveckla starkare och starkare Ekonomisk metall.

Minska avkastningsförlusterna i plåtförsörjningskedjan

Blank- och stämplingsskrot dominerar för närvarande användningen inom motortillverkning, med eni genomsnitt cirka hälften av arken som hamnar i bilindustrin, med en branschgenomsnittlig avkastning på 56 % och bästa praxis runt 70 %.Materialförluster som inte är inblandade i bearbetningen reduceras relativt enkelt, till exempel genom att olika former kapslar längs spolen, vilket redan är vanligt i andra industrier.Stämplingsförluster förknippade med oanvändbara remsor under djupdragning kanske inte helt elimineras och kan minska i framtiden.Användningen av dubbelverkande pressar ersätts av alternativa metoder för att forma delar i nätform, möjligheten till axelsymmetriska delar gjorda genom rotation, denna tekniska möjlighet har inte studerats fullt ut och det finns ett behov av att fortsätta att minska antalet defekter vid stämpling teknologi och produkt- och processdesignförlust.

Undvik överdesign

Motortillverkning byggd med stål- och stålramar överanvänder ofta stål med upp till 50 %, stålkostnaderna är låga och arbetskostnaderna är höga, det billigaste sättet för motortillverkning är ofta att använda ytterligare stål för att undvika såväl designen som de tillverkningskostnader som krävs att använda .För många motorprojekt vet vi inte vilka belastningar som kommer att appliceras under motorns livslängd, så ta extremt konservativa konstruktioner och designa dem för högsta tänkbara belastningar, även om det inte finns någon möjlighet att det händer i praktiken.Framtida ingenjörsutbildning kan ge mer utbildning om toleranser och dimensioner för att minska överanvändning, och en bättre förståelse för de egenskaper som uppstår vid komponenttillverkning kommer att hjälpa till att undvika sådan överanvändning.

Pulverbaserade processer (sintring, isostatisk varmpressning eller 3D-utskrift) är ofta ineffektiva när det gäller energi- och materialanvändning.Om du är van vid att tillverka hela delar, kan pulverprocesser i kombination med traditionella metallformningsprocesser för lokala detaljer ge vissa effektivitetsvinster för den totala energi- och materialeffektiviteten, och formsprutning av kompositpolymer och metallpulver kan förbättra effektiviteten.Ett initiativ att varmvalsa ett anpassat mjukmagnetiskt kompositmaterial (SMC) som skulle kunna spara ungefär en tredjedel av metallen som krävs för statorn/rotorn har visat sig vara tekniskt lovande, men misslyckats med att generera kommersiellt intresse.Motorindustrin är inte intresserad av innovation eftersom kallvalsad plåt för stator/rotor redan är billig och kunderna inte är intresserade eftersom de kommer att se liten skillnad i kostnad och kanske inte är lämpliga i speciella fall.

Håll produkter i drift längre innan du byter ut dem

De flesta produkter byts ut och håller längre innan de ”går sönder”, och drivkraften för innovation beror på nya affärsmodeller där alla metaller utvecklas och underhålls av företag fokuserade på att optimera materiallivslängden.

Förbättrad återvinning av metallskrot

Traditionell smältåtervinning är beroende av kontroll av metallsammansättningen, kopparförorening vid stålåtervinning eller legering i blandad gjut- och smidesåtervinning kan minska värdet på metaller gjorda av skrot.Nya sätt att identifiera, separera och sortera olika metallskrotströmmar kan tillföra ett stort värde.Aluminium (och möjligen vissa andra icke-järnmetaller) kan också återvinnas utan att smälta genom fast bindning, och rengöring av extruderade aluminiumspån kan ha egenskaper som motsvarar jungfruligt material och återvinning i fast tillstånd, vilket verkar vara effektivt.För närvarande kan annan bearbetning än extrudering orsaka problem med ytsprickor, men detta kan åtgärdas i framtida processutveckling.Skrotmarknaden urskiljer för närvarande sällan den exakta sammansättningen av skrot, utan värderar det istället efter källa, och återvinningsmarknaden i framtiden kan bli mer värdefull genom att skapa energibesparingar för återvinning och en mer segregerad avfallsström.Hur utsläpp från tillverkning av nya material påverkar (materialiserade utsläpp), kontrasterar effekterna av att använda produkter tillverkade på olika sätt (utsläpp i användningsfas), produktdesign kan underlätta förbättring av material genom att kombinera utveckling av tillverkningsteknik och skrotåtervinning Effektiv användning och återanvändning.

Sammanfattningsvis

Att vänja sig vid nya flexibla processer kan kompensera för överkonstruktion, incitamentet att kommersiellt implementera materialbesparande processer är för närvarande svagt, och det finns ingen globalt accepterad mekanism för att ge uppströms effekter av lågt värde.Men processer med höga utsläpp, för att nedströms högvärdiga processer med låga utsläpp, gör det svårt att skapa ett affärscase för effektivitetsvinster.Enligt nuvarande incitament strävar materialleverantörer efter att maximera försäljningen, och tillverkningsförsörjningskedjan är främst inriktad på att minska arbetskostnaderna snarare än materialkostnaderna.Den höga kostnaden för avyttring av metaller resulterar i en långsiktig låsning av etablerad praxis, där kunder och slutanvändare har få incitament att driva materialbesparingar om det inte skapar betydande kostnadsbesparingar.När behovet av att minska de globala koldioxidutsläppen ökar, kommer biltillverkningsindustrin att möta ett ökande tryck att tillföra mer värdematerial till färre nya produkter, och biltillverkningsindustrin har redan visat stor potential för innovation.