Comment l’industrie automobile met-elle en œuvre la neutralité carbone, réduit-elle les émissions de carbone et parvient-elle à un développement durable de l’industrie ?

Le fait que 25 % de la production annuelle de métaux dans l'industrie automobile ne finit jamais sous forme de produits mais est mis au rebut tout au long de la chaîne d'approvisionnement, un fait que la technologie de formage des métaux dans l'industrie automobile a un grand potentiel pour réduire les déchets métalliques.Le principal impact environnemental de l’industrie métallurgique vient clairement de la production originale de métaux à partir de minerais, très optimisés.Les processus de formage des métaux en aval, qui ont été optimisés pour un rendement maximal, se sont révélés très coûteux.Probablement, environ la moitié du métal produit dans le monde chaque année est inutile, un quart de la production métallique n’atteignant jamais le produit, étant coupé après le découpage ou l’emboutissage profond.

Concevoir ou usiner des métaux à plus haute résistance

L'utilisation d'un usinage avancé tel que des servopresses et un laminage contrôlé peut réduire les pertes de matériaux et produire des pièces à plus haute résistance, et l'estampage à chaud étend l'applicabilité des métaux à haute résistance aux pièces..Traditionneltôle formant des géométries complexes, le forgeage à froid avancé réduit le gaspillage de matériaux en formant des formes plus difficiles pour de meilleures performances et des exigences d'usinage réduites.Le module d'Young des matériaux métalliques est essentiellement déterminé par la composition chimique sous-jacente avec peu de changement fondamentalement, et un traitement innovant en termes de composition et d'aspects thermomécaniques augmente considérablement la résistance du métal.À l'avenir, à mesure que les processus d'usinage continueront d'évoluer, la conception améliorée des composants permettra d'augmenter la résistance tout en augmentant la rigidité.Pour que les ingénieurs en formage des métaux (fabrication) obtiennent des pièces à haute rigidité, haute résistance et à faible coût. Collaborez avec les concepteurs de composants pour concevoir des formes et des structures de produits plus légères et plus solides, et avec les scientifiques des matériaux pour développer un métal économique plus solide et plus résistant.

Réduire les pertes de rendement dans la chaîne d'approvisionnement en tôle

Les déchets de découpage et d'emboutissage dominent actuellement l'utilisation dans la fabrication automobile, avec unEn moyenne, environ la moitié des tôles finissent dans l'industrie automobile, avec un rendement moyen de l'industrie de 56 % et les meilleures pratiques autour de 70 %.Les pertes de matériaux qui ne sont pas impliquées dans le traitement sont relativement faciles à réduire, par exemple en imbriquant différentes formes le long de la bobine, ce qui est déjà une pratique courante dans d'autres industries.Les pertes d'emboutissage associées aux bandes inutiles lors de l'emboutissage profond pourraient ne pas être complètement éliminées et pourraient être réduites à l'avenir.L'utilisation de presses à double action est remplacée par des méthodes alternatives pour former des pièces en forme nette, la possibilité de réaliser des pièces axisymétriques par rotation, cette opportunité technique n'a pas été entièrement étudiée, et il faut continuer à réduire les taux de défauts en emboutissage. perte de technologie et de conception de produits et de processus.

Évitez de trop concevoir

La fabrication de moteurs construits avec de l'acier et des cadres en acier surutilise souvent l'acier jusqu'à 50 %, les coûts de l'acier sont faibles et les coûts de main-d'œuvre sont élevés, le moyen le moins cher pour la fabrication de moteurs est souvent d'utiliser de l'acier supplémentaire pour éviter la conception ainsi que les coûts de fabrication requis. utiliser.Pour de nombreux projets de moteurs, nous ne connaissons pas les charges qui seront appliquées pendant la durée de vie du moteur. Il faut donc adopter des conceptions extrêmement conservatrices et les concevoir pour les charges les plus élevées imaginables, même s'il n'y a aucune possibilité que cela se produise dans la pratique.Les futures formations en ingénierie peuvent fournir davantage de formation sur les tolérances et les dimensions pour aider à réduire la surutilisation, et une meilleure compréhension des caractéristiques qui surviennent lors de la fabrication de composants aidera à éviter une telle surutilisation.

Les procédés à base de poudre (frittage, pressage isostatique à chaud ou impression 3D) sont souvent inefficaces en termes de consommation d'énergie et de matière. Si vous êtes habitué à fabriquer des pièces entières, les procédés de poudre combinés aux procédés traditionnels de formage des métaux pour les détails locaux peuvent fournir des gains d'efficacité en termes d'efficacité énergétique et matérielle globale, et le moulage par injection de polymères composites et de poudres métalliques peut améliorer l'efficacité. Une initiative visant à laminer à chaud un matériau composite magnétique doux (SMC) personnalisé qui pourrait permettre d'économiser environ un tiers du métal requis pour le stator/rotor s'est révélée techniquement prometteuse, mais n'a pas réussi à susciter un intérêt commercial. L'industrie automobile n'est pas intéressée par l'innovation car les tôles laminées à froid pour stator/rotor sont déjà bon marché et les clients ne sont pas intéressés car ils verront peu de différence de coût et pourraient ne pas convenir dans des cas particuliers.

Gardez les produits en service plus longtemps avant de les remplacer

La plupart des produits sont remplacés et durent plus longtemps avant de se « casser », et la dynamique d’innovation dépend de nouveaux modèles commerciaux dans lesquels tous les métaux sont développés et entretenus par des entreprises soucieuses d’optimiser la durée de vie des matériaux.

Un recyclage amélioré de la ferraille

Le recyclage traditionnel de la fonte dépend du contrôle de la composition du métal, la contamination du cuivre dans le recyclage de l'acier ou l'alliage dans le recyclage mixte de fonderie et de forgeage peut réduire la valeur des métaux fabriqués à partir de ferraille.De nouvelles façons d’identifier, de séparer et de trier les différents flux de déchets métalliques peuvent ajouter une valeur considérable.L'aluminium (et éventuellement certains autres métaux non ferreux) peut également être recyclé sans fondre par liaison solide, et le nettoyage des copeaux d'aluminium extrudés peut avoir des propriétés équivalentes à celles des matériaux vierges et du recyclage à l'état solide, ce qui semble efficace.Actuellement, un traitement autre que l'extrusion peut entraîner des problèmes de fissuration de surface, mais ce problème pourra être résolu lors du développement futur du processus.Actuellement, le marché de la ferraille discerne rarement la composition exacte des déchets, les valorisant plutôt par source, et le marché du recyclage à l'avenir pourrait être plus précieux en créant des économies d'énergie pour le recyclage et un flux de déchets plus séparé.Comment les émissions provenant de la fabrication de nouveaux matériaux affectent (émissions matérialisées), contrastent les effets de l'utilisation de produits fabriqués de différentes manières (émissions en phase d'utilisation), la conception des produits peut faciliter l'amélioration des matériaux en combinant le développement de la technologie de fabrication et le recyclage de la ferraille. Utilisation et réutilisation efficaces.

en conclusion

S'habituer à de nouveaux processus flexibles peut compenser une ingénierie excessive, l'incitation à mettre en œuvre commercialement des processus permettant d'économiser des matériaux est actuellement faible et il n'existe aucun mécanisme mondialement accepté pour produire des impacts en amont de faible valeur.Mais les processus à fortes émissions, en aval des processus à forte valeur ajoutée et à faibles émissions, rendent difficile la création d’une analyse de rentabilisation pour les gains d’efficacité.Dans le cadre des incitations actuelles, les fournisseurs de matériaux visent à maximiser leurs ventes, et la chaîne d'approvisionnement manufacturière est principalement axée sur la réduction des coûts de main-d'œuvre plutôt que sur les coûts des matériaux.Le coût élevé de l’élimination des métaux entraîne le maintien à long terme des pratiques établies, les clients et les utilisateurs finaux étant peu incités à réaliser des économies de matériaux à moins que cela ne génère des économies de coûts substantielles.À mesure que la nécessité de réduire les émissions mondiales de dioxyde de carbone augmente, l’industrie automobile sera confrontée à une pression croissante pour ajouter davantage de matériaux de valeur à moins de nouveaux produits, et l’industrie automobile a déjà démontré un grand potentiel d’innovation.