Ngành sản xuất ô tô thực hiện trung hòa carbon, giảm lượng khí thải carbon và đạt được sự phát triển bền vững của ngành như thế nào?

Thực tế là 25% sản lượng kim loại hàng năm trong ngành sản xuất động cơ không bao giờ trở thành sản phẩm mà bị loại bỏ qua chuỗi cung ứng, một thực tế là công nghệ tạo hình kim loại trong ngành sản xuất động cơ có tiềm năng lớn để giảm lãng phí kim loại.Tác động môi trường chính của ngành luyện kim rõ ràng đến từ việc sản xuất kim loại ban đầu từ quặng, được tối ưu hóa cao độ.Các quy trình tạo hình kim loại xuôi dòng vốn đã được điều chỉnh để đạt hiệu suất tối đa hóa ra lại rất lãng phí.Có lẽ khoảng một nửa số kim loại được sản xuất trên thế giới mỗi năm là không cần thiết, với một phần tư sản lượng kim loại không bao giờ đạt đến thành phẩm, bị cắt bỏ sau khi đột dập hoặc kéo sâu.

Thiết kế hoặc gia công kim loại có độ bền cao hơn

Sử dụng gia công tiên tiến như máy ép servo và cán có kiểm soát có thể giảm tổn thất vật liệu và tạo ra các bộ phận có độ bền cao hơn, đồng thời dập nóng mở rộng khả năng ứng dụng của kim loại có độ bền cao vào các bộ phận.Truyền thốngtạo hình kim loại tấm có hình dạng phức tạp, rèn nguội tiên tiến giúp giảm lãng phí vật liệu bằng cách tạo hình các hình dạng khó hơn để có hiệu suất tốt hơn và giảm yêu cầu gia công.Mô đun vật liệu kim loại của Young về cơ bản được xác định bởi thành phần hóa học cơ bản với ít thay đổi về cơ bản và quá trình xử lý cải tiến về thành phần và các khía cạnh cơ nhiệt làm tăng đáng kể độ bền của kim loại.Trong tương lai, khi các quy trình gia công tiếp tục phát triển, các thiết kế linh kiện được cải tiến sẽ cho phép tăng độ bền đồng thời tăng độ cứng.Để các kỹ sư tạo hình (chế tạo) kim loại đạt được độ cứng cao, độ bền cao, các bộ phận có chi phí thấp. Hợp tác với các nhà thiết kế thành phần để thiết kế các hình dạng và cấu trúc sản phẩm nhẹ hơn, chắc chắn hơn, đồng thời với các nhà khoa học vật liệu để phát triển kim loại tiết kiệm và bền hơn.

Giảm tổn thất năng suất trong chuỗi cung ứng kim loại tấm

Phế liệu dập và dập hiện đang được sử dụng phổ biến trong sản xuất động cơ, vớitrung bình khoảng một nửa số tờ giấy được đưa vào ngành công nghiệp ô tô, với hiệu suất trung bình của ngành là 56% và phương pháp tốt nhất là khoảng 70%.Tổn thất vật liệu không liên quan đến quá trình xử lý có thể giảm tương đối dễ dàng, ví dụ bằng cách lồng các hình dạng khác nhau dọc theo cuộn dây, vốn đã phổ biến trong các ngành công nghiệp khác.Tổn thất do dập liên quan đến các dải vô dụng trong quá trình kéo sâu có thể không được loại bỏ hoàn toàn và có thể giảm đi trong tương lai.Việc sử dụng máy ép tác động kép được thay thế bằng các phương pháp thay thế để tạo thành các bộ phận ở dạng lưới, khả năng các bộ phận đối xứng trục được tạo ra bằng cách quay, cơ hội kỹ thuật này chưa được nghiên cứu đầy đủ và cần tiếp tục giảm tỷ lệ khuyết tật trong quá trình dập mất mát về công nghệ, sản phẩm và quy trình.

Tránh thiết kế quá mức

Sản xuất động cơ được chế tạo bằng thép và khung thép thường sử dụng thép tới 50%, chi phí thép thấp và chi phí nhân công cao, cách rẻ nhất để sản xuất động cơ thường là sử dụng thêm thép để tránh chi phí thiết kế cũng như chế tạo. để sử dụng.Đối với nhiều dự án động cơ, chúng tôi không biết tải trọng nào sẽ được áp dụng trong suốt vòng đời của động cơ, vì vậy hãy thực hiện các thiết kế cực kỳ thận trọng và thiết kế chúng cho tải trọng cao nhất có thể tưởng tượng được, ngay cả khi điều đó không có khả năng xảy ra trong thực tế.Giáo dục kỹ thuật trong tương lai có thể cung cấp thêm đào tạo về dung sai và kích thước để giúp giảm việc sử dụng quá mức và hiểu rõ hơn về các đặc tính phát sinh trong quá trình sản xuất linh kiện sẽ giúp tránh việc sử dụng quá mức như vậy.

Các quy trình sử dụng bột (thiêu kết, ép đẳng nhiệt nóng hoặc in 3D) thường không hiệu quả về mặt sử dụng năng lượng và vật liệu. Nếu bạn đã quen với việc chế tạo toàn bộ các bộ phận, quy trình bột kết hợp với quy trình tạo hình kim loại truyền thống cho các chi tiết cục bộ có thể mang lại một số lợi ích hiệu quả cho hiệu suất vật liệu và năng lượng tổng thể, đồng thời việc ép phun bột kim loại và polymer tổng hợp có thể cải thiện hiệu quả. Sáng kiến ​​cán nóng vật liệu composite từ mềm (SMC) tùy chỉnh có thể tiết kiệm khoảng 1/3 lượng kim loại cần thiết cho stato/rotor đã cho thấy nhiều hứa hẹn về mặt kỹ thuật nhưng không tạo ra lợi ích thương mại. Ngành công nghiệp ô tô không quan tâm đến đổi mới vì tấm cán nguội cho stator/rotor vốn đã rẻ và khách hàng cũng không quan tâm vì họ sẽ thấy giá thành chênh lệch rất ít và có thể không phù hợp trong một số trường hợp đặc biệt.

Giữ sản phẩm hoạt động lâu hơn trước khi thay thế chúng

Hầu hết các sản phẩm đều được thay thế và tồn tại lâu hơn trước khi chúng “hỏng”, và động lực đổi mới phụ thuộc vào các mô hình kinh doanh mới, nơi tất cả các kim loại đều được phát triển và bảo trì bởi các công ty tập trung vào việc tối ưu hóa tuổi thọ vật chất.

Cải thiện tái chế kim loại phế liệu

Tái chế nóng chảy truyền thống phụ thuộc vào việc kiểm soát thành phần kim loại, ô nhiễm đồng trong tái chế thép hoặc hợp kim hóa trong tái chế đúc và rèn hỗn hợp có thể làm giảm giá trị của kim loại làm từ phế liệu.Những cách mới để xác định, phân tách và phân loại các dòng phế liệu kim loại khác nhau có thể mang lại giá trị đáng kể.Nhôm (và có thể một số kim loại màu khác) cũng có thể được tái chế mà không bị nóng chảy bằng liên kết rắn và việc làm sạch các mảnh nhôm ép đùn có thể có các đặc tính tương đương với vật liệu nguyên chất và tái chế ở trạng thái rắn, dường như có hiệu quả.Hiện tại, việc xử lý không phải là ép đùn có thể gây ra các vấn đề về nứt bề mặt, nhưng vấn đề này có thể được giải quyết trong quá trình phát triển quy trình trong tương lai.Thị trường phế liệu hiện hiếm khi phân biệt thành phần chính xác của phế liệu, thay vào đó định giá nó theo nguồn và thị trường tái chế trong tương lai có thể có giá trị hơn bằng cách tiết kiệm năng lượng để tái chế và tạo ra dòng chất thải tách biệt hơn.Ảnh hưởng của khí thải từ quá trình sản xuất vật liệu mới (khí thải vật chất hóa), tương phản tác động của việc sử dụng sản phẩm được sản xuất theo những cách khác nhau (khí thải ở giai đoạn sử dụng), thiết kế sản phẩm có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc cải tiến vật liệu bằng cách kết hợp phát triển công nghệ sản xuất và tái chế kim loại phế liệu Sử dụng và tái sử dụng hiệu quả.

Tóm lại

Việc làm quen với các quy trình mới linh hoạt có thể bù đắp cho việc sử dụng kỹ thuật quá mức, động lực thực hiện thương mại các quy trình tiết kiệm vật liệu hiện còn yếu và không có cơ chế được chấp nhận trên toàn cầu để mang lại những tác động ngược dòng, có giá trị thấp.Tuy nhiên, từ các quy trình phát thải cao đến các quy trình phát thải thấp có giá trị cao, gây khó khăn cho việc tạo ra một phương án kinh doanh để đạt được hiệu quả.Theo các biện pháp khuyến khích hiện nay, các nhà cung cấp nguyên liệu hướng đến mục tiêu tối đa hóa doanh số bán hàng và chuỗi cung ứng sản xuất chủ yếu hướng tới việc giảm chi phí lao động hơn là chi phí nguyên liệu.Việc xử lý kim loại với chi phí tài sản cao dẫn đến việc hạn chế lâu dài các hoạt động đã được thiết lập, khiến khách hàng và người dùng cuối có ít động lực để tiết kiệm nguyên vật liệu trừ khi điều đó tạo ra khoản tiết kiệm chi phí đáng kể.Khi nhu cầu giảm lượng khí thải carbon dioxide toàn cầu tăng lên, ngành sản xuất ô tô sẽ phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng trong việc bổ sung nhiều vật liệu có giá trị hơn cho ít sản phẩm mới hơn và ngành sản xuất ô tô đã chứng tỏ tiềm năng đổi mới lớn.