Wie setzt die Automobilindustrie CO2-Neutralität um, reduziert CO2-Emissionen und erreicht eine nachhaltige Entwicklung der Branche?

Die Tatsache, dass 25 % der jährlichen Metallproduktion in der Automobilindustrie nie in Produkte gelangen, sondern über die Lieferkette verschrottet werden, ist eine Tatsache, die der Metallumformtechnologie in der Automobilindustrie ein großes Potenzial zur Reduzierung von Metallabfällen bietet.Der größte Einfluss der metallurgischen Industrie auf die Umwelt ist eindeutig auf die ursprüngliche Produktion von Metallen aus Erzen zurückzuführen, die stark optimiert ist.Nachgelagerte Umformprozesse, die auf maximale Ausbringung ausgelegt sind, erwiesen sich als sehr verschwenderisch.Wahrscheinlich ist etwa die Hälfte des jährlich weltweit produzierten Metalls unnötig, wobei ein Viertel der Metallproduktion nie das Produkt erreicht und nach dem Stanzen oder Tiefziehen abgeschnitten wird.

Entwerfen oder Bearbeiten von Metallen mit höherer Festigkeit

Der Einsatz fortschrittlicher Bearbeitungstechniken wie Servopressen und kontrolliertes Walzen kann den Materialverlust reduzieren und Teile mit höherer Festigkeit herstellen, und das Heißprägen erweitert die Anwendbarkeit hochfester Metalle für Teile.TraditionellBei der Blechumformung komplexer Geometrien reduziert das fortschrittliche Kaltschmieden den Materialabfall durch die Bildung schwierigerer Formen für eine bessere Leistung und geringere Bearbeitungsanforderungen.Der Elastizitätsmodul metallischer Werkstoffe wird im Wesentlichen durch die zugrunde liegende chemische Zusammensetzung bestimmt, wobei sich grundsätzlich kaum Änderungen ergeben. Durch innovative Verarbeitung in Bezug auf Zusammensetzung und thermomechanische Aspekte wird die Festigkeit des Metalls erheblich erhöht.Da sich die Bearbeitungsprozesse in Zukunft weiterentwickeln, werden verbesserte Komponentendesigns eine höhere Festigkeit bei gleichzeitiger Erhöhung der Steifigkeit ermöglichen.Für Ingenieure in der Metallumformung (Fertigung), um Teile mit hoher Steifigkeit, hoher Festigkeit und niedrigen Kosten zu erzielen. Arbeiten Sie mit Komponentendesignern zusammen, um leichtere, stärkere Produktformen und -strukturen zu entwerfen, und mit Materialwissenschaftlern, um immer stärkeres, wirtschaftliches Metall zu entwickeln.

Reduzieren Sie Ertragsverluste in der Blechlieferkette

Stanz- und Stanzabfälle dominieren derzeit die Verwendung im MotorenbauDurchschnittlich landet etwa die Hälfte der Bleche in der Automobilindustrie, mit einer branchendurchschnittlichen Ausbeute von 56 % und einer Best-Practice-Ausbeute von rund 70 %.Materialverluste, die nicht bei der Verarbeitung anfallen, lassen sich relativ einfach reduzieren, beispielsweise durch die in anderen Branchen bereits übliche Verschachtelung unterschiedlicher Formen entlang des Coils.Stanzverluste, die durch nutzlose Streifen beim Tiefziehen entstehen, können möglicherweise nicht vollständig beseitigt und in Zukunft möglicherweise reduziert werden.Der Einsatz von doppeltwirkenden Pressen wird durch alternative Methoden zur Formung von Teilen in Nettoform ersetzt, die Möglichkeit der Herstellung axialsymmetrischer Teile durch Rotation, diese technische Möglichkeit wurde noch nicht vollständig untersucht und es besteht die Notwendigkeit, die Fehlerraten beim Stanzen weiter zu reduzieren Technologie- und Produkt- und Prozessdesignverluste.

Vermeiden Sie Übergestaltung

Bei der Herstellung von Motoren, die aus Stahl und Stahlrahmen bestehen, wird oft bis zu 50 % mehr Stahl verbraucht. Die Stahlkosten sind niedrig und die Arbeitskosten hoch. Der kostengünstigste Weg zur Motorenherstellung ist oft die Verwendung von zusätzlichem Stahl, um die erforderlichen Konstruktions- und Herstellungskosten zu vermeiden zu verwenden.Bei vielen Motorprojekten wissen wir nicht, welche Belastungen während der Lebensdauer des Motors auftreten werden. Nehmen Sie daher äußerst konservative Konstruktionen und legen Sie sie für die höchsten vorstellbaren Belastungen aus, auch wenn dies in der Praxis nicht möglich ist.Zukünftige Ingenieurausbildungen können mehr Schulungen zu Toleranzen und Abmessungen bieten, um Überbeanspruchung zu reduzieren. Ein besseres Verständnis der Merkmale, die bei der Komponentenfertigung auftreten, wird dazu beitragen, eine solche Überbeanspruchung zu vermeiden.

Pulverbasierte Verfahren (Sintern, heißisostatisches Pressen oder 3D-Druck) sind hinsichtlich Energie- und Materialeinsatz oft ineffizient. Wenn Sie es gewohnt sind, ganze Teile herzustellen, können Pulververfahren in Kombination mit traditionellen Metallumformverfahren für lokale Details einige Effizienzgewinne für die Gesamtenergie- und Materialeffizienz bringen, und das Spritzgießen von Verbundpolymeren und Metallpulver kann die Effizienz verbessern. Eine Initiative zum Warmwalzen eines kundenspezifischen weichmagnetischen Verbundwerkstoffs (SMC), mit dem etwa ein Drittel des für den Stator/Rotor benötigten Metalls eingespart werden könnte, hat sich als technisch vielversprechend erwiesen, konnte jedoch kein kommerzielles Interesse wecken. Die Automobilindustrie ist nicht an Innovationen interessiert, da kaltgewalztes Blech für Stator/Rotor bereits günstig ist, und die Kunden sind nicht daran interessiert, da sie nur geringe Kostenunterschiede feststellen und in besonderen Fällen möglicherweise nicht geeignet sind.

Lassen Sie Produkte länger in Betrieb, bevor Sie sie austauschen

Die meisten Produkte werden ersetzt und halten länger, bevor sie „kaputt“ werden, und der Drang nach Innovation hängt von neuen Geschäftsmodellen ab, bei denen alle Metalle von Unternehmen entwickelt und gewartet werden, die sich auf die Optimierung der Materiallebensdauer konzentrieren.

Verbessertes Recycling von Altmetall

Das herkömmliche Schmelzrecycling hängt von der Kontrolle der Metallzusammensetzung ab. Kupferverunreinigungen beim Stahlrecycling oder Legierungen beim gemischten Guss- und Schmiederecycling können den Wert von aus Schrott hergestellten Metallen verringern.Neue Möglichkeiten zur Identifizierung, Trennung und Sortierung verschiedener Metallschrottströme können einen erheblichen Mehrwert schaffen.Aluminium (und möglicherweise einige andere Nichteisenmetalle) können auch ohne Schmelzen durch feste Bindung recycelt werden, und die Reinigung von extrudierten Aluminiumspänen kann Eigenschaften haben, die denen von Neumaterial und dem Recycling in festem Zustand entsprechen, was effizient zu sein scheint.Derzeit kann eine andere Verarbeitung als die Extrusion zu Problemen mit der Oberflächenrissbildung führen, dies kann jedoch in der zukünftigen Prozessentwicklung behoben werden.Der Schrottmarkt erkennt derzeit selten die genaue Zusammensetzung des Schrotts, sondern bewertet ihn nach der Quelle, und der Recyclingmarkt könnte in Zukunft wertvoller sein, indem er Energieeinsparungen für das Recycling und einen stärker getrennten Abfallstrom schafft.Wie sich Emissionen aus der Herstellung neuer Materialien auswirken (materialisierte Emissionen), wie sich die Auswirkungen der Verwendung von Produkten, die auf unterschiedliche Weise hergestellt werden (Nutzungsphasenemissionen), auswirken, Produktdesign kann die Verbesserung von Materialien erleichtern, indem die Entwicklung von Fertigungstechnologie und Altmetallrecycling kombiniert wird Effektive Nutzung und Wiederverwendung.

abschließend

Die Gewöhnung an neue flexible Prozesse kann übermäßiges Engineering ausgleichen, der Anreiz zur kommerziellen Umsetzung materialsparender Prozesse ist derzeit schwach und es gibt keinen weltweit akzeptierten Mechanismus, um vorgelagerte, geringwertige Auswirkungen zu erzielen.Doch Prozesse mit hohen Emissionen und nachgelagerte, hochwertige Prozesse mit geringen Emissionen erschweren die Erstellung eines Geschäftsmodells für Effizienzgewinne.Im Rahmen aktueller Anreize streben Materiallieferanten eine Umsatzmaximierung an, und die Fertigungslieferkette ist in erster Linie auf die Senkung der Arbeitskosten und nicht auf die Reduzierung der Materialkosten ausgerichtet.Die hohen Anlagekosten bei der Entsorgung von Metallen führen dazu, dass etablierte Praktiken langfristig festgelegt werden, sodass Kunden und Endverbraucher wenig Anreiz haben, Materialeinsparungen voranzutreiben, es sei denn, dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen.Da die Notwendigkeit, die globalen Kohlendioxidemissionen zu reduzieren, zunimmt, wird die Automobilindustrie einem zunehmenden Druck ausgesetzt sein, mehr hochwertige Materialien zu weniger neuen Produkten hinzuzufügen, und die Automobilindustrie hat bereits ein großes Innovationspotenzial gezeigt.