Hvordan implementerer bilindustrien karbonnøytralitet, reduserer karbonutslipp og oppnår bærekraftig utvikling av industrien?

Det faktum at 25 % av den årlige metallproduksjonen i bilindustrien aldri ender opp i produkter, men skrotes gjennom leverandørkjeden, et faktum at metallformingsteknologi i bilindustrien har et stort potensial for å redusere metallavfall.Den viktigste miljøpåvirkningen til metallurgisk industri kommer helt klart fra den opprinnelige produksjonen av metaller fra malm, som er svært optimalisert.Nedstrøms metallformingsprosesser, som har blitt innstilt for maksimal ytelse, viste seg å være veldig bortkastede.Sannsynligvis er omtrent halvparten av metallet som produseres i verden hvert år unødvendig, med en fjerdedel av metallproduksjonen som aldri når produktet, blir kuttet av etter blanking eller dyptrekking.

Designe eller bearbeide metaller med høyere styrke

Bruk av avansert maskinering som servopresser og kontrollert valsing kan redusere materialtap og produsere deler med høyere styrke, og varmstempling utvider anvendeligheten av høyfaste metaller til deler.Tradisjonellmetallplater danner komplekse geometrier, avansert kaldsmiing reduserer materialavfall ved å danne vanskeligere former for bedre ytelse og reduserte maskineringskrav.Youngs modul av metalliske materialer bestemmes i utgangspunktet av den underliggende kjemiske sammensetningen med liten endring fundamentalt, og innovativ prosessering i sammensetning og termomekaniske aspekter øker metallets styrke betydelig.I fremtiden, ettersom maskineringsprosesser fortsetter å utvikle seg, vil forbedrede komponentdesign tillate økt styrke og samtidig øke stivheten.For metallformingsingeniører for å oppnå høy stivhet, høy styrke, lavkostdeler. Samarbeid med komponentdesignere for å designe lettere, sterkere produktformer og strukturer, og med materialforskere for å utvikle sterkere og sterkere Økonomisk metall.

Reduser avlingstap i platemetallforsyningskjeden

Blanking og stempling av skrap dominerer for tiden bruken i motorproduksjon, med ensnitt av omtrent halvparten av arkene som havner i bilindustrien, med en bransjegjennomsnittlig yield på 56 % og beste praksis rundt 70 %.Materialtap som ikke er involvert i bearbeiding reduseres relativt enkelt, for eksempel ved å hekke ulike former langs spolen, noe som allerede er vanlig praksis i andre industrier.Stemplingstap knyttet til ubrukelige strimler under dyptrekking vil kanskje ikke bli fullstendig eliminert og kan reduseres i fremtiden.Bruken av dobbeltvirkende presser erstattes av alternative metoder for å forme deler i nettform, muligheten for aksesymmetriske deler laget ved rotasjon, denne tekniske muligheten er ikke fullt ut studert, og det er behov for å fortsette å redusere defektraten ved stempling tap av teknologi og produkt- og prosessdesign.

Unngå overdesign

Motorproduksjon bygget med stål- og stålrammer overforbruker ofte stål med opptil 50 %, stålkostnadene er lave og lønnskostnadene høye, den billigste måten for motorproduksjon er ofte å bruke ekstra stål for å unngå design så vel som produksjonskostnadene som kreves å bruke.For mange motorprosjekter vet vi ikke hvilke belastninger som vil bli påført i løpet av motorens levetid, så ta ekstremt konservative design og design dem for de høyeste belastningene du kan tenke deg, selv om det ikke er noen mulighet for at det skjer i praksis.Fremtidig ingeniørutdanning kan gi mer opplæring i toleranser og dimensjoner for å redusere overforbruk, og en bedre forståelse av egenskapene som oppstår ved komponentproduksjon vil bidra til å unngå slik overbruk.

Pulverbaserte prosesser (sintring, varm isostatisk pressing eller 3D-utskrift) er ofte ineffektive når det gjelder energi- og materialbruk. Hvis du er vant til å lage hele deler, kan pulverprosesser kombinert med tradisjonelle metallformingsprosesser for lokale detaljer gi noen effektivitetsgevinster for total energi- og materialeffektivitet, og sprøytestøping av komposittpolymer og metallpulver kan forbedre effektiviteten. Et initiativ for å varmvalse et tilpasset mykmagnetisk komposittmateriale (SMC) som kan spare omtrent en tredjedel av metallet som kreves for statoren/rotoren, har vist teknisk løfte, men klarte ikke å generere kommersiell interesse. Motorindustrien er ikke interessert i innovasjon fordi kaldvalset plate for stator/rotor allerede er billig og kundene ikke er interessert, da de vil se liten forskjell i kostnad og kanskje ikke er egnet i spesielle tilfeller.

Hold produktene i bruk lenger før de skiftes ut

De fleste produktene byttes ut og varer lenger før de «brekker», og drivkraften for innovasjon avhenger av nye forretningsmodeller der alle metaller utvikles og vedlikeholdes av selskaper som fokuserer på å optimalisere materiallevetiden.

Forbedret gjenvinning av skrapmetall

Tradisjonell smeltegjenvinning avhenger av kontroll av metallsammensetning, kobberforurensning i stålgjenvinning, eller legering i blandet støping og smigjenvinning kan redusere verdien av metaller laget av skrap.Nye måter å identifisere, skille og sortere forskjellige metallskrapstrømmer kan tilføre betydelig verdi.Aluminium (og muligens noen andre ikke-jernholdige metaller) kan også resirkuleres uten å smelte ved fast binding, og rensing av ekstrudert aluminiumsflis kan ha egenskaper som tilsvarer virgin materiale og solid-state resirkulering, noe som ser ut til å være effektivt.Foreløpig kan annen prosessering enn ekstrudering forårsake problemer med overflatesprekker, men dette kan løses i fremtidig prosessutvikling.Skrapmarkedet ser foreløpig sjelden den nøyaktige sammensetningen av skrap, men verdsetter det etter kilde, og gjenvinningsmarkedet i fremtiden kan være mer verdifullt ved å skape energibesparelser for resirkulering og en mer segregert avfallsstrøm.Hvordan utslipp fra produksjon av nye materialer påvirker (materialiserte utslipp), kontraster effekten av å bruke produkter produsert på ulike måter (bruksfaseutslipp), produktdesign kan lette forbedring av materialer ved å kombinere utvikling av produksjonsteknologi og gjenvinning av skrapmetall Effektiv bruk og gjenbruk.

avslutningsvis

Å venne seg til nye fleksible prosesser kan kompensere for overprosjektering, insentivet til kommersielt implementering av materialbesparende prosesser er for øyeblikket svakt, og det er ingen globalt akseptert mekanisme for å levere oppstrøms, lavverdi-effekter.Men høyutslippsprosesser, for å nedstrøms høyverdi lavutslippsprosesser, gjør det vanskelig å lage en business case for effektivitetsgevinster.Under dagens insentiver tar materialleverandører sikte på å maksimere salget, og produksjonskjeden er først og fremst rettet mot å redusere lønnskostnader i stedet for materialkostnader.Den høye kostnadsdisponeringen av metaller resulterer i langsiktig fastlåsing av etablert praksis, med kunder og sluttbrukere som har lite insentiv til å drive materialbesparelser med mindre det skaper betydelige kostnadsbesparelser.Etter hvert som behovet for å redusere globale utslipp av karbondioksid øker, vil bilindustrien møte økende press for å tilføre mer verdifulle materialer til færre nye produkter, og motorindustrien har allerede vist et stort potensial for innovasjon.